In kantines en supermarkten, plantaardige vervangingsproducten voor kipschnitzels en biefstukken zijn standaard geworden. Samen met collega's van de TU Berlijn, onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) onderzoeken hoe deze producten worden vervaardigd. Hun doel is om deze eiwitrijke voedingsmiddelen, op basis van bijvoorbeeld sojabonen of erwten, een vleesachtige textuur.

Voor gezondheid, ethische of ecologische redenen, veel mensen besluiten hun vleesconsumptie te verminderen. Maar niet iedereen die zijn eiwitbehoefte geheel of gedeeltelijk dekt met plantaardige vervangers, wil de kauwsensatie die typisch is voor vlees opgeven. "Dit mondgevoel is voornamelijk gebaseerd op de vezelachtige textuur van vlees, ", legt dr. Azad Emin van het KIT uit. De procesingenieur is hoofd van de junior onderzoeksgroep "Extrusion of Biopolymers" in de sectie Food Process Engineering (LVT) van het Institute of Process Engineering in Life Sciences van het KIT.

De voedingsindustrie past al heel lang extrusie toe – een techniek waarbij een massa door een spuitmondje wordt geperst. bijvoorbeeld om pindaflips en ontbijtgranen te maken. Het proces is ook geschikt voor de productie van vleesvervangers uit plantaardige eiwitten. Tijdens natte extrusie, de deegachtige rauwe massa, die wordt gemengd met water, wordt door een behuizing bewogen door twee roterende wormassen, verwarmd en vervolgens door een gekoeld mondstuk geperst.

Om ervoor te zorgen dat vegetarische burgerpasteitjes en veganistische schnitzels een "kopie" zijn van de vleesproducten, niet alleen qua uiterlijk, geur en smaak maar ook in textuur, de onderzoekers van LVT willen helpen om de textuur van producten van plantaardige eiwitten nog getrouwer af te stemmen op die van dierlijk vlees. Om meer te weten te komen over de interacties tussen druk, temperatuur, stromen, afschuifkrachten en grondstofeigenschappen, ze kijken heel nauwkeurig naar de omstandigheden in het productiesysteem – ook wel extruder genoemd. Want tot nu toe is er nog maar weinig bekend over hoe het proces in detail werkt.

"We hebben een aanpak en een methode ontwikkeld waarmee het proces kan worden onderzocht en gecontroleerd met de focus op veranderingen in textuur, " zegt Emin. Tot nu toe, het heeft veel tijd en kosten gekost om de productontwikkeling empirisch vooruit te helpen, met andere woorden met vallen en opstaan. Stromingssimulaties en stromingsmetingen binnen de extruder evenals inzichten in het samenspel van stromingseigenschappen en thermomechanische spanningen geven informatie over het proces en de resulterende textuurveranderingen in plantaardige eiwitten.

De onderzoeken die door de wetenschappers van Karlsruhe zijn uitgevoerd, maken deel uit van het onderzoeksproject "Texturing Mechanisms in the Wet Extrusion of Soy and Pea Protein" van het coöperatieve industriële onderzoeksprogramma van de Industrial Cooperative Research Associations. Het federale ministerie van Economische Zaken en Energie financierde het project vanaf 2015 gedurende drie jaar met in totaal 690, 000 euro, waarbij KIT ongeveer 250 ontvangt, 000 euro. Andere deelnemers aan het project waren de TU Berlijn en het Duitse Instituut voor Voedseltechnologieën in Quakenbrück.

"Bij verder onderzoek we willen de textuur en het mondgevoel nog meer vleesachtig maken door lipiden en voorgetextureerde eiwitcomponenten toe te voegen, " zegt Azad Emin, onderstreept dat, niet in de laatste plaats met het oog op de groeiende wereldbevolking, de aanvoer van plantaardig eiwit wordt steeds belangrijker.