I kantiner och stormarknader, växtbaserade ersättningsprodukter för kycklingbrickor och nötbiffar har blivit standardpris. Tillsammans med kollegor från TU Berlin, forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) undersöker hur dessa produkter tillverkas. Deras mål är att ge dessa proteinrika livsmedel, baserad på till exempel sojabönor eller ärter, en köttliknande konsistens.

För hälsan, etiska eller ekologiska skäl, många bestämmer sig för att minska sin köttkonsumtion. Men inte alla som helt eller delvis täcker sitt proteinbehov med växtbaserade substitut, vill ge upp den tuggkänsla som är typisk för kött. "Den här munkänslan är främst baserad på köttets fiberliknande konsistens, " förklarar Dr. Azad Emin från KIT. Processingenjören är chef för den juniora forskargruppen "Extrusion of Biopolymers" i Food Process Engineering (LVT) sektionen av Institutet för processteknik i livsvetenskaper vid KIT.

Livsmedelsindustrin har använt extrudering – en teknik där en massa pressas genom ett munstycke – under lång tid, till exempel för att producera jordnötsflissar och frukostflingor. Processen är också lämplig för framställning av köttersättning från växtbaserade proteiner. Under våtextrudering, den degliknande råmassan, som blandas med vatten, förflyttas genom ett hus av två roterande snäckaxlar, värms upp och pressas sedan genom ett kylt munstycke.

För att vegetariska hamburgerbiffar och veganska escalopes ska vara en "karbonkopia" av köttprodukterna inte bara till utseendet, lukt och smak men också i konsistens, forskarna vid LVT vill hjälpa till att matcha konsistensen av produkter från växtbaserade proteiner ännu mer troget med animaliskt kött. För att lära dig mer om samspelet mellan tryck, temperatur, flöde, skjuvkrafter och råvaruegenskaper, de undersöker förhållandena i produktionssystemet – även kallat extruder – mycket noga. För hittills har bara lite varit känt om hur processen fungerar i detalj.

"Vi har utvecklat ett tillvägagångssätt och en metod som gör att processen kan granskas och styras med fokus på förändringar i textur, " säger Emin. Hittills, det har tagit mycket tid och kostnader att driva produktutvecklingen framåt empiriskt, med andra ord genom försök och misstag. Flödessimuleringar och flödesmätningar inom extrudern samt insikter i samspelet mellan flödesegenskaper och termomekaniska spänningar ger information om processen och de resulterande texturförändringarna i växtbaserade proteiner.

De undersökningar som gjorts av forskarna i Karlsruhe är en del av forskningsprojektet "Textureringsmekanismer vid våtextrudering av soja- och ärtprotein" inom det industriella kooperativa forskningsprogrammet för industrikooperativa forskningsföreningar. Förbundsministeriet för ekonomi och energi finansierade projektet från 2015 under tre år med totalt 690, 000 euro, med KIT som tar emot cirka 250, 000 euro. Andra deltagare i projektet var TU Berlin och German Institute of Food Technologies i Quakenbrück.

"I ytterligare forskning, vi vill göra texturen och munkänslan ännu mer köttlik genom att lägga till lipider och förtexturerade proteinkomponenter, " säger Azad Emin, understryker att inte minst med tanke på den växande världsbefolkningen, tillgången på växtbaserat protein blir allt viktigare.