Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Stoffliche und verfahrenstechnische Ansätze zur schonenden Verarbeitung von Hackfleisch und Hackfleischerzeugnissen

Die Produkteigenschaften von Hackfleisch(-erzeugnissen), wie z. B. Hamburgern, sind vom technischem Aufbau der Produktionsanlagen (gewählte Zerkleinerungs-, Misch- oder Formmaschinen), den Prozessparametern (volumenspezifische Energieeinträge, Mischzeiten, Drücke etc.) und den Eigenschaften des Rohmaterials (Rind, Schwein, gefroren/ungefroren, Mischungsverhältnis) abhängig. Dabei können die erzeugten Fleischmassen Partikel mit unterschiedlichen Größenverteilungen enthalten und eine mehr oder weniger ausgeprägte Kohäsion und ein Serumbindevermögen besitzen. Als Folge bestehen die Fleischmassen im Extremfall nur aus lose gebundenen Fleisch- und Fettpartikeln, die bei einer Erhitzung und einer nachfolgenden Belastung schnell zerfallen, oder die nach dem Formen einen zusammenhängenden Körper mit hoher Festigkeit bilden. Bislang ist unbekannt, wie bestimmte Stoffzustände von Fleischmassen für Hackfleisch(-erzeugnisse) erzeugt werden können und welche Bedingungen für die Entstehung „brätähnlicher Substanzen“, des sog. Feinanteils, verantwortlich sind; dieser Feinanteil darf nicht höher als max. 20 Vol. % sein.

Ziel des Vorhabens ist es, den Zusammenhang zwischen den verfahrenstechnischen Schlüsselparametern, dem verwendeten Rohmaterial und den stofflichen Eigenschaften der erzeugten Fleischmassen zu untersuchen und die Ursache und den Ort der Entstehung des Feinanteils aufzuklären, um entsprechende Richtwerte einhalten zu können.

Die fleischverarbeitende Industrie ist mit 24 % die umsatzstärkste Teilbranche der deutschen Lebensmittelindustrie und besteht zu 95 % aus KMU. Hackfleisch und Hackfleischerzeugnisse zählen zu den wirtschaftlich wichtigsten Produkten dieser Branche. Die Ergebnisse werden es den Unternehmen dieses Wirtschaftszweigs ermöglichen, qualitative Eigenschaften und rechtliche Rahmenbedingungen verlässlich einzuhalten und ihre Herstellungsprozesse zu optimieren.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel dieses Projektes war es, Untersuchungen durchzuführen, die einen Zusammenhang zwischen verfahrenstechnischen Parametern, dem verwendeten Rohmaterial und den strukturellen Eigenschaften der erzeugten Hackfleischmassen herstellen und damit die Ursache bzw. den Ort der Entstehung des Feinanteils (Anteil nicht intakter Zellen) aufklären.

In vier Arbeitspaketen wurden zuerst geeignete Methoden zur Charakterisierung des Stoffzustandes definiert, der Einfluss von Rohstoff- und Prozessparametervariationen auf die Hackfleisch und Hackfleischerzeugnisse untersucht sowie Validierungsversuche im industriellen Maßstab und Maßnahmen zum Wissenstransfer durchgeführt.

Es wurde gezeigt, dass die eingesetzten und weiterentwickelten materialwissenschaftlichen Analysemethoden keine ausreichende Korrelation mit der quantitativen histologischen Bestimmung des Feinanteils ermöglichten. Zudem konnte kein direkter Zusammenhang zwischen histologisch bestimmtem Feinanteil und den Ergebnissen zur Beurteilung der Fleischqualität auf (AP 1) hergestellt werden. Es konnte keine zeitsparendere analytische Methode entwickelt werden, die den Feinanteil in gleicher Weise wiedergibt wie die histologische Methode. Jedoch wurden Vorschläge zur Optimierung der Histologischen Methode dargestellt. Der Einfluss unterschiedlicher Rohmaterial- und Prozessparameter auf Struktur und Funktionalität des Hackfleisches wurde charakterisiert und beurteilt. Es stellte sich heraus, dass die gewählten Prozessparametervariationen den Feinanteil und die qualitativen und strukturellen Eigenschaften des Hackfleisches und der Hamburger nur geringfügig veränderten. Eine negative Beeinflussung der Fleischqualität konnte nur selten unter extremen Bedingungen festgestellt werden. Des Weiteren waren Untersuchungen im Technikumsmaßstab weitestgehend auf den Industrieprozess übertragbar.

Die definierten Forschungsziele wurden erreicht.