Immer mehr Menschen wollen weniger Fleisch essen. Ein Großteil der zahlreichen Alternativen von Tofu oder Tempeh bis zu Sojaschnitzel können zwar vom Nährwert überzeugen, haben aber in der Regel einen anderen Biss und Geschmack. Zudem ist der Sättigungswert in der Regel geringer als bei Fleischprodukten, und Verbraucher haben auch keinen preislichen Vorteil. Ein Lösungsweg sind Hybridprodukte – Fleischprodukte mit einem erhöhten Zusatz an Gemüse, Hülsenfrüchten, Pilzen, Obst oder entsprechenden Proteinen.
Skeptiker könnten zu Recht einwenden, dass Hybridprodukte keinesfalls neu und innovativ sind. Kamen zum Beispiel Frikadellen mit Paniermehl und Karotten nicht schon bei den Großeltern auf den Teller? Lagen Mortadella und Lyoner mit Pilzen nicht schon quasi immer in der Fleischtheke? Gehörte die Ciuìga, die deftige Schweinswurst mit gekochten weißen Rüben, nicht schon vor rund 150 Jahren bei den Bauern im Trentino fest auf den Speiseplan? Stimmt.
Tatsächlich gibt es aber große Unterschiede. Zum einen diente das Strecken von Fleischprodukten mit Nicht-Fleischzutaten früher vor allem dazu, Kosten zu sparen oder um auf ein fehlendes Angebot an Fleisch zu reagieren.
Wirtschaftliche Gründe spielen zwar auch heute eine Rolle. Mindestens so wichtig ist aber eine bessere ernährungsphysiologische Qualität durch die pflanzlichen Ballaststoffe und sekundären Pflanzenstoffe bei weniger Cholesterin und Fett. Zum anderen ist die Bilanz in puncto Nachhaltigkeit und Umweltschutz besser. Durch den meist noch überwiegenden Fleischanteil stehen dessen Nährstoffe – Aminosäuren, gut verfügbares Eisen und B-Vitamine – sowie technologisch wirksames Bindegewebe weiterhin zur Verfügung.
Indem die Hersteller gezielt versuchen, auch bei den Mischprodukten den vertrauten sensorischen Charakter in Textur, Biss und Geschmack zu bewahren, können diese den Umstieg auf eine pflanzenreichere Ernährung erleichtern. Dabei werden vor allem zwei Ansätze verfolgt: die Zugabe von pflanzlichen Zutaten durch spezielle Compounds zu ergänzen sowie gezielt aufgearbeitete Pflanzenproteine oder Mykoprotein einzusetzen.
Alltagstauglich und modern
Die Stern-Wywiol-Gruppe gehört mit ihren Tochterunternehmen Hydrosol und Planteneers zu den Firmen, die sich schon länger mit dem zukunftsträchtigen Thema beschäftigen. Während Hydrosol dabei umfassende Fleisch- und Prozesskompetenz einbringt, ist es bei Planteneers die Expertise mit pflanzenbasierten sowie fermentativ erzeugten Proteinen, darunter auch myzelbasierte Rohstoffe. In enger Zusammenarbeit entstanden spezielle Stabilisierungssysteme für Hybridprodukte, die auf einer Basis von Proteinen und Ballaststoffen bestehen.
Zur Frage nach dem technologischen Mehrwert funktioneller Compounds gegenüber dem Einsatz einzelner pflanzlicher Rohstoffe erklärt Dr. Pia Meinlschmidt, Leitung Produkt-Management Planteneers: „Der Einsatz von zerkleinertem Gemüse, Hülsenfrüchten oder Pilzen allein wird durchaus praktiziert. Aber auch diese Produkte kommen in der Regel nicht ohne eine Art Stabilisierung aus. In Gemüse- oder Quinoa-Produkten erfolgt die Bindung über intrinsische Inhaltsstoffe der Zutaten selbst oder könnten gequollene und gelierte Stärken etwa aus Kartoffeln ein viskoses Netzwerk bilden. Hitzedenaturierte pflanzliche Proteine wiederum bilden durch die Vernetzung ebenfalls eine feste Struktur, wobei Ballaststoffe den Zusammenhalt mechanisch unterstützen können.“ In vielen klassischen Rezepturen würden die Hersteller zusätzlich Ei einsetzen, weil dessen Proteine beim Erhitzen besonders gut gerinnen und eine stabile Matrix bilden. Damit wären die Endprodukte jedoch nicht vegan, Ei wäre als Allergen zu deklarieren und stellt zudem einen kostenrelevanten Rohstoff dar. Solche natürlichen Komponenten seien jedoch nicht gezielt auf Prozesssicherheit ausgerichtet. Beispielsweise stellen Rohstoffschwankungen ein zentrales Problem dar.
Dazu kommen die in der industriellen Produktion geforderte Haltbarkeit und Reproduzierbarkeit. „Nur mit einer an die geplante Anwendung angepassten Stabilisierung ist also gewährleistet, dass Geschmack und Textur immer auf gleichbleibendem Niveau sind“, fasst Dr. Meinlschmidt zusammen.
Mit den angebotenen Compounds können die Anteile an Fleisch- und Nicht-Fleisch-Zutaten dem Hersteller zufolge in weitem Rahmen flexibel variiert werden, unterschiedliche Fleischsorten und Geschmacksrichtungen sind möglich. So konnten etwa Besucher der letztjährigen IFFA vor Ort zahlreiche Einsatzmöglichkeiten für Convenienceprodukte wie Nuggets, Döner und Aufschnitt oder Schinken kennenlernen. Die Systeme sollen sich problemlos in bestehende Produktionsproesse einfügen lassen. Zerkleinertes Fleisch und pflanzliche Komponenten wie Karotten, Brokkoli oder Paprika werden mit weiteren Zutaten, zum Beispiel Gewürzen, sowie dem Stabilisierungssystem vermengt und geformt. Die zuzusetzenden Mengen liegen im unteren einstelligen Bereich. Dank des guten Bindevermögens gewährleistet das System selbst bei höherem Gemüseanteil von 25 Prozent und mehr eine optimale Struktur und Biss im Endprodukt. Je nach Art an Nicht-Fleischkomponenten sei auch ein höherer Anteil an Ballaststoffen möglich, so das Unternehmen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass Gemüsestücke im Produkt auf Wunsch stabil und erkennbar bleiben – selbst beim Grillen, Frittieren oder Braten – oder alternativ je nach Zielgruppe fein integriert und sensorisch unauffällig verarbeitet werden können, etwa für Kinderprodukte.
„Hybridprodukte sollen mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllen – Wasserbindung, Emulgierung, Texturaufbau und Stabilität in Kalt- und Heißanwendung gewährleisten. Dazu reicht eine einzelne pflanzliche Komponente in der Praxis in der Regel nicht aus.“
Dr. Pia Meinlschmidt, Leitung Produkt-Management Planteneers
Pia Meinlschmidt empfiehlt als pflanzliche Komponenten bevorzugt solche Gemüsesorten und Hülsenfrüchte, die Wasser gut binden und so für saftige Texturen sorgen. Auch reines Kartoffelprotein und innovatives Mykoprotein seien aus funktioneller Sicht gut geeignet.
Anwender müssten dennoch beachten, dass die technologische Funktion der pflanzlichen Zutaten durchaus von der Vorverarbeitung abhängt. Prozesse wie Kochen, Blanchieren oder Zerkleinern veränderten Wasserbindung, Struktur und Interaktion mit der Fleischmatrix.
„Rohstoffauswahl, Vorbehandlung und Herstellungsprozess sind also stets als ein integriertes Ganzes zu betrachten“, sagt die Expertin. Das gelte genauso für die Verwendung der Endprodukte, das heißt, ob sie wie Wurstaufschnitt roh verzehrt oder wie Burger erhitzt werden.
Durch gezielte Kombination aus pflanzlichen Proteinen, Ballaststoffen und strukturgebenden Komponenten könne Planteneers Hybridprodukte ermöglichen, die auch ohne deklarierungspflichtige E-Nummern oder andere Zusatzstoffe auskommen.
Akzeptanz der Verbraucher gewinnen
Hybridprodukte wollen einen vertrauten Geschmack und Textur von Fleischprodukten mit den Vorteilen pflanzlicher Zutaten kombinieren. Werden diese Aspekte klar kommuniziert, nehmen Konsumenten nach Überzeugung von Planteneers Hybridprodukte nicht als Kompromiss wahr, sondern als eigenständige Produktkategorie für eine bewusste, alltagstaugliche und flexibel an unterschiedliche Zielgruppen anpassbare Ernährung.
Grundsätzlich nimmt der Gesamtproteingehalt durch den teilweisen Ersatz von tierischem Fleisch mit pflanzlichen Komponenten mit einem in der Regel geringeren Proteingehalt in den Hybriden ab. Da das Unternehmen diesen Effekt bei der Entwicklung der Systemlösungen berücksichtigt, ist auch bei 50:50-Hybridanwendungen weiterhin ein „High-Protein“-Claim möglich. Soll der Proteingehalt gezielt weiter erhöht und exakt an den des jeweiligen tierischen Pendants herangeführt werden, können Lebensmittelhersteller zusätzliche Proteinmischungen einsetzen. Diese kommen ergänzend zum Stabilisierungssystem zum Einsatz, das primär für Textur, Bindung und den Aufbau der Produktmatrix verantwortlich ist. Ergänzend können faserbasierte funktionelle Systeme eine stabilisierende Funktion übernehmen und zugleich dazu beitragen, den Ballaststoffgehalt des Endprodukts signifikant zu erhöhen. Die Deklaration der Compounds erfolgt über die jeweiligen Einzelzutaten, zum Beispiel als pflanzliches Protein oder Ballaststoff.
Organoleptik und Funktionalität
Generell wäre es naheliegend, alternativ gleich isolierte Pflanzenproteine zuzusetzen. Aus Gründen der Nachhaltigkeit gern aus Nebenströmen der Lebensmittelproduktion. Doch welche pflanzlichen Rohstoffe eignen sich besonders, um qualitativ ansprechende Hybridprodukte herzustellen? Wo liegen die mengenmäßigen Grenzen für einen Ersatz von Fleisch? Diese Fragen systematisch anzugehen, stand im Mittelpunkt eines Forschungsprojektes am Fachgebiet Lebensmittelmaterialwissenschaft (Prof. Dr. Jochen Weiss) der Universität Hohenheim, das als CORNET-Projekt zusammen u. a. mit dem DIL (Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik) und ILVO (Flanders Research Institute for Agriculture and Fisheries) lief.
Dr. Sandra Renz untersuchte mit ihren Kollegen dazu die Zusammenhänge zwischen Rohstoffzusammensetzung, physikochemischen Eigenschaften sowie Technofunktionalität von pflanzenbasierten und tierischen Proteinen. Als Proteinquellen dienten Erbsen, Kartoffeln, Ölsaaten wie Sonnenblumenkerne oder Raps und Getreide (Weizen, Reis). Eingesetzt wurden diese teilweise nach Modifikation – von pulverförmig (Mehl, Konzentrat, Isolat) bis zum texturierten Pflanzenprotein (TVP, HME).
Als wichtige Kriterien für einen möglichen Einsatz verglichen die Wissenschaftler deren Löslichkeit und die Mischbarkeit mit gelösten Fleischproteinen, wobei sich je nach Pflanzenproteinquelle große Unterschiede zeigten. Beispielsweise zeichneten sich Proteine aus Kartoffeln anders als aus Getreide generell durch eine gute Löslichkeit aus. In weitergehenden Versuchen bestimmten Renz und ihre Kollegen das Verhalten von Modellsystemen aus gelösten Fleisch- und Kartoffelproteinen bei verschiedenen pH-Werten und Mischungsverhältnissen. Dabei stellte sich der isoelektrische Punkt (pI) der Fleischproteine als Grenzwert heraus: So kam es bei einem pH unter dem pI (pH ~ 5.5) zur Phasentrennung. Es entstanden Aggregate, die sich in ihrer Morphologie deutlich von der typischen Fleischstruktur unterschieden. Als ein anderer zu beachtender Aspekt erwies sich das Aromaprofil der pflanzlichen Rohstoffe. Beispielsweise kam es durch Oxidation in Proteinen aus Öltrestern manchmal zur Bildung von Off-flavour-Komponten. Dazu gehört ein ‚grüner‘ Geruch bei Erbsen. Eine Modifikation der Proteine durch Extrusion konnte diese teilweise verringern. Gleichzeitig können Extrudate die Textur von Endprodukten unterstützen. Der Tatsache, dass steigende Extrudatkonzentrationen zu einem Anstieg des pH-Wertes führten, ließ sich mit Glucono-delta-Lacton als Säuerungsmittel begegnen. Geringe Zusätze sorgten für eine Senkung des pH-Wertes auf den für Rohwürste üblichen Wert von pH ~ 5,0, wenn auch nur bis zu einer Konzentration von 15 bis zu 25 %. Höhere Konzentrationen verursachten dagegen merkliche Ungleichverteilungen der Feuchte.
In Modellsystemen mit gewolftem Fleisch und Nitritpökelsalz erwiesen sich wieder extrudierte Pflanzenproteine als gute Lösung. Diese waren besser mit Fleischproteinen kompatibel. Bei den Versuchen der Forschungsgruppen stellte sich schließlich heraus, dass die Herstellung von ‚attraktiven‘ Hybridprodukten unter den verwendeten Rahmenbedingungen zumindest bis zu einer bestimmten Konzentration an Pflanzenproteinen beziehungsweise einer bestimmten Fleischreduktion gut möglich ist. Wiederum kam es auf die Pflanzenproteinquelle – etwa die Pflanzengattung – an, aber auch auf die Art der Endprodukte. Bei Convenienceprodukten, etwa Burgerpatties oder Fleischbällchen, waren zum Beispiel bis zu 50 % Pflanzenprotein möglich, nur maximal die Hälfte bei Salami und ähnlichen Erzeugnissen mit Rohwurstcharakter. „Unsere Arbeiten zur Charakterisierung der Zusammensetzung und der physikochemischen Eigenschaften von Pflanzenproteinen können der Lebensmittelindustrie helfen, einfacher geeignete Rohstoffe und Konzentrationen für die Herstellung von Hybridprodukten, aber auch von reinen Fleischalternativen zu finden“, zog Sandra Renz Bilanz.
Unabhängig davon hat ADM eine einsatzbereite Proteinlösung für proteinreiche Hotdogs oder ähnliche Hybridprodukte entwickelt und diese ebenfalls auf der letzten IFFA der Branche vorgestellt. Dabei handelt es sich um ein spezielles Sojaproteinkonzentrat aus nicht gentechnisch veränderten Sojabohnen, die in Serbien angebaut werden. Dem US-Konzern zufolge punktet das Produkt mit guter Wasser- und Fettbindung sowie Salztoleranz. Außerdem sollen gebildete Emulsionen auch härtere Prozesse wie eine Pasteurisation oder Sterilisierung unbeschadet überstehen und Gele elastisch bleiben. Weiter hob ADM auf der Messe die günstige Eiweißqualität und den Anteil an Ballaststoffen hervor.
Großes Potenzial
Hybride Fleischprodukte bieten sich nicht zuletzt ideal für Großküchen und die Gemeinschaftsverpflegung von Kindergärten bis zu Kliniken sowie handwerkliche Betriebe an, stellt die FiBL Projekte GmbH (Forschungsinstitut für biologischen Landbau) fest. Um das Potenzial weiter bekannt zu machen, veranstaltete das Institut im letzten Sommer einen Praxisworkshop für ökologisch wirtschaftende Fleischer und direktvermarktende Landwirte. Gemeinsam mit einem Fleischermeister wurden auf Basis unterschiedlicher Fleischsorten Wurstvarianten mit Karotten, Pilzen oder Kartoffeln hergestellt. Die Teilnehmer konnten dabei wertvolle Erfahrungen sammeln, um vielleicht doch auch ohne spezielle Ingredienzen auszukommen. Insbesondere der Aspekt einer guten Bindung spielte bei dem Workshop eine große Rolle. Der Fleischer verwies zum Beispiel darauf, dass durch die Zugabe von einer gewissen Menge Salz das Muskeleiweiß aufgeschlossen wird und beim anschließenden Erhitzen zu einem stabilen Netzwerk koaguliert, das Fett und Gemüse gut einbettet. Außerdem konnten die Teilnehmer selbst feststellen, dass das Fleisch für eine gute Bindung der Masse vor dem Wolfen angefroren sein sollte. Der Grund: Die natürlich entstehende Wärme wird reduziert, und die Gefahr einer zu frühen Eiweißgerinnung sinkt. In die gleiche Richtung ging der Praxistipp, eine langsame Geschwindigkeit beim Wolfen oder Kuttern zu bevorzugen. Eine wichtige Botschaft war schließlich noch, dass man in hybriden Fleischprodukten auch weniger gefragtes, sehniges Fleisch nutzen und damit in Gemüse fehlendes Bindegewebe teilweise kompensieren kann. Ein nachhaltiger Nebeneffekt.
