Proteinfasern für den veganen Fleischersatz

Im Projektverlauf konnten Proteinfilamente erfolgreich sowohl durch Extrusion als auch mittels Nass-Spinnverfahren im Fällbad erzeugt werden.

Die Filamente wiesen im trockenen Zustand mittlere Durchmesser von etwa 20–400 µm auf und konnten zum Beispiel durch leichte Oberflächenantrocknung hinsichtlich mechanischer Integrität stabilisiert werden. Eine signifikante Durchmesserzunahme nach Wassereinwirkung um bis zu 80–120 % wurde mikroskopisch bestätigt und ist für die spätere Produktformulierung relevant. Die Kombination unterschiedlicher Filamentdurchmesser führte zu heterogeneren, organisch wirkenden Materialverbünden, die in ihrem Erscheinungsbild tierischem Muskelgewebe angenähert wurden.

Für die Faser-Faser-Bindung erwiesen sich niedrige Konzentrationen von Alginat und Calciumlactat als vorteilhaft, da eine partielle Gelation klebrige Kontaktpunkte ermöglichte und durch leichte mechanische Verpressung Verknüpfungen erzeugt werden konnten. Parallel wurden verschiedene Bindermassen und Auftragstechniken untersucht; insbesondere fetthaltige Binder unterstützten eine homogene Matrixbildung und verbesserten Mundgefühl sowie Saftigkeit. Verfahren wie Verpressung oder sous-vide-Behandlung zeigten zusätzliches Potenzial, die Kohäsion im Endprodukt weiter zu steigern.

Die mikrostrukturelle Analyse belegte eine überwiegend homogene Einbettung der Filamente in die Bindematrix; lokal variierende Binderverteilungen, Porositäten und Faserorientierungen beeinflussten jedoch die mechanische Festigkeit und sensorische Wahrnehmung. Optimierungsbedarf besteht hinsichtlich Prozessstabilität beim Spinnen mit niedrigen Fällmittelgehalten sowie beim Scale-up konti-nuierlicher Ablagestrategien.

Anwender profitieren von einem neuartigen, flexibel einsetzbaren Herstellungsansatz zur Erzeugung realistisch strukturierter Fleischersatzprodukte. Das entwickelte Verfahren ermöglicht die gezielte Herstellung von muskelfaserähnlichen Proteinstrukturen mit einstellbarer Textur, Faserfeinheit und Bindung. Dadurch können Produktqualität, sensorische Eigenschaften und Differenzierung gegenüber bestehenden Marktprodukten deutlich verbessert werden. Zudem erlaubt der modulare Prozess die Nutzung unterschiedlicher pflanzlicher Proteinquellen und ist damit rohstoffseitig flexibel.