Late Night Show „Stulle – wissenschaftlich belegt“

Die Late-Night-Show „STULLE – Wissenschaftlich belegt“ bietet am Samstagabend den krönenden Abschluss der Wissenswoche NEULAND. Freu dich auf spannende Interviews, interaktive Quizrunden und mitreißende Live-Musik.

Unser Speaker: Laurids Pernice
Laurids Pernice absolvierte 2016 sein Abitur in Freiburg im Breisgau. Für das Studium des Chemieingenieurwesens und der Verfahrenstechnik zog er nach Karlsruhe an das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Erste Berührungen mit der Herstellung texturierter Fleischersatzprodukte hatte er bereits während des Bachelorstudiums. Praktische Einblicke in industrielle Herstellungsprozesse gewann er im Rahmen eines Praktikums bei Nestlé. In seiner Masterarbeit befasste er sich mit der simulativen Beschreibung des Extrusionsprozesses für texturierte Fleischersatzprodukte und wurde dafür beim Tag der Offenen Tür 2025 mit dem Preis der Stadt Karlsruhe ausgezeichnet. Sein Studium schloss er 2023 mit dem Master of Science erfolgreich ab. Im selben Jahr begann er seine Promotion am Institut für Lebensmittelverfahrenstechnik. Seit
2024 wird er dabei als Stipendiat von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert.

Abstract
Ein wesentlicher Treiber des Klimawandels ist die Lebensmittelindustrie, wobei die Fleischproduktion den größten Einfluss hat. Daher liegt es in der Verantwortung der Lebensmittelbranche, den Übergang zu einer alternativen, pflanzlichen Ernährung für große Teile der Bevölkerung zu erleichtern. Obwohl bereits eine breite Palette an veganen Fleischersatzprodukten verfügbar ist, besteht weiterhin Optimierungsbedarf bei der
Nachbildung der komplexen Faserstrukturen, die das Mundgefühl von Fleisch bestimmen.

Bei der Herstellung von Fleischanaloga wird industriell das Extrusionsverfahren eingesetzt, mit welchem Pflanzenproteine zu faserartigen Produkten texturiert werden. Aufgrund des Verfahrens können jedoch kaum andere Komponenten (Fette, Aromen und Hydrokolloide) als Proteinisolate eingesetzt werden und die Struktur ist neben den feinen Fasern (0,1 mm) sehr homogen.

Komplexere Strukturen können mittels Food-Printing hergestellt werden. Hier wird das Produkt über wenige Einzeldüsen hergestellt, wobei Pasten strangweise abgelegt werden, um sukzessive das Produkt aufzubauen. Damit können verschiedene Mischungen so verbunden werden, dass fett- und proteinreichere Bereiche sich wie in Fleisch abwechseln. Industriell ist Food-Printing jedoch aufgrund geringer Durchsätze kaum konkurrenzfähig.

Eine innovative Strategie zur Überwindung dieses Zielkonflikts stellt die Hybrid-Extrusion-Printing Technologie dar. Hier können über spezielles Verschalten zweier Düsenscharen am Ende eines Extruders, komplexeste Strukturen bei Durchsätzen von mehreren Tonnen pro Stunde erreicht werden.

Das Herzstück des Hybrid Extrusion Printing ist die innovative Zweistofflochblende, welche die Inline-Zuführung von saftigkeitssteigernden fettreichen Phasen zum Hauptextrudatstrom ermöglicht, ohne die Primärstrukturierung auf Mikroebene beispielsweise über Phasenseparationsmechanismen zu behindern. Konkret wird in der ersten Sektion der ZLb die Aufteilung des Proteinstroms erreicht und damit auf makroskopischer Ebene die Imitation der Muskelfaserbündel angestrebt ohne die Ausprägung der muskelfaserimitierenden Primärstruktur zu verhindern. In der zweiten Sektion erfolgt über separate Kanalführungen die Verteilung der fettreichen Phase zur Annäherung des die Muskelphaserbündel umschließenden Bindegewebes. Protein- und fettreiche Phasen treffen erst im Nachgang der Lochblende aufeinander, was homogenes Fließen der Proteinströme über alle Kanäle der ersten Sektion ermöglicht.