Die Nachfrage nach pflanzlichen Fleischalternativen ist stark gestiegen, da Verbraucher immer mehr umweltfreundliche und gesunde Alternativen bevorzugen. Dies stellt die Lebensmittelindustrie vor die Herausforderung, pflanzliche Proteine in Geschmack und Textur überzeugend zu verarbeiten. Die Co-Extrusionstechnologie hat sich dabei als führende Methode für die Herstellung hochwertiger Fleischersatzprodukte etabliert, bei denen zwei Ausgangsmassen zu einem Endprodukt kombiniert werden.
Die Co-Extrusion ermöglicht es, verschiedene pflanzliche Rohstoffe effizient zu verarbeiten und gleichzeitig komplexe Texturen und Schichten zu erzeugen, die echtem Fleisch sehr nahekommen. Das Grundprinzip der Co-Extrusion besteht darin, dass zwei oder mehr Materialien gleichzeitig durch eine Düse gepresst werden, um ein mehrschichtiges oder mehrkomponentiges Produkt zu erzeugen. Die Albert Handtmann Maschinenfabrik GmbH & Co. KG mit Sitz in Biberach/Riss hat sich mit ihrer Co-Extrusionstechnologie bei der Herstellung pflanzlicher Fleischalternativen etabliert. Besonders hervorzuheben ist die neue Form- und Marmorierungseinheit FME 570, die es ermöglicht, ganze Fleischstücke mit naturgetreuer Fettmarmorierung und hoher Produktionsleistung herzustellen (siehe Bild 1). „Mit dem FME 570 von Handtmann ist es nun möglich, Produkte wie Steaks oder Speck in einem industriellen Maßstab bei einer Stundenleistung von 1.000 Kilogramm pro Stunde und mehr herzustellen“, betont Winfried Hartwig, Branchenmanager für Alternative Proteine bei Handtmann.
Rohstoffequalität
Bei der Herstellung pflanzlicher Fleischalternativen ist die Qualität der Rohstoffe entscheidend. „Wichtiger als die Herkunft des Rohstoffs ist die Qualität“, erklärt Winfried Hartwig. Hochwertige Extrudate und Texturate weisen oft einen geringeren Off-Flavour (unerwünschte Geschmacks- oder Geruchsnoten) auf, was den Geschmack des Endprodukts verbessert. Durch die Kombination verschiedener Texturate lassen sich fleischähnlichere Strukturen und dadurch ein komplexeres Mundgefühl erzeugen. Diese Flexibilität ermöglicht es, das Endprodukt auf die spezifischen Bedürfnisse der Verbraucher abzustimmen.
Vorteile der Co-Extrusionstechnologie
Die Co-Extrusionstechnologie ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung komplexer Fleischalternativen, etwa mit der Form- und Marmorierungseinheit FME 570. Um solche Produkte zu realisieren, ist es notwendig, eine Fleischersatz- und eine Fettersatzmasse mit spezifischen Eigenschaften zu kombinieren, da eine einzelne Masse diesen Anforderungen nicht gerecht werden könnte. Ein System, das die Ausgangsmassen zu einem Endprodukt formt, das sowohl optisch als auch haptisch den Erwartungen der Kunden entspricht, ist daher entscheidend. Solche Innovationen tragen wesentlich zur steigenden Akzeptanz von Fleischalternativen bei. Darüber hinaus fördert diese Technologie die Nachhaltigkeit, indem sie verschiedene pflanzliche Proteine und Nebenprodukte verarbeiten kann, die sonst ungenutzt blieben. Dies trägt zur Reduzierung von Lebensmittelabfällen bei und ermöglicht eine effizientere Nutzung der Ressourcen.
Doppelschneckenextruder
Die Coperion GmbH mit Sitz in Stuttgart bietet mit dem ZSK-Doppelschneckenextruder und Coperion K-Tron-Dosiersystemen eine Komplettlösung für die industrielle Produktion von TVP (Texturierte pflanzliche Proteine) und HMMA (High Moisture Meat Analogues).
Ein wesentlicher Vorteil der Technologie liegt in ihrer Flexibilität und Effizienz. Die Extrusion ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dem Rohstoffe automatisch und präzise in den Prozess dosiert werden. „Die passende Technik zur Forschung, Entwicklung und Herstellung pflanzenbasierter Lebensmittel ist entscheidend für qualitativ hochwertige Produkte und innovative Ideen“, erklärt Dr. Patrick Wittek, Verfahrenstechniker bei Coperion.
Coperion bietet ein Komplettsystem aus einer Hand: Von der Rohstoffzuführung über Dosierung und Mischen bis zur Extrusion. Die gravimetrischen Dosiersysteme von Coperion K-Tron ermöglichen eine gleichmäßige Zufuhr der Rohstoffe in den ZSK-Doppelschneckenextruder. Bei der Herstellung von TVP (ein trockenes, direkt expandiertes Produkt) wird die festige Masse durch eine Lochplatte gepresst und granuliert. Für HMMA (ein Produkt mit einem hohen Wasseranteil) wird eine spezielle Kühldüse verwendet, die den pflanzlichen Proteinen eine faserige, fleischähnliche Struktur verleiht. Der Extruder erreicht Durchsätze bis zu 500 kg pro Stunde und bietet durch die Modularität im Verfahrensteil eine hohe Flexibilität bei Produktwechseln.
Die Flexibilität des ZSK-Doppelschneckenextruders ermöglicht es Herstellern, schnell zwischen dem TVP- und HMMA-Prozess zu wechseln, ohne größere Anpassungen vornehmen zu müssen. Diese Hybrid-Lösung erlaubt die effiziente Produktion von TVP und HMMA auf der gleichen Maschine
Weiterentwicklungen
Coperion hat die Extrusionstechnologie in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt, um den wachsenden Anforderungen an die pflanzliche Lebensmittelproduktion gerecht zu werden. Der Trend geht weg von der bloßen Imitation von Fleisch hin zu neuen, eigenständigen pflanzlichen Produkten. Die Kühldüse MEGAtex S7 wurde speziell für die Herstellung von HMMA entwickelt und bietet Herstellern mehr Flexibilität, um Rezepturen und Konfigurationen schnell anzupassen.
Der modulare Aufbau des ZSK-Food-Extruders ermöglicht einfache Rezepturwechsel und Anpassungen. Diese Flexibilität ist besonders für die Forschung und Entwicklung sowie für kleinere Produktionsmengen von Vorteil. „Unsere Kunden profitieren von der Möglichkeit, unterschiedliche Produkte auf einer Maschine zu testen und dabei stets konsistente Ergebnisse zu erzielen“, berichtete Dr. Wittek.
Rohstoffe und Nachhaltigkeit
Die Wahl der pflanzlichen Rohstoffe beeinflusst die Textur, den Geschmack und die Farbe der Endprodukte maßgeblich. Soja-, Erbsen- und Weizenproteine gehören zu den am häufigsten verwendeten Rohstoffen. Gleichzeitig wird an neuen Proteinquellen wie Ackerbohnen, Lupinen und Algen geforscht, um weitere Möglichkeiten zu erschließen.
Die Extrusionstechnologie trägt zur Nachhaltigkeit bei, da pflanzliche Proteine im Vergleich zu tierischen Proteinen einen geringeren CO₂-Fußabdruck haben. Zudem ermöglicht die Extrusion die Verarbeitung von Proteinen zu schmackhaften und leicht verdaulichen Lebensmitteln, was die Akzeptanz pflanzlicher Alternativen erhöht. Durch ihre Effizienz hilft die Extrusion auch, Produktionskosten zu senken und die Wirtschaftlichkeit zu steigern.
