مرر البروتين من فضلك
14 Sep 2020
يتنوع سوق البروتين البديل، وينمو بسرعة نظرًا إلى الزيادة الهائلة في الطلب الاستهلاكي والصناعي. الآن، يُستخدم البروتين المُستخرج من النباتات والكائنات الحية الدقيقة على نطاق واسع كبديل للبروتين الحيواني في المواد الغذائية وكمكونات وظيفية وفي الأعلاف. تعمل GEA باستمرار على تطوير وتكييف حلول المعالجة الخاصة بها لاستيعاب المواد الخام الجديدة، مع التركيز على تحسين جودة البروتين والعائد، مع ضمان الاستخدام الفعال للموارد أثناء الإنتاج.
وفقًا لتقرير يوليو 2020 من FAIRR، وهي جمعية دولية متخصصة في الاستثمار المستدام، ضاعف قطاع البروتين البديل استثماراته لعام 2019 تقريبًا في النصف الأول من عام 2020. حسب تقديراتهم، سينمو هذا السوق إلى 17.9 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025. وفي الصين وحدها، على سبيل المثال، من المتوقع أن ينخفض استهلاك لحم الخنزير بنحو 35٪ خلال عام 2020.
لماذا البروتينات البديلة؟
البروتين ضروري للحفاظ على صحة جيدة، واللحوم مصدر ممتاز للبروتين. ومع ذلك، يقلل المزيد من المستهلكين تناولهم للحوم، سعيًا منهم إلى التركيز على الحياة الصحية بشكل أكبر، والاهتمام بالبيئة، ورعاية الحيوانات، ولزيادة خوفهم من الأمراض الحيوانية. بينما يستمر استهلاك اللحوم في الارتفاع مع زيادة عدد سكان العالم، يزداد استهلاك البروتين البديل أيضًا - بعد أن تلقى دفعة كبيرة نتيجة لوباء كوفيد-19 العالمي.
تقوم النباتات والكائنات الدقيقة الأخرى بتحويل العناصر الغذائية بكفاءة عالية إلى بروتين، وتضع عبئًا أقل على مواردنا الطبيعية. كمكونات وظيفية، يقوم البروتين بإضافة قوام إلى المواد الغذائية المختلفة، بالإضافة إلى تحسين اللزوجة، والاستحلاب، والثبات، وخصائص الرغوة أو ربط الدهون. في الأعلاف، تعمل البروتينات النباتية على تخفيف الضغط عن الإنتاج الحيواني وتربية الأحياء المائية. باختصار، قائمة استخدامات البروتينات البديلة متنوعة للغاية، وتشمل على سبيل المثال:
- منتجات استبدال اللحوم
- المشروبات الرياضية وألواح الوجبات الخفيفة
- مشروبات الألبان البديلة ولبن الأطفال
- المكملات الصحية
- علف الماشية/علف الأسماك وأغذية الحيوانات الأليفة
- المكونات الوظيفية
عدد كبير من المواد الخام للاختيار من بينها
أدت الزيادة الهائلة في الطلب على المنتجات النباتية والنباتية الصرفة إلى قيام المعالجين بتطوير مصادر بروتين إضافية - ليست جميعها من عالم النبات. الأكثر شيوعًا هي:
- البقوليات/الحبوب (مثل البازلاء والفول والعدس والحمص والمكسرات والكينوا)
- البروتين أحادي الخلية (مثل مزارع الطحالب والخمائر والفطريات والبكتيريا)
من بين أشكال البروتين في سوق البروتين البديل، فالأشكال الجافة هي الأكثر شيوعًا. يوفر مسحوق البروتين، المُركز عادةً أو المعزول، فترة صلاحية ممتدة، وله حيز مادي أصغر فيما يتعلق بالتخزين والمناولة، ويسمح بزيادة أكبر في السعر وبمراقبة جودة المنتج. في حين أن المعالجة والترشيح الإضافيين مطلوبان، فإن البروتين المعزول يوفر المزيد من البروتين مقارنة بالوزن.
البازلاء، على سبيل المثال، تحتوي على العديد من الأحماض الأمينية الأساسية، وهي مصدر ممتاز للحديد. وبروتين البازلاء خالي من الغلوتين ومضاد للحساسية، مما يجعله خيارًا جيدًا لمن لديهم حساسية لفول الصويا أو شرش اللبن. ويُستخدم بشكل شائع في العصائر والمخفوقات، وفي منتجات الألبان النباتية، كما يمكن مزجه مع الحبوب والمخبوزات لتحسين القيمة الغذائية. تُستخدم مستخلصات البازلاء أيضًا في إنتاج المعكرونة - إضافة العناصر الغذائية إلى الأطباق - وفي المنتجات البديلة للحوم مثل شرائح الدجاج وقطع الدجاج المقلية، نظرًا لسهولة التحكم في قوام ومذاق بروتين البازلاء.
يتم إنتاج البروتين أحادي الخلية (SCP) من خلال عملية التخمير، كمكونات مناسبة للاستهلاك البشري وللاستخدام في الأعلاف. أحد الأمثلة على ذلك هي الطحالب الدقيقةالتي تحتوي على نسبة عالية من البروتين والأحماض الدهنية والإنزيمات والفيتامينات والمعادن. بمجرد معالجتها وفي شكل مسحوق، يمكن استخدامها في المكملات الغذائية والمشروبات والأطعمة النباتية والعديد من التطبيقات الصناعية الأخرى. مثال آخر هو، البروتين الفطري، المصنوع من الفطريات التي تنمو بشكل طبيعي. إلى جانب الجلوكوز والعناصر الغذائية الأخرى المُنتجة أثناء عملية التخمير، تكون النتيجة قوامًا شبيهًا باللحوم، وغني بالبروتين والألياف، مما يجعله خيارًا مثاليًا لمنتجات استبدال اللحوم التي يتم طرحها مؤخرًا في الأسواق.
إنتاج البروتين النباتي - تسديد ثمنه من خلال المنتجات المشتركة
يؤثر التوافر والسعر وجودة البروتين على الخيارات التي يتخذها المعالجون عند اختيار المواد الخام الخاصة بهم استخراج البروتين وتصنيعه. على سبيل المثال، قد تكون نسبة البروتين المأخوذة من النبات، سواء كان فول الصويا أو البازلاء، 25 بالمائة، والباقي نشا أو زيت. لذلك، عزل وإنتاج المنتجات المشتركة من المنتجات الثانوية هو ما يضيف الربح إلى هذه الصناعة - مما يقلل بالطبع من الهدر أيضًا.
كل مادة خام لها تركيبتها الفريدة وخصائصها، مما يتطلب معالجة مخصصة لفصل كل مادة بكفاءة إلى مكوناتها الفردية. لذلك يحتاج المنتجون إلى أن يضعوا في اعتبارهم:
- هل البروتين الذي يتم الحصول عليه هو المنتج الأساسي أم المنتج المشترك؟
- هل يتم استخدام المنتج الخام إلى أقصى حد؟
بعض سيناريوهات المعالجة الأكثر شيوعًا هي:
- إنتاج البروتين مع خروج النشا كمنتج مشترك (البازلاء والشعير والقمح)
- إنتاج البروتين مع خروج الزيت كمنتج مشترك (فول الصويا، بذور اللفت أو بذور زهرة الشمس)
- إنتاج النشا مع خروج البروتين كمنتج مشترك (البطاطس أو الذرة أو الأرز)
على سبيل المثال، يُستخدم النشا، المعروف بوظائفه النسيجية، على نطاق واسع في صناعة الأغذية، مع إمكانية معالجة الألياف الغذائية والتغذوية والمواد غير الصلبة لاستخدامها في علف الحيوانات أو التطبيقات الغذائية. من خلال الإنتاج المتقطع، يمكن للمعالجين الحد من التأثيرات الموسمية وتحسين الربح وعائد الاستثمار. أحد السيناريوهات المحتملة هو معالجة البطاطس في أواخر الصيف والخريف ثم التحول إلى البازلاء بقية العام، نظرًا لأن لها عمر تخزين أطول؛ غالبًا ما يمكن تحقيق ذلك باستخدام نفس المعدات أو الخطوط.
حلول GEA الفعالة عالية الجودة لمعالجة البروتين البديل
بفضل عقود من الخبرة المكتسبة في المعالجة، تساعد GEA موردي المكونات ومنتجي الأغذية - من الشركات الناشئة الصغيرة والشركات متوسطة الحجم إلى اللاعبين العالميين في الصناعة - على تلبية متطلبات نقاء المنتج ووظائفه. تغطي مجموعة منتجاتنا:
- تحضير المواد الخام
- استخراج البروتين
- العزل والتنقية
- التبخير
- التجفيف
- معالجة النفايات السائلة
- أنظمة الأتمتة
تبدأ عملية الاستخراج الكاملة عادةً بالدقيق الذي يتم الحصول عليه من الفول أو البذور، على سبيل المثال، يلي ذلك معالجة الترطيب والمعالجة الحرارية والتجفيف، مع حلول مدمجة في العملية لمعالجة النفايات السائلة، بما في ذلك إعادة استخدام الماء والحرارة.
تقدم GEA خطوط معالجة كاملة لجزء الترطيب، والتي تتضمن آلات فصل ودوارق للاستخلاص والتركيز والغسيل واسترداد البروتين. ولقد حل خبراء الفصل في GEA العديد من التحديات الشائعة المرتبطة بمعالجة البروتين. لتجنب تكون الرغوة وتحسين إنتاجية البروتين، تتميز دوارقنا بتصميم مغلق للتخلص من التقاط الأكسجين من خلال تفريغ الضغط في المرحلة السائلة. هناك مشكلة شائعة أخرى وهي أن كتل البروتين الدقيقة تميل إلى الطفو فوق مستوى السائل في وعاء الدورق بدلًا من التجمع في جدار الحوض مع بقية المواد الصلبة؛ في الدوارق التقليدية يؤدي هذا إلى فقدان المنتج القيم. دورق البروتين من GEA، بنظام varipond® الفريد يسمح بتعديل عمق البركة من خلال الهواء المضغوط، بينما يمنع القرص الإضافي كتل البروتين من ترك الوعاء مع السائل المُصفى. أحدى الفوائد الأخرى لهذا الحل هي تحسين تنظيف الدورق.
دورق لاسترداد البروتينات النباتية
يقوم دورق البروتين بنظام varipond® من GEA بزيادة إنتاجية البروتين
تعمل GEA مع العملاء لمعرفة تقنية التجفيف المحددة التي ستوفر المستوى المطلوب من خصائص البروتين باستمرار، بما في ذلك جودة المسحوق وحجم وكثافة الجسيمات المحددة بدقة والتشتت وخصائص الذوبان. يمكن لمجففات الرذاذ أحادية المرحلة ومتعددة المراحل الخاصة بنا الجمع بين تجفيف الرذاذ وتكنولوجيا قيعان السوائل في منشأة واحدة مما يوفر مرونة عالية، وتضمن خيارات التنظيف المكاني (CIP) كذلك تنظيفًا سريعًا وشاملًا، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل. مجففات الغذاء الصلب من GEA (فلاش و الحلقية ) مثالية أيضًا للنشا والألياف والبروتين ولتجفيف المنتجات المشتركة. تلبي حلول التجفيف الخاصة بنا متطلبات الكفاءة والأداء والسلامة والنظافة بنفس القدر من الأهمية.
تم تصميم مجففات GEA لتلبية متطلبات العملاء المحددة، بما في ذلك خصائص المسحوق النهائية المطلوبة.
أثناء مرحلة التصميم، يمكن لـ GEA تصور كيف ستؤدي أنظمة التجفيف وتقييم نتائج اختلافات التصميم. هذا ممكن بفضل منضدة الاختبار الافتراضية ثلاثية الأبعاد الرائدة في السوق من GEA لمجففات الرذاذ - أداة محاكاة تعتمد على ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD). يوضح كريستيان إم إنغفورسن، رئيس CFD في GEA: "يرغب العملاء في منشأة تجفيف رذاذ مصممة خصيصًا لتطبيقهم، وتعمل على المستوى الأمثل. في الماضي، كان الافتقار إلى خيارات الاختبار وفهم المعالجة يعني حتمًا عنصر الوسطية - وهو سلوك الطريق الآمن. اليوم، من خلال اختبار المعالجة الافتراضي الدقيق والمفصل، يمكننا دفع الحدود إلى أبعد من ذلك بكثير، مما يمنح العملاء ميزة تجارية في السوق التنافسية من خلال السماح لهم بتطوير منتجات جديدة بأمان وسرعة وبتكلفة زهيدة."
أخيرًا، تعمل حلول GEA الخاصة بمعالجة وإعادة استخدام مياه المعالجة وتوفير الطاقة على خفض تكاليف الإنتاج ومساعدة العملاء على تقليل بصمتهم البيئية. يتضمن ذلك تقليل استهلاك المياه العذبة عن طريق التقاط تكثيف المبخر وإعادة استخدامه وإعادة استعمال بخار المجفف أيضًا. إلى جانب أنظمة الأتمتة والتحكم المخصصة، تدعم GEA العملاء في تحقيق أقصى كفاءة للمنشأة.
اختبر قبل أن تستثمر
إلى جانب مجموعتنا المتنوعة وخبرتنا الرائدة في الصناعة، تقدم GEA معالجات تجريبية مطورة جيدًا تحاكي المعالجة بأكملها، مع مراعاة نوع البروتين والوظائف بالإضافة إلى القدرة الإنتاجية المطلوبة. القدرة على تطوير منتجات وتطبيقات وصيغ جديدة أو إيجاد طرق لإضافة المزيد من القيمة إلى المواد الخام الحالية قبل الاستثمار في معدات وخطوط جديدة تقلل بشكل كبير من مخاطر المنتج وتعني وصولًا أسرع إلى السوق. يعتمد عملاؤنا بشكل كبير على مراكز الاختبار الخاصة بنا وعلى خبرائنا لضمان النجاح، وهذه المراكز تغطي العمليات الآتية:
- الفصل بالطرد المركزي (ألمانيا)
- التبخير والترشيح بالغشاء (ألمانيا والولايات المتحدة)
- البسترة والتعبئة المعقمة (ألمانيا)
- تجفيف الغذاء الصلب وتجفيف الرذاذ (الدنمارك والولايات المتحدة)
يترك عملاء GEA نسخ الاختبار هذه مع عينات البروتين المناسبة بشكل عام للتسويق المسبق وهم يعرفون بثقة أنهم سيكونون قادرين على تحقيق الاتساق في الإنتاجية والجودة والكفاءة وأداء الماكينة والمعالجة في منشآتهم الخاصة. في الواقع، تستند العديد من ضمانات معالجة GEA إلى نتائج نسخ الاختبار التي يتم إجراؤها مع العملاء.
