Pflanzliche Mehle verarbeiten

Auf der Anuga FoodTec wurden die jüngsten Entwicklungen in der Herstellung und Verarbeitung pflanzlicher Proteine vorgestellt. Als Alternative zu tierischem Eiweiß spielen sie eine zentrale Rolle. Möglichkeiten zur Gewinnung eröffnen sich aus Quellen wie zum Beispiel Weizen, Roggen, Hafer, Gerste, Soja, Erbsen, Linsen oder anderen Getreidearten und Hülsenfrüchten. „Durch Feinstvermahlung und anschließende Sichtung entstehen Spezialmehle mit einem erheblich höheren Proteinanteil als das Ausgangsmaterial“, betont Alexander Langer, Deputy Head of Sales von Hosokawa Alpine. Diese werden dann als Grundlage für vegane Burgerpatties, Lupinenschnitzel und viele weitere pflanzliche Nahrungsmittel genutzt. Zur Herstellung der protein- und stärkereichen Spezialmehle bietet Hosokawa Alpine zwei Verfahren an: das Präzisionsverfahren und das Standardverfahren. „Unser Spezialgebiet ist das Präzisionsverfahren, bei dem die kleineren Protein- und die größeren Stärkepartikel deagglomeriert und dann die feineren Proteinpartikel und die gröberen Stärkepartikel fraktioniert werden“, so Langer. Die Trockenfraktionierung von Proteinen besteht dabei aus einer effizienten Feinvermahlung mit der Sichtermühle Zirkoplex ZPS und einer Hochleistungssichtung des fein gemahlenen Produkts mit dem Sichter Turboplex ATP. So entstehen schließlich zwei Produkte: ein feines Proteinkonzentrat und ein grobes Stärkekonzentrat.

Das Standardverfahren für die Trockenfraktionierung umfasst eine effiziente Feinmahlung mit der Stiftmühle Contraplex CW II und eine Hochleistungssichtung des fein gemahlenen Produkts mit dem Windsichter ATP. „Bei einigen Produkten mit hohem Faser- und/oder Ölgehalt empfiehlt sich die Mühle, um diese Bestandteile effizient zu deagglomerieren“, erklärt Langer. Neben der Gewinnung von Proteinen aus Getreide oder Hülsenfrüchten können auch andere wertvolle Proteinquellen wie Sonnenblumen-Extraktionsschrot, Pseudogetreide, Guarkernmehl, Johannesbrotkernmehlsplit und Lebensmittel-Nebenprodukte aus Brauerei- und Ölextraktionsprozessen verarbeitet werden. Das ermöglicht nicht nur die Gewinnung wertvoller Proteine, sondern auch die Fraktionierung anderer wertvoller Inhaltsstoffe, etwa Ballaststoffe.

Nicht nur Getreide oder Hülsenfrüchte eignen sich als alternative Proteinquelle. Auch Insekten wie die Larven der Schwarzen Soldatenfliege, Mehlwürmer und Fruchtfliegen sind interessante Alternativen für hochwertiges tierisches Eiweiß. „Larven sind aufgrund ihrer hohen Futterverwertung sehr effizient und benötigen nur wenig Futter, um große Mengen nahrhafter tierischer Proteine und Ölextrakte zu produzieren“, so Daan Goris. „Da Larven wärmeempfindlich sind und die Verarbeitung in feuchtem Futter problematisch ist, ist unser Drymeister Flash Trocknungssystem DMR die ideale Lösung“, sagt der Teamleiter Food & Feed bei Hosokawa Micron. Das System vereint Trocknen, Mahlen und Sichten in einer Anlage. Durch die Einstellung der Partikelgröße und der Scherkraft lassen sich die gewünschten Eigenschaften des Insektenproteinpulvers erzielen.

Die Aufwertung von Restströmen ist für Goris ein weiteres Thema, wo Trocknungsprozesse eine wichtige Rolle spielen. Meist handelt es sich bei den Restströmen um Flüssigkeiten, Pasten oder Nasspulver, die Proteine enthalten oder über andere positive, funktionelle Eigenschaften verfügen. „Denken Sie nur an die Reststoffe aus der Verarbeitung von Fleisch oder Fisch, Gemüse oder Fruchtschalen und an die Seitenströme aus Bäckereien, Brauereien und Bioraffinerien“, so Goris. Ein typisches System zur Verwertung von Restströmen beinhaltet für ihn folgende Komponenten: eine Mühle zur Zerkleinerung der Reste, ein Kocher zur Hitzeerzeugung gegen mikrobielle Probleme, eine Schneckenpresse zum Herauspressen der Flüssigkeit, ein Dekanter zu ihrer Trennung, ein Verdampfer zur Erhöhung des Trockensubstanzgehalts und einen Mahltrockner zur Trocknung des nassen Presskuchens, um das hochwertige, nahrhafte Pulver zu erhalten. Ob die Rückgewinnung von Rohstoffen möglich und rentabel ist, lässt sich in der Regel aufgrund der Erfahrung von Hosokawa Micron abschätzen. „Viele natürliche Abfallströme enthalten typischerweise 15 bis 40 Prozent Feststoffe. Unsere Datenbank stellt eine hervorragende Informationsquelle für die Analyse dar“, schließt Goris. Zudem verfügen sowohl Hosokawa Alpine in Augsburg als auch Hosokawa Micron in den Niederlanden über Testzentren, in denen Kunden ihre eigenen Produkte testen und so die optimale Lösung für ihre Prozesse finden können.

Je nachdem, wie pflanzliche Proteine behandelt werden, verändern sich ihre sensorischen und technofunktionellen Eigenschaften. Um überzeugende Produkte auf pflanzlicher Basis herzustellen, ist umfassendes technologisches Know-how erforderlich. Mit modernen Doppelschneckenextrudern in Hybrid-Ausführung lassen sich bei minimalem Umrüstaufwand sowohl texturiertes Pflanzenprotein als auch Fleischanaloga mit hohem Wasseranteil produzieren. Die Extrudate bilden die Basis für eine Vielzahl reformulierter Burger-Patties, Nuggets oder Würstchen mit deutlich weniger Fett bei günstigem Fettsäureprofil, die frei von Cholesterin wie auch von Nitriten und Phosphaten sind. Nach diesen Qualitätsparametern produziert etwa Vemiwa Foods mit Sitz in Königsbrunn, pflanzliche Lebensmittel und setzt dabei auf die Technologie von Coperion. Mit dem ZSK 43 Mv PLUS Food Extruder in Hybrid-Version und K-Tron-Dosierern stellt das Unternehmen im Nassextrusionsverfahren vegane Fleischersatzprodukte her, wie beispielsweise Geschnetzeltes, Pulled-Varianten und Hack. Als Proteinquelle verwendet Vemiwa aktuell Hülsenfrüchte wie Erbsen und Ackerbohnen, experimentiert zudem mit weiteren Proteinquellen und deren Zusammensetzung.

Der Extruder erreicht bei der Produktion Durchsätze bis 250 Kilogramm pro Stunde und Drehzahlen bis 1.800 pro Minute. Der dadurch erhöhte Energieeintrag erleichtert den Aufschluss der Proteine im Prozess und somit eine größere Flexibilität hinsichtlich des Produktdesigns. Durch die tief geschnittenen Schneckengänge mit einem Durchmesserverhältnis Da/Di von 1,8 entsteht zudem ein großes freies Volumen, welches den Einzug der häufig schwer fließfähigen Proteinpulver erheblich verbessert. Der modulare Aufbau des Verfahrensteils ermöglicht darüber hinaus viele Freiheiten: Durch Änderungen der Schneckenkonfigurationen und des Verfahrensaufbaus lassen sich Rezepturwechsel schnell durchführen.