DE3447715C2 - Faserige Proteinkomplexe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf eßbare faserige Proteinzusammensetzungen, die geeignet sind zur Verwendung als nachgebildete Fleischprodukte und Verfahren zur Herstellung solcher Zusammensetzungen. Diese Anmeldung steht in bezug zu der parallel einge­ reichte Anmeldung mit dem Titel "Faserige Serummilch- Protein-Komplexe", die hiermit durch Referenz einbe­ zogen wird.

Wesentliche technologische Bemühungen wurden auf die Herstellung und Verwendung eßbarer synthetischer Proteinfasern, insbesondere einschließlich syntheti­ scher Proteinfasern von pflanzlichem Ursprung wie Sojaproteinfasern, gerichtet. In dieser Hinsicht schlossen Bemühungen, synthetische Fleischtexturen zu schaffen, üblicherweise präparative Methoden einschließ­ lich Extrusion oder Spinnverfahren von pflanzlichen Proteinlösungen oder verschiedenen Protein-Polysaccha­ ridkombinationen um fleischähnliche Fasern zu bilden, ein, wie beschrieben in US-PS 2,682,466, 3,093,483, 3,627,536 und 4,118,520.

Wesentliche Bemühungen wurden auch darauf gerichtet, die Komplexe von Proteinen mit anderen polymerischen Komponenten einschließlich verschiedener Polysaccharide zu studieren. Zum Beispiel wurden Alginate mit Proteinen einschließlich Kasein, Edestin, Hefeprotein, Gelatine und Sojaprotein komplexiert. Gelatine, Rinderserumal­ bumin, Lysozym und Sojaproteine wurden komplexiert mit Natriumdextransulfat, Sonnenblumenkeimalbumin wurde komplexiert mit Alginat oder Pektin und Molkeprotein wurde aus Molke gewonnen durch die Verwendung verschie­ dener Hydrokolloide. Sojabohnenmolke-Gummifasern sind ebenso bekannt und es ist auch bekannt, daß bestimmte Proteine Fasern bilden in Anwesenheit spezifischer Polysaccharide, wie es offenbart ist in US-PS 3,792,175. Jedoch sind solche konventionellen Verfahren und Faser­ systeme begrenzt bei der Protein- oder Gummiverwendung und Verfahren zur Schaffung neuer Proteinkomplexe, die in der Herstellung von nachgebildeten Qualitätsfleisch­ produkten verwendet werden können, wären wünschenswert.

Wie es in "Filaments From Proteins", M.P. Tombs, Plant Proteins, G. Norton, Butterworth, Boston (1978), S. 283-288, berichtet wird, wäre der ideale Fadenbildungs­ prozeß wahrscheinlich einer, wo eine Lösung des Proteins nach geringer Bearbeitung spontan sich abtrennt um Fäden zu erzeugen, vorzugsweise in geordneten Anordnun­ gen; aber daß es Schwierigkeiten gab, solche Verfahren zu schaffen, in denen typische Proteine der Art, wie sie für die Fadenproduktion erhältlich sind, einen Selbstaufbau zeigen werden, weil pflanzliche Proteine, die Selbstaufbaueigenschaften zeigen, dazu neigen, kugelige Teilchen zu bilden.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren für die Herstellung von neuen Proteinkomplex­ fasern aus Proteinen wie Sojaprotein zu schaffen, die wünschenswerte Geschmacks- und Textureigenschaften haben. Es ist eine weitere Aufgabe, neue fleischnach­ bildende Proteinzusammensetzungen zu schaffen. Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden offenbart aus der folgenden detailierten Beschreibung und den beige­ fügten Zeichnungen, bei denen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm ist, das eine Aus­ führungsform einer Herstellungsmethode für Xanthangummi-Sojaproteinisolat-Fasern dar­ stellt;

Fig. 2A ein Auswertungselektronen-Mikrograph ist bei einer Vergrößerung von 500 × einer Ausführungs­ form eines faserigen Xanthangummi-Sojaprotein­ isolat-Komplexes gemäß der vorliegenden Er­ findung, der hergestellt wurde durch ein Ver­ fahren wie dem in Fig. 1 dargestellten;

Fig. 2B ein Auswertungselektronen-Mikrograph eines Anteils des Faserkomplexes von Fig. 2A ist, bei einer Vergrößerung von 10.000 ×;

Fig. 3 eine Kurve der elektrophoretischen Mobilität gegen den pH einer Ausführungsform des fase­ rigen Xanthan-Sojaproteinkomplexes, ähnlich dem, der in Fig. 2 dargestellt ist, vor und nach der Lyophilisierung;

Fig. 4 ein Datendiagramm einer statistischen ver­ fahrensvariablen Auswertung im Hinblick auf Verfahren zur Herstellung von Sojaproteiniso­ lat-Xanthangummifasern der Art, die in Fig. 1 dargestellt ist, ist;

Fig. 5 ein Datendiagramm einer weiteren statistischen verfahrensvariablen Auswertungstestes zu dem von Fig. 4 im Hinblick auf Verfahren zur Her­ stellung von Sojaproteinisolat-Xanthangummi­ fasern ist;

Fig. 6 ein Diagramm der isoelektrischen Punkte des Sojapro­ teinisolat-Xanthangummikomplexes gegen das Gummi- Protein-Verhältnis des Komplexes ist; und

Fig. 7 ein elektrophoretisches Mobilitätshistogramm ist von hitzebehandelten und nicht hitzebehandelten Sojapro­ tein-Isolatfasern in Natriumphosphatlösung.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eßbarer Protein-Xanthangummi-Komplexfasern und von spezifischen Protein-Xanthangummifaserzusammensetzungen, die einen fleischähnlichen Körper und eine fleischähnliche Textur haben. Verschiedene Aspekte der Erfindung sind weiterhin gerichtet auf Verfahren zur Stabilisierung der Integrität dieser Fasern, insbesondere in Anwesenheit zugegebener Aromatisierungsmittel, die die Integrität der Fasern entgegengesetzt beeinflussen. Zusätz­ liche Aspekte der Offenbarung sind gerichtet auf Fleisch nachbil­ dende Zusammensetzungen einschließlich solcher, die besonders wünschenswerte Eigenschaften haben wie Weißheits- und/oder Festigkeitsgrade, die bestimmte Fleischprodukte nachbilden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstände der Unter­ ansprüche. Unter den Proteinkomponenten Sojaprotein, Erdnuß­ protein, Baumwollsaatprotein, Sonnenblumenprotein und Erbsen­ protein werden auch die entsprechenden Isolate verstanden.

Die solubilisierten Proteinkomponenten sollten mindestens etwa 80 Gew.-% der solubilisierten Proteine, bezogen auf das Gesamtgewicht des solubilisierten Proteins, enthalten. Sojaproteinisolat und Mischungen von Sojaproteinisolat und Eialbumin sind insbesondere bevorzugte eßbare Proteinpolymerkomponenten.

Unter "solubilisiertem Protein" wird ein Protein verstanden, das hydratisiert ist, indem es entweder in wahrer Lösung besteht (eine Phase) oder in einer stabilisierten Dispersion, die bei anfäng­ licher Dispersion in Wasser als eine Phase erscheinen kann, aber nach einer Zeitperiode in zwei Phasen sich trennen kann. Die eßbare Proteinpolymerkomponente wird wünschenswerterweise einen isoelektrischen Punkt(e) größer als etwa 3, vorzugsweise im Bereich von etwa 4 bis etwa 10 haben. Insbesondere geeignete Proteine können einen isoelektrischen Punkt im Bereich von etwa 4 bis etwa 7 haben. In dieser Hinsicht kann typischerweise Sojaproteinisolat einen isoelektrischen Punkt von etwa 4,5, Eialbumin von etwa 4,7 und Kasein von etwa 4,5 haben. Es wird bemerkt, daß verschiedene Konstituenten der solubilisierten eßbaren Proteinkomponente verschiedene isoelektrische Punkte haben können. Jedoch ist es wichtig, daß der isoelektrische Punkt der verschiedenen Proteinkomponenten, wenn sie mit der Xanthangummikompo­ nente komplexiert sind, faserige Niederschläge bei der Bereitstellung verschiedener Proteinfasern bei einem vorgewählten Reaktions-pH bilden, der bestimmt wird durch den isoelektrischen Punkt des faserigen Komplexes. In dieser Hinsicht schließen insbesondere bevorzugte Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung ver­ schiedene Proteinkomplexfasern ein wie Sojaprotein- Eialbumin-Xanthanfasern.

Ein Protein ist wünschenswerterweise solubilisiert bei einem pH von mindestens etwa einer pH-Einheit von seinem isoelektrischen Punkt und vorzugsweise bei zwei pH-Einheiten oder mehr von seinem isoelektrischen Punkt. Unter "Sojaproteinisolat" und "Erdnußprotein­ isolat" wird eine Proteinaufbereitung, die mindestens etwa 90% Protein enthält, verstanden. Unter "Sojamilch" wird eine weiße oder kremige Emulsion verstanden, die durch Mahlen ganzer Sojabohnen erhalten wird. Eine Vielzahl von Bearbeitungsschemen werden üblicherweise verwendet, um Sojamilch herzustellen. Unter "Xanthan­ gummi" wird das Heteropolysaccharid verstanden, das durch Fermentation des Mikroorganismus des Genus Xantho­ monas hergestellt wird. Eine Erörterung der physikali­ schen und chemischen Eigenschaften ist zu finden in Industrial Gums, R. L. Whistler, Ed., Academic Press, N.Y. (1973), S.473.

Xanthangummi in wäßriger Lösung mit einem geeigneten Gegenion, wie Natrium, ist stark negativ geladen, weil seine Seitenketten aus geladener Glucuronsäure, Mannose und seinem Pyruvatderivat zusammengesetzt sind, wie es in der folgenden Darstellung gezeigt ist:

Fig. 1 Struktur von Xanthangummi

Es wird angenommen, daß in wäßriger Lösung die stark geladenen, sich gegenseitig abstoßenden und relativ sperrigen Seitenketten, die regelmäßig entlang des relativ engen Rückgrates angeordnet sind, das Xanthan mit einer relativ linearen Struktur versehen, von der weiterhin angenommen wird, daß sie ein wichtiger Faktor ist in der Bereitstellung von Faserkomplexen gemäß der vorliegenden Erfindung. In der dreidimensionalen Struk­ tur von Xanthangummi zeigen die geladenen Zuckeranteile der Seitenketten des Gummis von dem Rückgrat des Gummis im Zentrum weg und sind so nicht nur erreichbar für Proteine für elektrostatische Wechselwirkung, sondern halten auch die relative Linearität der Moleküle auf­ recht, was ein Faktor in dem faserigen Niederschlag mit den ausgewählten Proteinpolymeren sein kann. Unter Xanthangummiaddukt wird ein Komplex aus Xanthangummi mit einem anderen Hydrokolloid verstanden.

Xanthangummi, bildet Addukte mit anderen Hydrokolloiden wie Johannisbrotkernmehl, bei dem angenommen wird, daß die ausgedehnte lineare Natur des Xanthangummis in Lösung konserviert wird. Wünschenswerterweise sollten die Xanthangummiaddukte mindestens etwa 60 Gew.-% Xanthangummi enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Xanthangummis der Adduktkomponente.

Wie es später genauer erörtert wird, kann die Protein­ faser erzeugende Lösung in jeder geeigneten Art ge­ schaffen werden, wie durch Herstellen und anschließen­ des Kombinieren getrennter Proteinkomponenten und Xan­ thangummipolymerlösungen und durch anfängliches Her­ stellen einer Lösung, die beide Komponenten enthält. Weiterhin, gemäß der vorliegenden Offenbarung, sollte die Faser erzeugende Lösung eine solubilisierte Pro­ teinkomponente und Xanthankomponente in einem speziel­ len Bereich enthalten und in dieser Hinsicht sollten die gesamten solubilisierten Protein- und Xanthankompo­ nenten im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Faser erzeu­ genden Lösung, betragen. Bei niedrigeren Werten fällt die Xanthangummi-Proteinlösungsmischung aus, während bei höheren Werten die Mischung eine dicke Aufschläm­ mung bildet statt eines Produktes mit einer fleischähn­ lichen faserigen Textur.

Die wäßrige faserbildende Lösung kann weiterhin andere Komponenten einschließen, einschließlich anderer ge­ löster oder suspendierter Proteinkomponenten, Aromati­ sierungsmittel, Konservierungsmittel und Hydrokolloide. Jedoch sollte die Menge solcher Komponenten nicht die Gesamtmenge der speziellen Proteinkomponente und der Xanthangummi-Komponente überschreiten und in jedem Fall sollten solche zusätzlichen Materialien nicht in Mengen enthalten sein, die wesentlich die Faserbildung stören oder verhindern, wie es später genauer erörtert wird.

Weiterhin, gemäß des Verfahrens, wird der pH der Faser erzeugenden Lösung eingestellt auf einen pH, bei dem die Komponenten einen Komplex bilden, der vorzugsweise innerhalb 2 pH-Einheiten eines optimalen isoelektrischen pH′s für den gewünschten Komplex liegt, um einen fase­ rigen Protein-Polysaccharid-Komplex zu bilden beim Mischen der faserbildenden Lösung.

Auf diese Art können Hybridproteinkomplexe gebildet werden, die eine faserige fleischähnliche Textur haben. Die Faserbildung kann über einen pH-Bereich auftreten, der sich dem isoelektrischen Punkt des speziellen Xanthangummi-Proteinkomplexes annähert. In dieser Hin­ sicht kann z. B. für eine Sojaproteinisolat-Xanthan­ gummi-Faserkomplexbildung die Faserbildung nahe dem neutralen pH beginnen und sich steigern, wenn der pH eingestellt wird auf oder nahe auf den isoelektrischen Punkt des Hybridsojaprotein-Xanthangummi-Komplexes, der typischerweise im Bereich von etwa 1 bis etwa 5 sein kann. Die Faserbildung ist spontan und erfordert nicht die Verwendung einer Spinnausrüstung. Wenn die Fasern einmal geformt sind, sind sie relativ stabil gegenüber einem Salzbereich und pH-Bedingungen, mit verschiedenen Begrenzungen, die später erörtert werden. Darüberhinaus schwitzt das faserige Netzwerk (scheidet Wasser aus), was wünschenswert ist bei der Minimierung der energie­ intensiven Trocknungsschritte. Die Fasern können unter manchen Bedingungen weniger dicht sein als die wäßrige Phase und deshalb an die Oberfläche schwimmen für das Einbringen durch Abschöpfen der Oberfläche des Reaktions­ gefäßes oder Wegtrocknen der wäßrigen Phase von unten, wie in einem Käsefaß. Die Trennung der faserigen Hybridproteinkomplexe von der flüssigen Phase, die lösliche Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht enthal­ ten kann, entfernt effektiv Salze aus dem Proteinkomplex, während zur selben Zeit die Proteinkomponente konzen­ triert wird.

Die Einstellung des pH′s, um Fasern aus der Xanthangummi- Proteinmischung zu formen, kann durchgeführt werden auf einer Vielzahl von Wegen. In dieser Hinsicht kann die Proteinfaser erzeugende Lösung auf einen pH, der wesent­ lich über dem isoelektrischen Punkt der Proteinkomplex­ fasern liegt, gebracht werden und anschließend kann der pH bis zum isoelektrischen Punkt reduziert werden. Diese pH-Reduktion kann durchgeführt werden zum Beispiel durch Entfernung eines kationischen Gegenions (z. B. Na⁺) der solubilisierten Xanthangummi- und/oder Protein­ komponente wie durch Elektrophorese oder durch Zugabe einer eßbaren Säure oder einer Säure mit Nahrungsmittel­ qualität wie Salzsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Zi­ tronensäure, Ascorbinsäure, Carbonsäure oder Mischungen davon. Die Säure scheint sowohl die Carboxylat-, als auch die Aminogruppen zu protonieren, um das Protein weniger negativ geladen zu machen, so daß die Polymer­ ketten des sehr negativ geladenen Xanthangummis gebun­ den werden, um einen Gummiproteinkomplex zu bilden, der ein faseriges Netzwerk hat. Die Einstellung des pH′s kann auch durchgeführt werden durch andere geeignete Techniken wie durch Kombinieren einer wäßrigen Lösung der Proteinkomponente bei einem vorbestimmten pH, bei dem die Proteinkomponente solubilisiert ist mit einer wäßrigen Lösung der Xanthangummi-Komponente bei einem vorbestimmten pH, bei dem sie solubilisiert ist, so, daß bei der Kombination die entstehende Lösung einen vorbestimmten pH hat bei oder nahe bei dem isoelektri­ schen Punkt eines gewünschten faserigen Protein-Xan­ thangummi-Komplexes. In dieser Hinsicht ist anzunehmen, daß die Proteinkomponente in wäßriger Lösung in breiten pH-Bereichen bei höheren oder niedrigerem pH geschaffen wird, als der isoelektrische Punkt(e) des Proteins und der Xanthangummi, der im wesentlichen nur anionische Carbonsäuregruppen hat, kann ebenso in wäßriger Lösung über einen breiten pH-Bereich geschaffen werden. Es ist auch zu verstehen, daß der pH eingestellt werden kann durch selektive Anionenentfernung aus einer kombinier­ ten Lösung der solubilisierten Protein- und Xanthan­ komponente mit niedrigem pH, um den pH auf einen Wert, der annähernd der isoelektrische Punkt eines gewünschten faserigen Proteinkomponente-Xanthangummi-Komplexes ist, anzuheben oder eine eßbare Nahrungsmittelbase wie Natriumhydroxid kann zugegeben werden zu der so solubi­ lisierten sauren Mischung.

Die Reaktion des faserigen Komplexes wird vervollstän­ digt oder maximiert, wenn die Gummi-Protein-Mischung auf einen pH eingestellt wird, bei dem die elektropho­ retische Mobilität einer gewünschten Gummi-Protein- Mischung im wesentlichen 0 ist. Die elektrophoretische Mobilität kann gemessen werden unter Verwendung üblicher analytischer Instrumente wie eines System 3000 elektro­ kinetischen Analysators, hergestellt durch PenKem, Ind., Bedford Hills, New York.

Weil das Salzgleichgewicht die elektrische Ladung des Protein und Xanthangummis beeinflußt und weil die elek­ trische Ladung dieser Polymere ihre Wechselwirkung miteinander beeinflußt, ist die Manipulation der mole­ kularen elektrokinetischen Eigenschaften wichtig für die Kontrolle der Textur des Komplex-Wechselwirkungs­ produktes. Durch Einstellen des pH′s der Faser erzeu­ genden Lösung, die 2 oder mehr Protein- und Xanthan­ polyelektrolyten mit entgegengesetzter Hauptpolarität enthält, so, daß der pH unter dem isoelektrischen Punkt von mindestens einem der Polyelektrolyten liegt, kann eine Reaktion zwischen den verschiedenen Polyelektro­ lyten durchgeführt werden, insbesondere wenn die Netz­ ladung des Elektrolyten mit hohen pI positiv ist und die des anderen Polyelektrolyten negativ ist. Obwohl es wünschenswert ist, daß entgegengesetzte Netzladungen erreicht werden, ist es nicht erforderlich. Eine wünschenswerte Reaktion wird stattfinden, wenn die reagierenden Arten ähnlich geladen sind, aber die Ladung reduziert ist in einem Ausmaß, daß elektrosta­ tische Abstoßungen überwunden werden, um die Reaktionen stattfinden zu lassen.

Die isoelektrischen Punkte der speziellen Proteinkompo­ nente und der Xanthangummikomponente können weit diffe­ rierende Werte haben, z. B. kann der isoelektrische Punkt einer Sojaproteinisolatkomponente typischerweise etwa pH 4,4 sein, während Xanthangummi, weil er im wesentlichen nur anionische Carbonsäureionenarten hat, eine tatsächliche elektrische Ladung sogar bei pH 1 haben kann. Sojaproteinisolat-Xanthankomplexe werden dazwischenliegende isoelektrische Punkte haben, abhängig von den relativen Proportionen von jedem in dem Komplex. Optimale Punkte für Hybridkomplexbildung können bestimmt werden durch Messen der isoelektrischen Punkte der gewünschten Komplexe, die ausgeführt werden kann durch Messen der isoelektrischen Punktwerte getrennt für die Reaktanten und Einstellen des Mischungs-pH′s auf einen Wert, der zwischen den individuellen pI′s liegt, um eine Probe des gewünschten Komplexes zu bilden. Der pI des so gebildeten Komplexes kann gemessen werden, um einen gewünschten pH für die Komplexbildung zu bestimmen, als Kontrollpunkt für die Reaktion, um die Produktaus­ beuten zu maximieren und die gewünschte faserige Nah­ rungsmitteltextur zu erreichen. Es ist zu verstehen, wie es weiter erörtert wird, daß der isoelektrische Punkt eines Protein-Xanthan-Komplexes variieren kann, abhängig von den jeweiligen Proportionen der Komponenten des Komplexes.

Die Form und Größe der Gummi-Protein-Fasern kann kon­ trolliert werden durch den Grad der Scherung oder des Mischens, der auf die faserbildende Lösung während der pH-Einstellung angewendet wird. Zum Beispiel können lange, große und nicht geordnete Fasern hergestellt werden unter den Bedingungen des Mischens mit relativ niedriger Scherung, während kurze, feine und einheit­ liche Fasern erhalten werden unter den Bedingungen eines Mischens mit relativ hoher Scherung während der Einstellung des Lösungs-pH′s auf den gewünschten faserbildenden Wert. Der Grad der pH-Einstellung, wie durch Säurezugabe, um die Komplexe zu bilden, kann in einem großen Ausmaß variieren. Zum Beispiel wurden Fasern gebildet durch Zugabe der Säure zu dem Reaktions­ gefäß in einem Satz ebenso wie durch langsames Zudo­ sieren der Säure. Die Säurezugabe kann eingestellt werden, um sich an das Reaktionsschema anzupassen.

Komplexierte Xanthangummi-Proteinfasern gemäß der vor­ liegenden Offenbarung sind stabil in sauren und neu­ tralen Medien, aber sie können aufgelöst werden in einer alkalischen Lösung (d. h. pH 9,0 oder höher). Die Stabilität der Fasern und ihre Textur kann verändert werden durch Hitzebehandlung, wie es noch genauer erörtert werden wird.

Die Textur des Gummiproteinkomplexes kann kontrolliert werden durch Variieren des Verhältnisses von Gummi und Protein. Wie angegeben, liegt das gewünschte Gewichts­ verhältnis von Xanthangummi zu Protein im Bereich zwischen 1 : 4 und 1 : 10. Wenn das Verhältnis höher ist als 1 : 4, wird der Komplex zu gummiartig (d. h. zu viele Gummieigenschaften), während er wenn das Verhältnis geringer ist als etwa 1 : 10, keine faserige Textur hat. Die hier gegebenen Prozentangaben sind Gewichtsprozent und Verhältnisse sind Verhältnisse von Gewicht zu Ge­ wicht, wenn es nicht anders angegeben ist.

Wie auch angegeben, ist die Ionenstärke der faserbil­ denden Lösung ein wichtiger Parameter im Hinblick auf die Faserbildung und in dieser Hinsicht sollte sie weniger als etwa 1 M und vorzugsweise im Bereich von etwa 0 M bis etwa 0,1 M sein. Unter "Ionenstärke" wird die Konzentration mobiler Ionen verstanden und sie ist durch die folgende Gleichung definiert:

worin
µ = Ionenstärke,
Ci = molare Konzentration des Ions i und
Zi = Valenz des Ions i und
n die Zahl der verschiedenen Kationen- und Anionenarten ist. In vielen Fällen ist es schwierig, die Ionenstärke zu berechnen. Die Schwierigkeit würde erleichtert durch Messen der spezifischen Leitfähigkeit der Lösung. Die spezifische Leitfähigkeit der Lösung ist der Kehrwert ihres elektrischen Widerstandes zwischen entgegenge­ setzten Enden eines Würfels mit 1 cm Kantenlänge. Die Einheit der spezifischen Leitfähigkeit ist mho × cm^-1 oder ohm^-1 cm^-1. Die spezifische Leitfähig­ keit der Reaktionsmischung kann wünschenswerterweise dann etwa 0,09 Ohm^-1 cm^-1 sein und vorzugsweise sollte sie in dem Bereich von etwa 0,0004 bis etwa 0,002 Ohm^-1 pro Zentimeter liegen.

Es ist zu bemerken, daß Salzkomponenten, die zur Ionen­ stärke der fasererzeugenden Lösung beitragen, direkt oder indirekt als Gegenionen eingeführt werden können, um die Proteinkomponente und die Xanthangummi-Komponente zu solubilisieren und während der Einstellung des pH′s der Faser erzeugenden Lösung, wie durch Zugabe einer Säure oder Base zu der Lösung. Zum Beispiel kann die Bildung von Xanthangummi-Sojaproteinisolatfasern in Anwesenheit von 1,0 molarem Natriumchlorid in der Faser erzeugenden Lösung gehemmt werden. Dies zeigt, daß die Ionen die elektrostatische Wechselwirkung zwischen dem Xanthangummi und dem Sojaproteinisolat stören. Im Gegensatz dazu können bei niedrigen Konzentrationen von Natriumchlorid wie im Bereich von etwa 5 bis etwa 10 mMol Konzentration in der faserbildenden Lösung, der Gummi und das Protein festere, weniger gummiartige und trockenere fleischähnliche Fasern bilden, als solche, die ohne Zugabe von Natriumchlorid hergestellt wurden.

Ein typisches Verfahren zur Herstellung der Fasern aus Xanthangummi-Sojaprotein-Komplex kann wie folgt be­ schrieben werden: (1) Sojaproteinisolat wird in Wasser suspendiert, (2) Xanthangummi wird in die Sojaprotein- Suspension unter Rühren zugegeben, bis aller Gummi dis­ pergiert ist, um eine dünne Aufschlämmung, die 2 Gew.-% Gesamtfeststoffgehalt umfaßt, mit einem gewünschten Verhältnis von Gummi zu Protein (d. h. 1 : 4 bis 1 : 10 Gummi/Protein Gewichtsverhältnis) zu bilden, (3) die Gummi-Protein-Mischung wird angesäuert (mit 1 M HCl oder anderen Säuren) auf den pH, an dem das elektroche­ mische Potential der Gummiproteinmischung im wesent­ lichen 0 ist, um einen faserigen Gummiproteinkomplex zu erzeugen, der an die Spitze des Reaktionsgefäßes schwimmt, (4) die Fasern werden von der Molke abge­ trennt und mit Wasser gewaschen, zentrifugiert oder durch eine Käsepresse gepreßt, um Fasern zu erhalten, die etwa 80 Gew.-% Feuchtigkeit enthalten.

Nachdem nun allgemein die Proteinfaserherstellung be­ schrieben wurde, sollen nun verschiedene Aspekte der Erfindung weiter beschrieben werden im Hinblick auf Verfahren, die in Fig. 1 dargestellt sind. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann eine wäßrige Proteinlösung, wie eine Sojaproteinisolatlösung 10 hergestellt werden aus im Handel erhältlichem Sojaproteinisolat wie Soja 270A, hergestellt durch Kraft Inc. mit einem Gehalt von 3,6 Gew.-% und mit einem Lösungs pH von etwa 7,0. Ebenso kann eine Xanthangummilösung 12 hergestellt werden durch Auflösen von Keltrol Xanthangummi, einem Produkt von Kelcko Inc. mit einem Gehalt von etwa 0,6 Gew.-%. Die Lösungen 10, 12 können kombiniert werden im gewünschten Verhältnis, um eine fasererzeugende Lösung 14 zu schaffen mit etwa 2 Gew.-% Gesamtfeststoff und einem pH von etwa 6,6. Der pH, die Ionenstärke, Gummi/ Proteinverhältnis, Prozent Gesamtfeststoffe, Temperatur, Art des Mischens und Rührens und Grad der Ansäuerung sind wichtige Faktoren für die Synthese von Fasern aus Xanthangummi-Proteinkomplexen unter Verwendung der Faser erzeugenden Lösung 14. Eine solche pH-Einstellung kann ausgeführt werden durch Zugabe von Salzsäure, um teilweise die Carboxylate des Proteins und des Gummis zu neutralisieren, so daß die Abstoßung zwischen den zwei Polymeren minimiert werden kann. Dann können die elektrostatische Wechselwirkung und andere Bindungen wie Wasserstoffbindung, hydrophobische Bindung und Van der Waals′sche Kräfte zwischen den zwei Polymeren stattfinden, um Fasern 16 zu schaffen und eine Molke­ phase 18, die durch geeignete Mittel abgetrennt werden kann.

Jedoch können in Anwesenheit einer relativ hohen Ionen­ stärke (d. h. starke Salzlösung) Xanthangummi und Soja­ isolat (z. B. 2 Gew.-% Gesamtfeststoffe von einem Ver­ hältnis 1 : 4 Gummi zu Protein in 1,0 N NaCl) keine Fasern bilden, was darauf hinweist, daß die Faserbil­ dung durch elektrostatische Anziehung eingeleitet wird und daß das Salz mit den Ionenbindungsstellen der zwei Polymere im Wettbewerb steht.

Die Gewichtsprozent an Gesamtfeststoffen der Faser er­ zeugenden Gummi/Proteinlösung 14 in Wasser kann vari­ iert werden im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 4 Gew.-%. Falls die Gewichtsprozent der gesamten gelösten Xanthan-Protein-Feststoffe niedriger sind als etwa 0,1 Gew.-%, fällt der Komplex aus ohne richtige Faserbil­ dung. Auf der anderen Seite bildet die Gummi-Protein- Mischung, wenn die Gewichtsprozent der so gelösten Feststoffe höher als etwa 4% sind, eine dicke Auf­ schlämmung wieder ohne richtige Faserbildung. Der Was­ sergehalt der Faser erzeugenden Lösung ist kritisch für die zwei Polymere, um ein vernetztes polymerisches Netzwerk zu bilden.

Die Temperatur, bei der die Protein-Gummi-Wechselwirkung durchgeführt wird, ist auch wichtig. Eine hohe Temperatur ist im allgemeinen nicht erwünscht für die Bildung der Fasern aus Xanthangummi-Sojaprotein-Komplex. Weichere und feinere Fasern können erhalten werden, wenn der Gummi und das Protein erhitzt werden auf oder über 70°C, bevor die zwei Polymere gemischt und angesäuert werden. Es kann sein, daß höhere Temperaturen zu einer Änderung der Konformation des Xanthanmoleküls von einer starren Strebe zu einer zufälligen Spirale führen, wobei die Faserbildung schädlich beeinflußt wird, aber in jedem Fall sollte die Faserbildung ausgeführt werden bei einer Temperatur von etwa 4°C bis etwa 100°C.

Die Art des Mischens oder der Bewegung der Faser bil­ denden Lösung beim Ausführen der pH-Einstellung ist auch ein wichtiger Faktor bei der Bildung der Fasern. Verschiedene Arten von Blättern und/oder verschiedene Geschwindigkeiten des Rührens können verwendet werden, um verschiedene Formen und Größen von Fasern zu schaf­ fen. Zum Beispiel können große lange Fasern erhalten werden unter Verwendung eines Hobart-Mischers mit geringer Geschwindigkeit (z. B. 90 rpm) während des Ansäuerns der faserbildenden Lösung. Auf der anderen Seite können feine kurze Fasern erhalten werden beim Rühren der Gummiprotein-Mischung in einem Waring- Mischer bei einer mittleren Geschwindigkeit bei der Ansäuerung.

Der Grad der Ansäuerung der Faser bildenden Lösung ist ein weiterer wichtiger Faktor, der die Faserbildung beeinflußt. In dieser Hinsicht ist ein relativ niedri­ ger Grad an Ansäuerung der Mischung von Xanthangummi und Sojaprotein bevorzugt für das Erzeugen von Fasern.

Die Zugabe der gesamten erforderlichen Menge an Säure in die Gummiproteinmischung auf einmal kann gummiartige und leicht schleimige Fasern erzeugen, vielleicht weil die zu schnelle Zugabe der Säure bewirkt, daß die Gummimoleküle die Oberfläche des Proteins beschichten. 1 ml pro Minute an 1 M HCl für 3 Liter einer Xanthan­ gummisojaisolatmischung mit einem Gewichtsverhältnis von 1 : 6 Xanthangummi zu Sojaisolat mit 2 Gew.-%iger Konzentration in Wasser schafft recht gute Fasern. Diese Faktoren werden als statistische Variable für die Synthese von Fasern betrachtet und ihre Optimierung und Wechselwirkung wurde durch statistische Ausführung geprüft. Die von der Faserzusammensetzung 16 getrennte Molke 18 kann anorganische Salze enthalten, die von dem pH-Einstellungsschritt kommen und sie kann einiges unreagierte Xanthangummi oder andere Komponenten enthalten. Die anorganischen Salze können entfernt werden zumindest teilweise, um eine deionisierte Molke 22 zu schaffen, die verwendet werden kann bei der Be­ reitstellung des Proteins und der Gummilösungen 10, 12. Das Faserzusammensetzungsprodukt 20 hat einen deutlichen faserigen Charakter.

Die Form und Größe einer individuellen Faser des Xan­ thangummi-Sojaisolat (1 : 4) Komplexes wurde beobachtet in den Auswertungsmikroskop-Mikrofotografien, wie es in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist. Die elektrophoretische Mobilität der Sojaxanthanfaser-Zusammensetzung kann auch geprüft werden. Die Kurven der elektrophoretischen Mobilität gegen den pH (Fig. 3) des faserigen Xanthan­ gummi-Sojaprotein-Komplexes vor und nach der Lyophili­ sierung könnten überlagert sein, was anzeigt, daß die gefriergetrockneten Fasern ihre Oberflächenladungseigen­ schaft wiedergewinnen, nachdem sie hydratisiert worden sind.

Obwohl das Verfahren von Fig. 1 insbesondere beschrie­ ben wurde im Hinblick auf Sojaprotein-Xanthangummi-Kom­ plexfasern, können andere wasserlösliche Proteine ebenso verwendet werden, um fleischähnliche Fasern zu bilden. In dieser Hinsicht können beispielsweise Kasein, das durch Magermilchpulver geliefert wird oder als Natriumkaseinat, andere pflanzliche Proteine wie Erd­ nußproteinisolat und Eialbumin, wie es durch Eiweiße geliefert wird, verwendet werden als solubilisierte Proteinkomponente, um faserige Hybridproteinkomplexe gemäß der vorliegenden Offenbarung zu schaffen. Diese komplexierten Xanthangummi-Proteinfasern sind relativ mild und sie unterscheiden sich in Farbe und Textur. Zum Beispiel sind Kasein-Xanthanfasern weiß und hart, während Erdnußproteinisolat- und Sojaprotein-Xanthan­ gummifasern etwas weicher als die Kasein-Xanthanfasern sind.

Ein besonders wünschenswertes Merkmal der vorliegenden Offenbarung ist, daß verschiedene Proteine verwendet werden können mit Xanthangummi, um vielfältige Protein- Gummikomplexe zu bilden. Zum Beispiel können die fase­ rigen Ternärkomplexe aus Kasein-Xanthangummi-Sojapro­ teinisolat geschaffen werden, in denen das Verhältnis der Proteinkomponenten variiert werden kann, um ge­ wünschte faserige Produkte mit einer entsprechenden Vielfalt von Eigenschaften zu schaffen. Wie auch ange­ geben, kann die solubilisierte Xanthangummi-Komponente ein Xanthangummiaddukt enthalten, wie bei faserigen Hybridproteinkomplexe durch Mischen von Xanthangummi mit anderen Gummiarten wie Johannisbrotkernmehl.

Wünschenswerterweise werden die verschiedenen Gummiarten zuerst zusammengemischt und anschließend mit einem Protein gemischt, um eine faserbildende wäßrige Lösung zu schaffen. Die vielfältigen Gummiarten können kombi­ niert werden mit einer solubilisierten Proteinkomponente im gewünschten Gewichtsverhältnis, um eine Faser erzeu­ gende Lösung der Komponenten zu bilden, die dann ange­ säuert werden kann unter gemäßigten Scherbedingungen, um einen vielfältigen Gummi-Protein-Komplex zu erzeugen mit fleischähnlicher faseriger Textur. Solche Xanthan- Polysaccharid-Mischungen können ausgewählt werden nicht nur aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, um die Kosten der Xanthangummi-Komponente des resultierenden Produk­ tes zu minimieren, sondern auch um die Textur der Fasern zu variieren. Ähnlich können faserige, vielfäl­ tige Proteinkomplexfasern hergestellt werden unter Ver­ wendung der geeigneten Ausgangskomponenten.

Die Verwendung verschiedener Proteinkomponenten und Komponentenmischungen erlaubt die Herstellung synthe­ tischer, fleischähnlicher Proteinfasern, die in Farbe, Festigkeit und Geschmack differieren, abhängig von den Komponenten und den Verfahrensbedingungen. Zum Beispiel bilden Natriumkaseinat und Xanthangummi milde, feste und weiße Fasern, während Sojaprotein weichere und etwas weniger weiße Fasern bildet. Es ist eine wichtige und wünschenswerte Eigenschaft, daß die Fasern des Xanthangummisojaproteinkomplexes relativ mild sind und kann charakteristisch für das Sojaisolatprotein sein. Ternär- und höhere Komplexe von Sojaprotein und anderen Proteinen wie Kasein und/oder Eiprotein mit Xanthangum­ mi reduzieren weiterhin den charakteristischen Pflanzen­ protein-Geschmack.

Bei der Bildung können die komplexierten Gummi-Protein­ fasern sofort getrennt werden von der verbleibenden wäßrigen Phasenkomponente in jeder geeigneten Art, wie durch Filtration oder Zentrifugation. Zum Beispiel können solche Fasern eingebracht werden, indem sie abgetrennt werden von der wäßrigen Phase, mit Wasser gewaschen und in einer Käsepresse gepreßt werden, um fleischähnliche Fasern zu schaffen, die im allgemeinen etwa 65 bis etwa 80 Gew.-% Feuchtigkeit enthalten und typischerweise etwa 65 Gew.-% Feuchtigkeit enthalten. Die in der Presse getrockneten Fasern können aromati­ siert werden, indem sie in ein geeignetes Aromatisie­ rungsmittel eingetaucht werden wie Hummer-, Krabben-, Hühnchen- oder Rinderextrakt, um gewünschte kaubare fleischähnliche Produkte mit fleischnachbildendem Ge­ schmack und Textur zu erhalten.

Bei saurem pH sind die basischen Gruppen des Proteins, nämlich Lysin-, Arginin- und Histidinreste protoniert und positiv geladen. Im Gegensatz dazu ist der Xanthan­ gummi noch negativ geladen bei dem Reaktions- oder Wechselwirkungs-pH. Als Ergebnis wirken der Gummi und das Protein spontan durch elektrostatische Anziehung zusammen, die durch den pH, die Ionenstärke, den iso­ elektrischen Punkt des Proteins und den pKa des Gummis kontrolliert wird.

Wie angedeutet, wird angenommen, daß die dreidimensio­ nale Struktur des solubilisierten Xanthangummis ein wichtiger Faktor bei der Faserbildung gemäß der vor­ liegenden Offenbarung ist. In dieser Hinsicht wird die hohe Negativität und Reaktivität zur Bindung von Soja- und anderen Proteinen durch elektrokinetische Analyse gezeigt, die in Fig. 3 dargestellt ist. Die Kurven der elektrophoretischen Mobilität gegen den pH in Fig. 3 zeigen, daß das Sojaproteinisolat negativer geladen wird in Anwesenheit von Xanthangummi, weil die elektro­ chemischen Potentiale des Sojaproteins sich sogar im neutralen pH-Bereich steigern und sein isoelektrischer Punkt erniedrigt wird als Funktion von zugegebenem Xan­ thangummi. Diese Änderungen in der Oberflächenladung des Proteins zeigen, daß der Gummi und das Protein stark zusammenwirken können, um einen Komplex durch elektrostatische Anziehung zu bilden.

Die Fasern aus Xanthangummi-Sojaproteinkomplex neigen dazu, zu erweichen und werden leicht schleimig ober­ halb eines pH′s von 5,5, vielleicht weil der Gummipro­ teinkomplex sehr negativ geladen ist und mehr Ladungs­ eigenschaften von Xanthangummi bei oder über einem pH von 5,5 hat. Ein wichtiges Merkmal im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist, daß das Erweichen und die Schleimigkeit verhindert werden kann, wenn die Fasern einige Minuten am isoelektrischen Punkt des Gummiproteinkomplexes in Wasser gekocht werden. Es scheint, daß die Behandlung das Protein oder den Komplex als Ganzes denaturiert, so daß die Dissoziation und/oder Auflösung des Gummiprotein-Komplexes verhindert wird. Eine derartige Hitzebehandlung kann einige Geschmacks­ komponenten freisetzen, die charakteristisch sind für das Ausgangsprotein, aber dies kann korrigiert werden oder minimiert werden, indem die Fasern in Anwesenheit einer thermostabilen Fleischbase (meat base) oder anderer Aromatisierungsmitteln gekocht werden.

Wie angegeben, können Verfahren im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um faserige Hybridprotein-Komplexe, die eine Vielzahl von verschie­ denen Arten von Protein und eine Vielzahl von verschie­ denen Arten von Gummi enthalten, zu synthetisieren. Zum Beispiel können Xanthangummi-Sojaisolat-Molkeprotein- und Xanthangummi-Sojaisolat-Natriumkaseinat-Ternärkom­ plexe hergestellt werden, indem zuerst die zwei Pro­ teine gemischt werden, bevor der Xanthangummi zugegeben wird und dann die Gummiproteinmischung angesäuert wird. Ebenso kann ein Ternärkomplex aus Xanthangummi-Soja­ proteinisolat-Zein hergestellt werden, indem zuerst Xanthangummi in einer Sojasuspension dispergiert wird und dann mit einer Suspension von Zein in 85%iger Isopropanollösung (Zein ist in Wasser unlöslich) ge­ mischt wird. Die Gummiproteinmischung kann dann ange­ säuert werden wie üblich. Das Protein komplexierende Mittel kann auch geeignete Hydrokolloide zusätzlich zu Xanthangummi enthalten. In dieser Hinsicht ist beispiels­ weise Johannisbrotkernmehl sehr billig, verglichen mit Xanthangummi und zeigt eine starke Wechselwirkung mit Xanthangummi. Faserige Ternärkomplexe von Sojaprotein­ isolat, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl können hergestellt werden durch Mischen der zwei Gummiarten, um eine wäßrige Suspension zu bilden und anschließendes Zugeben des gewünschten Proteins.

Wie angegeben, wird die Proteinxanthangummi-Komplexfaser­ bildung kontrolliert durch pH, Ionenstärke, Gummi/Pro­ teinverhältnis, Prozent Gesamtfeststoffe und Temperatur. Die Wechselwirkung dieser Variablen wurde durch Experi­ mente überprüft auf faktorieller Basis.

Es gibt viele kontrollierende Faktoren für die Erzeugung von Protein-Xanthangummifasern. Deshalb wurde ein sta­ tistisches Experiment mit faktoriellem Aufbau verwendet, um die Bedingung für die Herstellung von Fasern zu optimieren.

Das erste statistische Experiment zur Herstellung von Protein-Xanthangummi-Komplexen wurde durchgeführt unter Verwendung eines zentral zusammengesetzten Aufbaus mit 32 Durchläufen, basierend auf fünf ausgewählten Variab­ len, die mit X1 bis X5 bezeichnet sind, pH (X1), Tempe­ ratur (X2), Prozent Gesamtfeststoffe (X3) , Ionenstärke (X4) und Gummiprotein-Verhältnis (X5). Nur 6 der Durch­ läufe in diesem Experiment erzeugten Fasern. Tabelle 1 stellt die aus diesen Durchläufen erhaltenen Daten dar, während Tabelle IA die statistische Variabilität der ausgewählten Variablen für die Studie zeigt.

Tabelle 1

Tabelle 1A

0 sind die Mittelpunkte, 1, 2 und -1, -2 sind die oberen und unteren Pegel der Variablen X1, X2, X3, X4 bzw. X5.

Diese Ergebnisse zeigen, daß der optimale konditionale Aufbau von dem Mittelpunkt weg zu dem Aufbau in der negativen Richtung von Ionenstärke und wahrscheinlich Temperatur, pH und ebenso Gummiproteinverhältnis hin ist. Koeffizienten in der quadratischen Gleichung wurden geschätzt unter Verwendung der Ausbeutewerte für alle 32 Durchläufe. Die verwendete Gleichung ist:

Ausbeute = -4X₂ - 11X₄ + 9X² + 5X₂X₄ + 4X₂X₅ - 3X₄X₅ - 5 X₁X₃ - 4X₃X₅ + Konstante

wobei die Xi′s in verschlüsselter Form, -2 Xi 2 sind. Deshalb würden verbesserte Ausbeuten erwartet, wenn alle Variablen sich von 0 wegbewegen, X3 (% G.S.) in der positiven Richtung und die anderen vier Variablen in der negativen Richtung.

Dementsprechend wurde ein zweites statistisches Experi­ ment durchgeführt unter Verwendung eines 2³ faktoriel­ len Aufbaus unter Verwendung der Werte von pH, Tempera­ tur und Ionenstärke unterhalb des Mittelpunkts des ersten Experiments, das dargestellt ist durch die Tabellen 1 und 1A, aber bei Fixieren der % Gesamtfest­ stoffe und des Gummiproteinverhältnisses bei 2% bzw. 1 : 6. Entsprechende Variable sind die Faserausbeute (%) und die Faserqualität (fest, weich), wobei eine hohe Ausbeute fester Fasern erwünscht ist. Die multivariab­ len Testergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Die Vorhersagegleichung ist:

Ausbeute = 54,8 - 1,1X₁ + 4,1X₂ - 7,9X₄ - 2,3X₁X₂ + 3,2X₁X₄ - 0,6X₂X₄

wobei die Xi′s in verschlüsselter Form -2Xi 1 vorliegen.

Das Ergebnis, bezogen auf die abgeleitete Gleichung zeigt, daß die Ausbeute ansteigt, wenn sowohl X1 (pH) als auch X4 (Ionenstärke) in negativer Richtung sich bewegen und X2 (Temperatur) sich in positiver Richtung bewegt. Daher ist in dem Datendiagramm von Fig. 4 der optimale Punkt hinsichtlich der Ausbeute die untere linke Ecke des Würfels (pH-3, Temperatur = 45°C, Ionen­ stärke = 0 mM NaCl zugegeben). Jedoch ist die Faser­ qualität, die unter diesen Bedingungen hergestellt wird, nicht gut. An der rechten Ecke (pH = 5,0, Tempe­ ratur = 45°C, Ionenstärke = 0) ist die Faser fest, aber die Ausbeute ist niedrig.

Um die Verfahrensbedingungen zu bestimmen, die eine verbesserte Ausbeute zusammen mit einer guten Faser­ qualität schaffen, wurden zwei zusätzliche Durchläufe durchgeführt an den mit X in Fig. 4 (pH 3,5 und 4,5) bezeichneten Punkten. Feste Fasern wurden erhalten aus beiden Durchläufen, was anzeigt, daß der pH so niedrig wie 3,5 sein könnte.

Ein drittes statistisches Experiment wurde durchgeführt unter Verwendung eines weiteres 2³ faktoriellen Aufbaus mit drei Wiederholungsläufen im Mittelpunkt, wie in Fig. 5 gezeigt. Die experimentiellen Variablen und ihre Pegel waren:

Die Ansprechvariablen waren die Faserausbeute (%) und die Faserqualität (weich/fest). Die Daten sind in Tabelle 3 wie folgt aufgelistet:

Tabelle 3

Die Vorhersagegleichung ist:

Ausbeute: 67,3 - 2,0X₁ - 11,7X₃ + 0,1X₅ + 1,2X₁X₃ + 1,0X₁X₅ + 1,9X₃X₅

wobei die Xi′s in verschlüsselter Form, -1 X1 1 sind. Die Gleichung zeigt, daß eine Bewegung von X3 (Prozent Gesamtfeststoffe) in der negativen Richtung die Prozent Ausbeute verbessern würde und auch eine gute Faserqua­ lität liefern würde. Bei den Daten, die in Fig. 5 auf­ getragen sind, ist zu beobachten, daß ein höheres Protein/Gummi-Verhältnis ein Vorteil sein kann im Hin­ blick auf Nährwert und Kosten, vorausgesetzt, daß andere Funktionalitäten wie Geschmack und Zartheit annehmbar sind und es ist wünschenswert, daß der pH- Wert relativ hoch ist aus Geschmacksüberlegungen. Daher wäre ein optimaler Bereich um pH 4,5, die Temperatur = 45°C, Gesamtfeststoffe = 2%, Ionenstärke = 0 mM NaCl zugegeben und Gummi/Protein-Verhältnis = 1 : 9.

Die höchste Ausbeute, die bei diesen drei statistischen Experimenten erreicht wurde, war 83,7%. Dies bedeutet eine 91%ige Wirksamkeit für die Reaktionen, bezogen auf die Gewichtsprozent des vorhandenen Proteins. Da die Art des Mischens, Rührens und der Reihenfolge der Zugabe auch kritische Faktoren für die Erzeugung von Fasern sind, könnte eine Optimierung dieser Faktoren zu einer Verbesserung der Ausbeute und Qualität der Fasern führen. Zum Beispiel wurde durch Ändern der Reihenfolge der Zugabe eine Ausbeute von 86,6% Faser erhalten, was bedeutet, daß die Reaktion zu 96% vollständig war. Die theoretische maximale Ausbeute der verwendeten Rohmate­ rialien ist 90%.

Die Quantität des Xanthangummis, der in der Fasermolke vorhanden ist, kann geschätzt werden durch Auftragen des isoelektrischen Punktes der Molke gegen das Verhältnis von Xanthangummi zu Sojaprotein, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Da das Gesamtvolumen der Fasermolke bekannt ist und der Proteingehalt bestimmt werden kann durch die quantitative Proteinmethode von Lowry′s, SDS (Natriumdodecylsulfat) Gelelektrophorese oder Kjeldahl Stickstoffanalyse, kann die Menge an Xanthangummi in der Fasermolke bestimmt werden. Für ein Xanthangummi- Sojaisolat-Gewichtsverhältnis von 13 (z. B. ein Ver­ hältnis von einem Teil Xanthangummi zu etwa 7,5 Teilen Sojaisolat) in der fasererzeugenden Lösung, war der isoelektrische Punkt der Fasermolke im wesentlichen derselbe wie der des Sojaisolats alleine, was anzeigt, daß aller Gummi verwendet wurde zum Formen des faseri­ gen Komplexes. Für eine Mischung mit 1 : 1 Xanthangummi zu Sojaisolat Gewichtsverhältnis ist der isoelektrische Punkt der Fasermolke im wesentlichen derselbe, wie der des Xanthangummis allein, was vermuten läßt, daß alles Protein verwendet wurde, um den Komplex zu formen, wobei ein Überschuß von Xanthangummi in der Fasermolke zurückbleibt.

Die Art des Rührens ist ein wichtiger Faktor für die Erzeugung verschiedener Formen und Größen von Fasern bei der Ansäuerung der Aufschlämmungsmischung der Xanthangummiarten und Proteine. Lange und dünne Fasern konnten erhalten werden, wenn die Gummi-Proteinmischung gerührt wurde unter Verwendung eines Rührstabes oder anderer Spinnvorrichtungen bei der Ansäuerung. Diese gleichen den Fasern von Geflügel, Rind und Schwein. Feine und kurze Fasern werden erhalten in einem Waring Mischer, wobei bei der niedrigsten Geschwindigkeit nur wenige Minuten gerührt wird, aber schnell genug, um die Aufschlämmung in Bewegung zu halten. Verlängertes Rühren unter hoher Scherung erzeugt Fasern, die zu fein und zu kurz sind für Fleisch nachbildende Texturen, offensichtlich weil es die Blätter des Mischers die Fasern in kleine Stücke zerhacken läßt. Offensichtlich kontrollieren die Geschwindigkeit und die Zeit des Rührens die Größe und Form der Faser.

Weil alle geladenen Gummiarten die isoelektrischen Punkte der Proteine modifizieren, kann die obige Technik verwendet werden, um den Gummigehalt in der Komplexmolke für andere Gummiarten, die verwendet werden, um Komplexe mit den Proteinen zu formen, zu schätzen.

Wie angegeben, können Fasern aus Xanthangummi-Soja­ isolat-Komplex erweichen, wenn sie mit Aromatisierungs­ mitteln aromatisiert werden, wie den üblichen Aromati­ sierungsmitteln auf Fleischbasis. Da die Faserbildung von Xanthangummi und Protein hauptsächlich durch elektrostatische Anziehungskraft gelenkt wird, kann der pH und die Ionenstärke in Aromatisierungsmitteln ein Erweichen bewirken und in dieser Hinsicht pflegen Aro­ matisierungsmittel größere Mengen Salze zu enthalten oder haben einen pH, der für die Integrität der Fasern ungünstig ist.

Weil angenommen wird, daß die anfangs in wäßriger Lösung geformten Komplexe aus Xanthangummi und den Proteinen hauptsächlich elektrostatisch sind und deshalb empfindlich für pH und Ionenstärke, sind Ver­ fahren zur Stabilisierung der Bindung zwischen den zwei Biopolymeren so, daß der Komplex stabil unter verschie­ denen Verfahrensbedingungen, die bei der Herstellung oder Lagerung verschiedener Nahrungsmittelprodukte ver­ wendet werden, wichtig für die Entwicklung und kommer­ zielle Verwendung der synthetischen Fasern. Fasern, die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden, wie Xanthangummi-Sojaprotein-Isolatkomplexe und Soja­ proteinisolat-Eialbumin-Xanthanternärkomplexe können hergestellt werden, die relativ mild, fest, weiß und kaubar sind. Diese eßbaren Faserzusammensetzungen können aromatisiert werden, um Fleisch nachbildende Zusammensetzungen herzustellen, wie nachgebildetes Hähnchen-, Schweine-, Krabben- und Hummerfleisch, das wiederum verwendet werden kann, um Nahrungsmittelge­ richte unter Verwendung der entsprechenden Fleisch­ arten wie Krabben- und Hummersalate herzustellen. Jedoch können die Fasern dazu neigen, weich und breiig zu werden und können sogar ihre faserige Struktur ver­ lieren, wenn sie aromatisiert werden mit verschiedenen Aromatisierungsmitteln, insbesondere einschließlich handelsüblicher Aromatisierungsmittel, die Salz enthal­ ten. Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden Verfah­ ren geschaffen zur Stabilisierung des Faserkomplexes, um zu verhindern, daß die Fasern weich werden unter verschiedenen Verfahrensbedingungen.

Weiterhin, gemäß der Offenbarung, kann die Form, Größe und Festigkeit der Fasern kontrolliert werden, um die Textur von Fisch, Muscheln, Geflügel und anderen Fleischfasern nachzuahmen und Verfahren werden geschaf­ fen für das Aromatisieren der Fasern des Protein-Xan­ thangummi-Komplexes, um die Produkte zu erhalten.

In dieser Hinsicht sind Daten, die die Wirkungen von Natriumhydroxyd und Natriumphosphat mit verschiedenen Pegeln zeigen, aufgelistet in den folgenden Tabellen 4 und 5.

Tabelle 4

Wirkung von zugegebenem Natriumhydroxid auf die Textur von Xanthangummi-Sojaisolat-(1 : 6)-Fasern*

Tabelle 5

Wirkung von zugegebenem Natriumphosphat auf die Textur von Xanthangummi-Sojaisolat-(1 : 6)-Fasern*

Natriumchloridlösung erweicht die Fasern auch bei Kon­ zentrationen über 0,1 M, wie in der folgenden Tabelle 6 gezeigt ist.

Tabelle 6

Wirkung von Natriumchloridlösung auf die Textur von Xanthangummi-Sojaisolat-(1 : 6)-Fasern*

Die gekochten Fasern blieben fest, während die nicht hitzebehandelten weich, gummiartig und schleimig wurden an der Oberfläche der Fasern in Anwesenheit von 0,5 M NaH₂PO₄. Der pH der Fasersuspension war 5,6. Obwohl die vorliegende Erfindung nicht gebunden oder begrenzt ist dadurch, wird die Theorie aufgestellt, daß die Hitzebe­ handlung entweder das Protein oder den Gummiproteinkom­ plex als Ganzes denaturiert auf eine solche Weise, daß diese zwei Biopolymere physikalisch verflochten werden. Als Ergebnis ist der Komplex stabiler und hat mehr Resistenz gegen die Dissoziation durch pH und Ionen­ stärke.

Unter strengen Bedingungen können die Fasern des Xan­ thangummi-Sojaprotein-Komplexes schleimig werden und ihre Integrität verlieren, was von der Dissoziation freier Xanthangummi-Moleküle aus dem faserigen Komplex sich zu ergeben scheint, der in der Pufferlösung gelöst wird und dann auf die Oberfläche der Fasern readsor­ biert wird. Falls diese Annahme richtig ist, dann sollte die elektrophoretische Mobilität (die der Ober­ flächenladung entspricht) der ungekochten Fasern negativer geladen sein als die der gekochten bei identischem pH. Fig. 7 zeigt, daß die hauptelektropho­ retische Mobilität der ungekochten Fasern zweimal so negativ war wie die der gekochten Fasern. Weil der Gummi negativer geladen ist als das Protein, sollten die Fasern mit höherem Gummiprotein-Verhältnis negativer geladen sein als die Fasern mit niedrigerem Gummi-Protein-Verhältnis. Weil die elektrokinetische Analyse zeigt, daß die gekochten Fasern, die ein höhe­ res Gummi-Protein-Verhältnis, bezogen auf die Kohlen­ hydrat/Proteinverhältnisse, die in Tabelle 7 gezeigt sind, niedrigere elektrophoretische Mobilität und festere Textur hatten als die ungekochten Fasern, ist der Grund für die Differenz der Oberflächenladung nicht dem Gummi-Protein-Verhältnis, sondern offensichtlich den Änderungen der Konfiguration und Orientierung des Gummis und des Proteins in dem Fasersystem als Ergebnis der Hitzebehandlung zuzuschreiben. Obwohl sogar die Gummikonzentration in den gekochten Fasern größer war als in den ungekochten Fasern, war weniger Gummi an der Oberfläche der gekochten Fasern, verglichen mit den ungekochten Fasern. Die Hitzebehandlung der Protein- Gummi-Komplexfasern führte nicht nur zu einer Stabili­ sierung der Fasern, um ihre Festigkeit zu behalten, sondern sie kann auch verwendet werden, um die Fasern zu pasteurisieren. Die Hitzebehandlung der Fasern, wie z. B. durch Kochen, reduziert die Gesamtbakterienzähl­ rate von 5×10³ auf weniger als 10, was die pasteuri­ sierende Wirkung der Hitzebehandlung zeigt. Mikrowellen verminderten auch die Gesamtbakterienzählrate, was an­ zeigt, daß Mikrowellen bakterizid sind. Die Bakterien­ zählrate der ungekochten Fasern und davon abgeleiteter Nahrungsmittelprodukte ist sehr niedrig und Kochen macht die Fasern und ihre Produkte fast steril. Zu­ sätzlich können durch Variieren der Temperatur und der Erhitzungszeit verschiedene Grade der Festigkeit und Stabilität der Fasern erhalten werden, wie es gewünscht ist.

Die Zusammensetzungen der hitzebehandelten Xanthan- Sojaproteinisolat-Fasern und Fasern, die nicht hitzebe­ handelt wurden, sind in der folgenden Tabelle 7 angege­ ben:

Tabelle 7

Zusammensetzungen aus gekochten und ungekochten Xan­ thangummi-Sojaisolat-(1 : 6)-Fasern in abgetropfter und gefriergetrockneten Formen *

Beim Mischen mit 1% (g/g) feinem Salz (kristallines Natriumchlorid) erweichten die ungekochten Fasern des Xanthangummi-Sojaisolats- (1 : 6)-Komplexes, während die entsprechenden gekochten Fasern fest blieben, wie in der folgenden Tabelle 8 gezeigt ist:

Tabelle 8

Wirkung von feinem Salz (kristallines Natriumchlorid) auf die Textur von Xanthangummi-Sojaisolat-(1 : 6)-Fasern *

Diese Ergebnisse zeigen weiter, daß die Hitzebehandlung gemäß der vorliegenden Offenbarung die Protein-Gummi- Komplexfasern stabilisiert und so die Fasern vor dem Erweichen gegen Ionenstärke schützt.

Die Tabellen 6 und 8 zeigen auch, daß kristallines Natriumchlorid, wie es typischerweise in Aromatisie­ rungsmaterialien vorhanden ist, die Fasern schneller erweicht, als es Natriumchloridlösung tut. Dies war offensichtlich dem Lokalisierungseffekt des Salzes in dem Fasersystem zuzuschreiben. Mit anderen Worten war die Salzkonzentration auf der Oberfläche der Fasern sehr hoch, bevor das Salz gleichmäßig in dem gesamten Fasersystem dispergiert war.

Wie durch die Daten in Tabelle 9 gezeigt wird, scheint Saccharose die Xanthangummi-Sojaproteinfasern nicht wesentlich zu erweichen. Dies zeigt, daß Zucker ver­ wendet werden kann, um den Gummi-Protein-Komplex zu süßen, wenn es erforderlich ist, ohne das Risiko des Erweichens der Fasern.

Tabelle 9

Wirkung von Zucker auf die Textur von Xanthangummi- Sojaisolat-(1 : 6)-Fasern

Zitronensäure, die weithin verwendet wird als Konser­ vierungsmittel in Nahrungsmittelprodukten, hat auch die Tendenz, die Faser zu erweichen, vielleicht weil sie die Ionenbindungen, die Xanthangummi und Sojaprotein verbinden, unterbricht. Die Daten im Hinblick auf den Erweichungseffekt der Zitronensäure auf die 1 : 6-Xan­ thangummi-Sojaisolatfasern sind in der folgenden Tabelle 10 gezeigt:

Tabelle 10

Wirkung von Zitronensäure auf die Textur von Xanthan­ gummi-Sojaisolat-(1 : 6)-Fasern

Überraschenderweise kann jedoch die Zitronensäure ver­ wendet werden, um die Xanthangummi-Proteinmischung anzusäuern beim Rühren, um feste Fasern zu erzeugen. Offensichtlich dient im letzteren Fall die Zitronen­ säure als ein Protonendonor, um die zwei Biopolymere zusammenzubringen, um den Gummiprotein-Komplex zu bilden. Dementsprechend kann, wenn es erwünscht ist, die Zitronensäure als ein Konservierungsmittel zu ver­ wenden, die Zitronensäure verwendet werden, um die Gummiproteinmischung anzusäuern, um Fasern zu erzeugen, weil die Zitrationen eingeschlossen und zurückgehalten werden könnten in dem Fasernetzwerk, um als Konservie­ rungsmittel zu dienen. Darüberhinaus wurde gefunden, daß die Hitzebehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung den Erweichungseffekt der Zitronensäure in den Fasern minimiert.

Um die Festigkeit der Fasern quantitativ zu erfassen, wurde eine Methode entwickelt, um die Kraft, die erfor­ derlich ist, eine Reihe von Flügeln in einer Standard Kramer mehrflügeligen Scherzelle mit 10 Flügeln anzu­ treiben, von denen jeder 3 mm dick und 7 mm breit ist, an einer Instron Universal Testvorrichtung, die erhält­ lich ist von Instron Corp. of Canton, Ohio zu messen, durch 5×5 cm Platten der gepreßten Fasern. Diese Kraft entspricht der Festigkeit der Fasern. Ein Beispiel ist in Tabelle 11 gezeigt:

Tabelle 11

Mechanische Prüfung gekochter und ungekochter Fasern des Xanthangummi-Sojaisolat-(1 : 6)-Komplexes*

Die Daten in Tabelle 11 zeigen, daß die Kraft, die erforderlich ist für die Instron′s Flügel, um durch die gekochten und gepreßten Fasern des Sojaisolat-Protein- Xanthangummikomplexes zu schneiden, annähernd zweimal so groß ist wie die um durch die entsprechenden unge­ kochten und gepreßten Fasern zu schneiden. Dies zeigt, daß die Hitzebehandlung die Festigkeit der Fasern wesentlich vergrößern kann (z. B. doppelt).

Der Feuchtigkeitsgehalt der abgetropften Fasern wird im allgemeinen im Bereich von 75 bis etwa 90% sein, z. B. etwa 80% und es ist wünschenswert, Aromatisierungsmit­ tel zuzugeben, wenn die Fasern diese Menge an Feuchtig­ keit enthalten. Jedoch können die Fasern, wenn sie gefällt sind, oder nach der Hitzestabilisierung, im wesentlichen im Feuchtigkeitsgehalt reduziert werden, um ein Faserprodukt mit niedriger Feuchtigkeit zu schaffen, das seine Faserintegrität behält. Wenn die Fasern lyophilisiert wurden auf den Zustand, daß ihr Feuchtigkeitsgehalt nur noch 24% war, blieben die Fasern fest und stark, auch wenn sie sich trocken anfühlten. Diese Fasern (mit 24% Feuchtigkeitsgehalt) konnten rehydratisiert werden, um eine Textur zu erhal­ ten, die ähnlich der der abgetropften ist.

Der Feuchtigkeitsgehalt der gepreßten Fasern wird im allgemeinen im Bereich von 60 bis etwa 75% sein, z. B. 65%. Faserzusammensetzungen mit vermindertem Feuchtig­ keitsgehalt können geschaffen werden, die eine längere Lagerung und eine leichtere Handhabbarkeit für den Transport und die Lagerung haben. Jedoch können die Fasern brüchig und spröde werden bei sehr niedrigem Feuchtigkeitsgehalt, z. B. wenn sie lyophilisiert werden, so daß sie nur noch 3,7% Feuchtigkeit enthal­ ten. Als Ergebnis wird eine geeignete Menge an Feuch­ tigkeitsgehalt benötigt, um die Festigkeit aufrechtzu­ erhalten und die strukturelle Integrität zu behalten. Die Zusammensetzung der Protein-Xanthangummifasern bei verschiedenen Stufen des Trocknens ist in der der folgenden Tabelle 12 gezeigt:

Tabelle 12

Feuchtigkeitsgehalt der Protein-Xanthangummi-Fasern bei verschiedenen Trocknungsstufen

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Weißheit der Fasern der Protein-Xanthangummi-Komplexe eine wichtige Funktionalität für die Herstellung von Nahrungsmittel­ produkten auf Basis von Protein-Xanthangummi. Um die Weißheit bestimmter Fleischarten, einschließlich Geflügel, Fisch und Muscheln nachzubilden, sollte die Weißheit der Proteingummifasern überwacht und optimiert werden. Die Farbdaten hinsichtlich der Messung der Faserweißheit sind in der folgenden Tabelle 13 gezeigt:

Tabelle 13

Weißheitsmessung für gekochte und gepreßt getrocknete Fasern von Xanthangummi-Proteinkomplexen*

Die Garner XL805 Farbdifferenzwerte zeigen, daß die Helligkeit der Sojaisolat-Xanthangummifasern verbessert werden kann durch Einbringen von Eialbumin in das System, um den Sojaisolat-Xanthangummi-Eialbumin-Ter­ närkomplex zu bilden. Dies wird bewiesen durch die ansteigende Reihe der Weißheit der Fasern dieser Kom­ plexe: Xanthangummi-Sojaisolat (1 : 6) Komplex, Xanthan­ gummisojaisolat-Eialbumin (1 : 3 : 3) Ternärkomplex, Xan­ thangummi-Eialbumin (1 : 6) Komplex.

Wie angegeben, können die Xanthanproteinfaserzusammen­ setzungen gemäß der vorliegenden Erfindung aromatisiert werden, um den Geschmack einer ausgewählten natürlichen Fleischzusammensetzung nachzubilden, insbesondere nach Hitzestabilisierung des Faserkomplexes. Zum Beispiel die Fasern des Protein-Xanthangummi-Komplexes, indem (a) 2%iges (g/g) Aromatisierungsmittel auf die abgetropften Fasern gesprüht wird und die Fasern in einem Hobart Mischer 30 Sekunden gemischt werden oder bis das Aromatisierungsmittel gleichmäßig in dem Faser­ system verteilt ist, (b) getrocknetes Eiweiß, das als Bindemittel verwendet wird, auf die aromatisierten Fasern gesprüht wird und dann die Mischung in demselben Hobart Mischer 30 Sekunden gemischt wird, (c) 5% (g/g) Henningsen′s Hähnchenfett oder 5% (g/g) Armour Schweine­ schmalz zugegeben wird zu (b) und die Mischung 30 Sekunden gemischt wird, um Hühnchen- bzw. Schweineana­ loge zu erhalten, (d) die aromatisierten Fasern von Schritt (c) bei 25°C 30 Minuten stehen gelassen werden, (e) die aromatisierten und 30 Minuten inkubierten Fasern auf einer Käsepresse unter einem Druck von 3,4 bar (50 psig) bei 25°C eine Stunde gepreßt werden.

Die Inkubationszeit, die Zeit und der Druck des Pressens, können variiert werden abhängig von der Festigkeit und der Wasserhaltungsaktivität der Fasern und abhängig vom Feuchtigkeitsgehalt, der im Endpro­ dukt erwünscht ist. Wie vorher erörtert, können die abgetropften Fasern normalerweise eine wesentliche Menge an Wasser (z. B. etwa 80 Gew.-%) halten, die dazu dient, die Aromatisierungsmittel zu lösen und die auch dazu dient, ein Bindemittel zu hydratisieren wie ge­ trocknetes Eiweiß, so daß die Fasern anbinden können beim Pressen und/oder Hitzefixieren. Nichtsdestotrotz kann ein Teil der Aromatisierungsmittel und/oder des Bindemittels aus den Fasern beim Pressen gequetscht werden. Um den Verlust an Aromatisierungsmittel und Bindemittel zu minimieren, können die Fasern wünschens­ werterweise dehydratisiert werden bis zu einem gewissen Ausmaß, durch Zentrifugation vor dem Aromatisieren. Die Menge Wasser, die aus den Fasern ausgetrieben wird, kann reguliert werden durch Variieren der Geschwindigkeit und Zeit des Zentrifugierens.

Die Fasern aus Protein-Xanthangummi-Komplex können aro­ matisiert werden, indem geschmolzener verarbeiteter Käse mit dem faserigen Komplex gemischt wird. Dies schafft ein Produkt mit einer fleischähnlichen kaubaren Textur mit Käsegeschmack. Eine andere Produktart kann hergestellt werden, indem Würfel oder Scheiben von Käse mit fleischaromatisierten Fasern gemischt werden, um eine Cheesburger-artige Frikadelle zu erhalten.

Die aromatisierten und gepreßten Frikadellen können hitzefixiert werden, indem die Temperatur der gemischten Faser- und Bindemittelmischung erhöht wird oder bei der Hauptkochtemperatur des Wassers. Eine solche Erhitzung kann erreicht werden mit Hilfe von üblichen Heißluft-, Bestrahlungs-, Übertragungs- oder Mikrowellenöfen. Zum Beispiel kann eine Frikadelle hitzefixiert werden durch Kochen in einem 700 Watt Mikrowellenofen eine Minute pro 200 g Frikadelle. Die Erhitzungstemperatur und Zeit kann variiert werden, abhängig von physikochemischen Eigenschaften der Fasern ebenso wie von der gewünschten Textur und Erscheinung der Frikadelle.

Die Hitzefixierung ist nicht erforderlich für alle Anwendungen der gepreßten Fasern. Zum Beispiel können gepreßte Frikadellen paniert und direkt im Fett schwimmend gebraten werden ohne den Hitzefixierungs­ schritt.

Die Fasern aus Sojaprotein-Xanthangummi (z. B. 6 : 1) Komplex, die aus Sojaisolat und Xanthangummi gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurden, können hergestellt werden, die relativ mild sind. Jedoch kann eine leichte Säuerlichkeit festgestellt werden in bestimmten Formulierungen wie einer Hühnchenfrikadellen- Formulierung unter bestimmten Bedingungen. Variationen in den Mengen an Säure (einmolare Salzsäure), die zum Ansäuern der Sojaprotein-Xanthangummi-Mischung verwen­ det wird, um Fasern zu erzeugen, ist in der folgenden Tabelle 14 gezeigt:

Tabelle 14

Beziehung zwischen Säuerlichkeit und Säuregrad des faserigen Protein-Xanthangummi-Komplexes

Die pH-Werte der Fasern, die hergestellt wurden unter Verwendung verschiedener Mengen an Säure, um die Faser erzeugende Lösung einzustellen auf einen Faserausfäl­ lungs-pH, waren im wesentlichen die gleichen, was anzeigt, daß der pH-Wert der Faser bestimmt wurde durch die Netzladungen des Komplexes, der zusammengesetzt ist aus Sojaprotein und Xanthangummi. Offensichtlich war die Netzladung der Faser, die aus Eialbumin und Xanthangummi hergestellt wurde, leicht verschieden von der des Soja-Xanthan-Komplexes. Deshalb hatten die Fasern aus Xanthan-Eialbumin-Komplex oder Xanthan-Soja­ eialbumin-Ternärkomplex höhere pH-Werte und schmeckten nicht sauer. Dies erklärte, warum Eialbumin die Milde der Fasern verbesserte, wenn es in das Fasersystem eingebracht wurde, um den Xanthansoja-Eialbumin-Ternär­ komplex zu bilden.

Nachdem nun verschiedene spezifische Aspekte der Ver­ wendung der Xanthangummi-Proteinfaserzusammensetzungen in Fleisch nachbildenden Formulierungen beschrieben wurden, sollten die folgenden spezifischen Beispiele und Rezepte weiterhin die Nützlichkeit verschiedener spezifischer fleischnachbildender Formulierungen zeigen.

Die Fasern aus Protein-Xanthangummi-Komplexen wurden entweder gekocht oder ungekocht abgetropft und dann aromatisiert mit 2 bis 5% (g/g) Haarmann und Reimer′s (H′s) "Krabbengeschmack", L. J. Minor′s Hummergrund­ stoff, H′s "Shrimpsgeschmack", H′s "Muschelgeschmack", H′s "Hähnchengeschmack", L. J. Minor′s "Rindfleisch­ grundstoff" und H′s "Schweinegeschmack", um Krabbe, Hummer, Shrimp, Muschel, Hähnchen, Rindfleisch und Schweinefleisch auf Basis von Protein-Xanthangummi zu erhalten. Diese aromatisierten Protein-Xanthangummi­ fasern wurden entweder verwendet wie sie waren oder gepreßt, um Frikadellen zu bilden mit oder ohne Hitze­ fixierung, abhängig von den Anwendungen. Einige von ihnen wurden verwendet, um verschiedene Gerichte her­ zustellen wie Krabben- und Hummersalate, Krabben- und Hummerkroketten, um in Teig getauchte und panierte Hühnchenfrikadellen, italienisches, knochenloses Hühn­ chen, heißen Hähnchensalat, Cashew Hühnchenbrocken und Moo Goo Gai Pan (ein chinesisches Gericht, das herge­ stellt wurde durch Rühren und Braten des Hühnchenana­ logen auf Basis von Protein-Xanthan mit chinesischen Gemüsen) herzustellen. Diese Gummi-Protein- Komplexe können verwendet werden, um entweder Produkte herzu­ stellen, in denen 100% oder teilweise Fleisch, Geflügel oder Seetiere ersetzt sind. Die Rezepte und Verfahren zur Herstellung dieser Nahrungsmittelprodukte sind wie folgt beschrieben und basieren auf Rezepten, die aus verschiedenen veröffentlichten Kochbüchern und Artikeln entnommen wurden:

Verlängerter Krabbenfleischsalat aus Sojaprotein-Xanthangummi-Fasern

Verfahren

• (a) Sellerie, Zwiebel, Pfeffer und Gurken werden von Hand in einer Schüssel gemischt.
• (b) Die Mischung aus (a) wird zu den mit Krabbe aro­ matisierten Xanthangummi-Sojaisolat-(1 : 6)-Fasern in einer separaten Schüssel gegeben. Mayonnaise und Zitronensaft wird zugegeben. Es wird gemischt von Hand, bis es einheitlich ist (eine Minute). Der Salat ist fertig zum Servieren.
• (c) Für den Krabbenfleischsalat mit 50% Ersatz, wurden die unaromatisierten Xanthansojafasern und das King-Krabbenfleisch zuerst gründlich zerhackt in einem Hobart Mischer bei niedriger Geschwindigkeit ungefähr eine Minute, bevor die Gewürze zugegeben wurden.

Ein verlängerter Hummerfleischsalat aus Sojaprotein- Xanthangummifasern kann mit dem selben Rezept und durch daßelbe Verfahren hergestellt werden, wie für den Krabbenfleischsalat, mit der Ausnahme, daß die Fasern mit 2% (g/g) L. J. Minor′s Hummergrundstoff aromati­ siert werden.

Krabbenfleischkroketten auf Basis von Sojaprotein-Xanthangummi

Verfahren für die weiße Sauce

• (a) Alle Zutaten werden gründlich trocken vermischt.
• (b) Die trockenen Zutaten werden zu der kalten Milch in dem Kochtopf gegeben, während die Milch mit einem Kochlöffel gerührt wird.
• (c) Es wird zum Kochen erhitzt über mittlerer Hitze, während ständig gerührt wird.
• (d) Die Sauce wird eine Minute unter ständigem Rühren kochen gelassen.

Verfahren für die Kroketten

• (a) 15 g der weißen Sauce aus dem Kochtopf werden ent­ fernt, während sie noch sehr heiß ist. Sie wird leicht abkühlen gelassen auf 82°C (180°F) und mit ganzen Eiern gerührt.
• (b) Leicht abgekühlte weiße Sauce-Eigelbmischung wird zu dem Rest der heißen weißen Sauce gegeben und über geringer Hitze gekocht, bis die Sauce eindickt zu einer steifen Konsistenz.
• (c) Die Sauce wird von der Hitze entfernt und abkühlen gelassen auf 66°C (150°F).
• (d) In einer großen Schüssel werden von Hand sorgfältig Xanthangummi-Sojaproteinfasern mit King Krabben­ fleisch (falls gewünscht), granulierter Zwiebel, Petersilieflocken, Dillkraut und gemahlenem roten Pfeffer gemischt. Leicht abgekühlte weiße Sauce wird zugegeben und gut von Hand gerührt (ungefähr eine Minute).
• (e) Die Mischung wird für 30 Minuten in den Kühlschrank gegeben.
• (f) Die Kroketten werden vorbereitet für das Braten in schwimmendem Fett durch Formen der gekühlten Mischung in Bälle mit ungefähr 2,5 cm (1 inch) Durchmesser. Die Bälle werden dann paniert in einem 3-Schritt-Verfahren; zuerst werden sie in Brotkrumen getaucht, als zweites in Ei und als drittes in Brotkrumen.
• (g) Die panierten Kroketten werden dann gefroren.
• (h) Die gefrorenen panierten Kroketten werden in schwimmendem Fett bei 135°C (275°F) gebacken, bis sie goldbraun sind.

Hummerkroketten auf Basis von Sojaprotein-Xanthangummi können in der gleichen Art hergestellt werden mit der Ausnahme, daß der faserige Sojaprotein-Xanthangummi- Komplex mit 2% (g/g) L. J. Minor′s Hummergrundstoff aromatisiert wird.

Krabbenfrikadellen auf Basis von Sojaprotein-Xanthan­ gummi werden hergestellt durch Mischen von Sojaxanthan- (6 : 1)-Fasern mit eingemachtem gefrorenem Krabbenfleisch durch das folgende Verfahren:

• (a) Die gekochten und abgetropften Sojaxanthan-(6 : 1)- Fasern werden mit 5% (g/g) Kraft′s getrockneten Eiweißen gemischt
• (b) 70% Sojaxanthan (6 : 1) Fasern werden gründlich mit 30% eingemachtem gefrorenes Krabbenfleisch in einem Hobartmischer gemischt. Die Brühe in der Büchse wird zu der Fasermischung gegeben, um den Geschmack zu verbessern,
• (c) die aromatisierten Sojaxanthan-(6 : 1)-Fasern werden unter einem Druck von 1,9 bar (28 psi) bei 25°C 30 Minuten gepreßt,
• (d) die aromatisierte und gepreßte Frikadelle wird in einem Mikrowellenofen bei Kocheinstellung zwei Minuten je 150 g Frikadelle erhitzt.

Heißer Hühnchensalat auf Basis von Sojaprotein-Xanthangummi-Fasern Rezept

3/4 Tasse Mayonnaise,
2 Eßlöffel Zitronensaft,
1 Teelöffel trockener Senf,
1 Teelöffel Salz,
1 Teelöffel Worcestershire-Sauce,
1 4 Unzen Packung zerschnitzelter Cheddarkäse (1 Tasse),
3 Tassen Hähnchenanaloges auf Basis Sojaprotein- Xanthangummi (Sojaprotein-Xanthangummi = 6 : 1, aroma­ tisiert mit 2% H′s "Hähnchengeschmack"),
1 1/2 Tassen gehackter Sellerie,
1 1/2 Tassen frische Brotwürfel,
1 Tasse gehackte kalifornische Walnüsse.

Verfahren

Der Ofen wird auf 177°C (350°F) vorgeheizt. In einer 1 1/2 Quart Kasserole werden die ersten fünf Zutaten gemischt. Die Hälfte des Käse und die übrigen Zutaten werden eingerührt. Es wird 40 bis 45 Minuten gebacken. Der übrige Käse wird übergestreut und es wird noch 3 bis 5 Minuten länger gebacken, bis der Käse geschmolzen ist.

Italienisches knochenloses Hähnchen auf Basis von Sojaprotein-Xanthangummi Rezept

3 Eier, aufgeschlagen,
1 Tasse geriebener Parmesankäse,
1/4 Tasse feine trockene Brotkrümel,
2 Tassen Hühnchenanaloges auf Basis von Sojaprotein- Xanthangummi (6 : 1) (die Proteingummifasern wurden aromatisiert mit 2% (g/g) H′s "Hähnchengeschmack" gepreßt),
1 1/2 Eßlöffel Butter oder Margarine 1/4 Tasse gehackter grüner Pfeffer,
1/4 Tasse gehackte Zwiebeln,
1 1/2 Teelöffel kochendes Öl,
1 466 g Büchse Tomatensoße,
1/2 Teelöffel Zucker,
1/4 Teelöffel italienische Würze,
1/8 Teelöffel getrocknetes Basilikum,
1/8 Teelöffel Knoblauchpulver,
1/8 Teelöffel Pfeffer,
1 Tasse zerschnitzelter Mozzarellakäse.

Verfahren

Eier, Parmesankäse und Brotkrümel werden vermischt. Die Würfel aus dem Hühnchenanalogen auf Basis von Sojapro­ tein-Xanthangummi (6 : 1) werden eingerührt und gut ge­ mischt. Die Mischung wird mit den Händen in 8 19 mm dicke Frikadellen geformt. In einer großen Bratpfanne werden die Frikadellen in Butter oder Margarine über mittlerer hoher Hitze 2 bis 3 Minuten pro Seite gebraten, bis sie gebräunt sind. Die Frikadellen werden abgetropft und in einer 25×15×5 cm Backschüssel ange­ richtet. Grüner Pfeffer und Zwiebel werden in heißem Öl gebraten, bis sie zart sind. Sie werden von der Hitze entfernt. Eine halbe Tasse Wasser und alle übrigen Zu­ taten, außer dem Mozzarellakäse werden zugegeben. Sauce wird über die Frikadellen gelöffelt. Der Mozzarellakäse wird übergestreut. Es wird bei 177°C (350°F) 25 Minuten gebacken, bis es heiß ist.

In Teig getauchte und panierte Frikadellen aus Hühnchenanalogen auf Basis von Protein-Xanthangummi-(6 : 1)-Komplex

Das Hühnchenanaloge wird aufgeschnitten aus den Soja­ protein-Eialbumin-Xanthangummi-(3 : 3 : 1)-Fasern (aroma­ tisiert mit 2% H′s "Hähnchengeschmack" und 5% Henningsen′s Hähnchenfett, gepreßt) in 0,6′′ × 3,5′′ Frikadellen.

Verfahren

Es wird ein Tempurateigbrei hergestellt durch:

• (a) zwei Tassen eiskaltes Wasser werden in eine große Mischschüssel abgemessen.
• (b) Zwei Tassen Tempurateigmischung (Hime brand) werden gleichmäßig über das Wasser gesprüht und dann wird gerührt, bis das Mehl feucht ist und große Klumpen verschwinden.

Die Frikadellen werden im Teig getaucht, paniert und in schwimmendem Fett gebacken:

• (a) Die Frikadellen werden in den Tempurateig getaucht und sie werden herausgenommen, wenn die Frikadel­ len vollständig mit dem Teig bedeckt sind.
• (b) Die mit Teig bedeckten Frikadellen werden mit Brotkrümeln paniert (Gonnella brand).
• (c) Die in Teig getauchten und panierten Frikadellen werden in schwimmendem Öl gebacken, schwimmendes Öl (190°C; 375°F) bei gelegentlichem Umdrehen, bis sie leicht goldbraun werden.

Cashew-Hähnchenbrocken auf Basis von Protein-Xanthangummi- (6 : 1)-Komplex Rezept

1/2 Tasse Maisstärke,
2 Teelöffel Salz,
1/4 Teelöffel Mononatriumglutamat, gegebenenfalls,
1 Teelöffel Zucker,
1 1/2 Teelöffel trockener Sherry,
2 Eiweiß,
1 1/2 Tassen fein geriebene Cashewnüsse,
2 Chickenanaloge auf Basis von Sojaprotein-Eialbumin- Xanthangummi-(3 : 3 : 1)-Komplex in der Größe von Hähnchenbrüsten (die Proteinxanthanfasern wurden aromatisiert mit 2% (g/g) H′s "Hähnchengeschmack" und 5% Henningsen′s Hähnchenfett, gepreßt),
2 Tassen Pflanzen- oder Erdnußöl.

Verfahren

• (a) In einer kleinen Schüssel werden Maisstärke, Salz, Natriumglutamat, Zucker und Sherry gemischt.
• (b) In einer kleinen Schüssel werden die Eiweiße leicht aufgeschlagen, aber nicht bis sie schaumig sind. Nach und nach und mäßig werden sie in die Sherry-Mischung gerührt.
• (c) Cashew (gemahlen im Mischer) werden auf eine Platte gebracht. Die Hähnchen werden in die Sherry-Ei-Mischung getaucht und in Cashewnüssen gerollt. Sie werden auf Wachspapier oder ein Blech gebracht.
• (d) Öl wird in einen Wok gegossen und vorerhitzt, unbedeckt auf 190°C (375°F), bis das Kontrollsig­ nal herabgeht, etwa 4 Minuten. 4 bis 8 eingetauchte Hähnchenseiten etwa 2 Minuten eingetropft. Sie werden mit einem Schlitzlöffel oder einem Sieb entfernt. Sie werden einige Minuten abgetropft und heiß als Appetitanreger oder Hauptgericht serviert. Es werden entweder 32 Appetitanreger oder 6 Hauptgerichte hergestellt.

Moo Goo Gai Pan auf Basis von Protein-Xanthangummi-(6 : 1)-Komplex Rezept

0,23 kg Hähnchenanaloges aus Sojaisolat-Eialbumin-Xan­ thangummi-(3 : 3 : 1)-Komplex (der faserige Komplex wurde aromatisiert mit 2% (g/g) H′s "Hähnchengeschmack" und 5% Henningsen′s Hähnchenfett und dann gepreßt). Eine Prise Salz und eine Prise Pfeffer.

1 Teelöffel Sherry,
1/2 Eiweiß
4 Eßlöffel Öl,
12 Pilze, in Scheiben,
12 Wasserkastanien, in Scheiben,
5 oder 7 cm lange Schalotten,
2 Teelöffel Sojasauce,
1/2 Teelöffel Zucker,
1 Teelöffel Maisstärke,
24 gefrorene Erbsen,
1 Teelöffel Salz,
2 Stengel Sellerie, in Scheiben,
1 Knoblauchzehe, in Scheiben.

Verfahren

• (a) Die gepreßten Fasern des Hühnchen-aromatisierten Komplexes aus Sojaisolat, Eialbumin und Xanthan­ gummi (3 : 3 : 1) werden geschnitten und mit Sherry gemischt.
• (b) Die gefrorenen Erbsen werden abgezogen.
• (c) 2 Eßlöffel Öl werden erhitzt und es wird Salz zugegeben, die Pilze, Sellerie, Wasserkastanien und Schnee-Erbsen werden 2 Minuten sortiert. Sie werden aus der Pfanne entfernt.
• (d) 2 Eßlöffel Öl werden im Kochtopf erhitzt. Knob­ lauch, Schalotten und Hähnchenanaloges werden eine Minute über großer Hitze gebraten, Sojasauce wird zugegeben und gut gemischt. Die gekochten Gemüse werden zugegeben und für eine Minute gut gemischt. Es wird auf ein erhitztes Blech entfernt und es ist fertig zum Servieren.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eßbarer Proteinfasern aus Pro­ tein und einer Xanthangummikomponente, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine wäßrige Proteinfaser erzeugende Lösung, die eine solubilisierte, eßbare Proteinkomponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sojaprotein, Erdnußprotein, Kasein, Eiprotein, Baumwollsaatprotein, Sonnenblumenpro­ tein, Erbsenprotein und Mischungen davon
und eine solubilisierte Xanthangummi-Hydrokolloidkomponen­ te, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Xanthangummi, Xanthangummi/Hydrokolloidaddukten und Mischungen davon enthält, schafft,
wobei Xanthangummi und Protein im Verhältnis 1 : 4 bis 1 : 10 vorliegen,
die Lösung, bezogen auf ihr Gewicht insgesamt 0,1 bis 4 Gew.-% Protein- und Xanthangummikomponente enthält und die Ionenstärke der Lösung auf einen Wert zwischen 0 M und weniger 1 M eingestellt ist,
den pH-Wert der Faser erzeugenden Lösung so einstellt, daß das elektrochemische Potential der Gummiproteinmischung im wesentlichen 0 ist, wobei die pH-Einstellung bei einer Temperatur im Bereich von 4 bis 100°C durchgeführt wird und die Xanthanproteinfasern von der Lösung abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen pH im Bereich von 3 bis 6 haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern stabilisiert werden durch Erhitzen auf eine Temperatur von mindestens 70°C.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit einem Salz enthaltenden Aromatisie­ rungsmittel gemischt werden, um eine aromatisierte, Fleisch nachbildende Zusammensetzung zu erhalten, die mindestens 1 Gew.-% Natriumchlorid enthält, die die Faser­ integrität behält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern eine Härte von mindestens 100 kg bei einem Wassergehalt von mindestens 50 Gew.-% haben.

6. Eßbarer Proteinkomplex, herstellbar nach den im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten.

7. Verwendung des Proteinkomplexes nach Anspruch 6 für eine nachgebildete Fleischzusammensetzung, die zusätzlich ein Bindemittel und ein Aromatisierungsmittel enthält.