Nelle mense e nei supermercati, i sostituti vegetali delle scaloppine di pollo e delle bistecche di manzo sono diventati la tariffa standard. Insieme ai colleghi di TU Berlin, i ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) stanno esaminando come vengono fabbricati questi prodotti. Il loro scopo è quello di dare a questi alimenti ad alto contenuto proteico, a base di soia o piselli per esempio, una consistenza simile alla carne.

Per la salute, ragioni etiche o ecologiche, molte persone decidono di ridurre il consumo di carne. Ma non tutti coloro che coprono il loro fabbisogno proteico con sostituti vegetali in tutto o in parte, vuole rinunciare alla sensazione di masticazione tipica della carne. "Questa sensazione in bocca si basa principalmente sulla consistenza fibrosa della carne, " spiega il Dr. Azad Emin di KIT. L'ingegnere di processo è a capo del gruppo di ricerca junior "Extrusion of Biopolymers" nella sezione Food Process Engineering (LVT) dell'Institute of Process Engineering in Life Sciences al KIT.

L'industria alimentare utilizza da tempo l'estrusione, una tecnica in cui una massa viene pressata attraverso un ugello, ad esempio per produrre involtini di arachidi e cereali per la colazione. Il processo è adatto anche per la produzione di sostituti della carne da proteine ​​vegetali. Durante l'estrusione a umido, la massa grezza simile a un impasto, che si mischia con l'acqua, è mosso attraverso un alloggiamento da due alberi a vite senza fine rotanti, riscaldato e poi pressato attraverso un ugello raffreddato.

Affinché le polpette vegetariane di hamburger e le scaloppine vegane siano una "copia carbone" dei prodotti a base di carne non solo nell'aspetto, odore e sapore ma anche nella consistenza, i ricercatori di LVT vogliono aiutare ad abbinare in modo ancora più fedele la consistenza dei prodotti a base di proteine ​​vegetali a quella della carne animale. Per saperne di più sulle interazioni tra pressione, temperatura, flusso, forze di taglio e proprietà della materia prima, stanno esaminando molto da vicino le condizioni nel sistema di produzione, chiamato anche estrusore. Perché finora si sapeva solo poco su come funziona il processo in dettaglio.

"Abbiamo sviluppato un approccio e un metodo che consentono di esaminare e controllare il processo concentrandosi sui cambiamenti di consistenza, " dice Emin. Finora, ci sono voluti molto tempo e costi per portare avanti lo sviluppo del prodotto in modo empirico, in altre parole per tentativi ed errori. Simulazioni di flusso e misurazioni di flusso all'interno dell'estrusore, nonché approfondimenti sull'interazione tra proprietà di flusso e sollecitazioni termomeccaniche forniscono informazioni sul processo e sui conseguenti cambiamenti strutturali nelle proteine ​​vegetali.

Gli esami effettuati dagli scienziati di Karlsruhe fanno parte del progetto di ricerca "Texturing Mechanisms in the Wet Extrusion of Soy and Pea Protein" del programma di ricerca industriale cooperativa delle associazioni di ricerca cooperativa industriale. Il Ministero Federale dell'Economia e dell'Energia ha finanziato il progetto dal 2015 per tre anni con un totale di 690, 000 euro, con KIT che riceve circa 250, 000 euro. Altri partecipanti al progetto erano TU Berlin e l'Istituto tedesco di tecnologie alimentari a Quakenbrück.

"In ulteriori ricerche, vogliamo rendere la consistenza e la sensazione in bocca ancora più simili alla carne aggiungendo lipidi e componenti proteiche prestrutturate, "dice Azad Emin, sottolineando che anche in considerazione della crescente popolazione mondiale, l'apporto di proteine ​​vegetali sta diventando sempre più importante.