Pase las proteínas, por favor
14 Sep 2020
El mercado de proteínas alternativas se diversifica y crece rápidamente debido a la masiva demanda industrial y de consumo. Hoy en día, las proteínas de plantas y microorganismos tiene un uso muy amplio en alimentos, ingredientes funcionales y piensos animales, frente a las proteínas de origen animal. GEA desarrolla constantemente sus soluciones de procesado para adaptarlas a nuevas materias primas, enfocándose en incrementar la calidad de las proteínas y su producción, a la vez que asegura un uso eficiente de los recursos.
De acuerdo con el informe de FAIRR (una asociación internacional especializada en inversiones sostenibles), con fecha de julio de 2020, el sector de proteínas alternativas casi duplicó en la primera mitad de 2020 las inversiones realizadas durante todo 2019. De acuerdo con sus previsiones, este mercado crecerá hasta US$17,9 mil millones en 2025. En China, por ejemplo, se prevé que el consumo de productos porcinos caiga un 35 por ciento, aproximadamente, durante 2020.
¿Por qué las proteínas alternativas?
Las proteínas son absolutamente necesarias para mantener una buena salud y la carne es una fuente excelente de ellas. Sin embargo, cada vez más consumidores reducen su consumo de carne buscando una vida más saludable, preocupados por el medio ambiente, el bienestar animal y la aparición de enfermedades biológicas. Aunque el consumo de carne sigue aumentando a la par que la población mundial, también está creciendo el consumo de proteínas alternativas –mucho más como resultado de la pandemia del COVID-19.
Las plantas y otros microorganismos convierten los nutrientes en proteínas de manera muy eficiente, además de representar una carga mucho menor para nuestros recursos naturales. Como ingredientes funcionales, estas proteínas agregan textura y optimizan las propiedades de viscosidad, emulsificación, estabilidad, formación de espuma y aglutinación de grasa en muchos productos alimentarios. En el caso de los piensos animales, las proteínas de origen vegetal reducen la presión sobre la producción de ganado y la acuicultura. Para resumir, la lista de aplicaciones para proteínas alternativas es muy diversa e incluye, por ejemplo:
- productos sustitutivos de la carne
- bebidas deportivas y barritas energéticas
- bebidas lácteas alternativas y preparados para lactantes
- suplementos dietéticos
- piensos para ganado/peces y comida para mascotas
- ingredientes funcionales
Enorme variedad de materias primas para elegir
La explosión de la demanda de productos vegetarianos y veganos ha llevado a los procesadores a desarrollar fuentes proteicas adicionales –no todas provenientes del reino vegetal. Las más comunes son:
- legumbres (p. ej., guisantes, judías, lentejas, garbanzos, nueces, quinoa)
- proteínas unicelulares (p. ej., cultivos de algas, levaduras, hongos y bacterias)
Los formatos secos son los más frecuentes en el mercado de proteínas alternativas. La proteína en polvo, típicamente en forma de concentrados o aislados, ofrece una larga duración de almacenamiento, además de ocupar menos espacio físico, lo que es importante para su almacenamiento y manipulación, pues permite un mayor control de costes y de la calidad del producto. Aunque requieren un procesado y filtración adicionales, los aislados ofrecen más proteína por peso.
Los guisantes, por ejemplo, contienen muchos aminoácidos esenciales y son una excelente fuente de hierro. La proteína del guisante no contiene gluten y es hipoalergénica, por lo que es una buena opción para los consumidores que son alérgicos a la soja o el lactosuero. Se suele utilizar en batidos y refrescos, además de productos veganos a base de leche, y se puede mezclar en cereales y en productos horneados para mejorar su valor nutricional. Los extractos del guisante también se emplean en la producción de pasta –añadiendo nutrientes al plato– y en productos sustitutivos de la carne como tiras y nuggets de pollo, pues la textura y sabor de la proteína de guisante es fácil de modificar.
Las proteínas unicelulares (SCP) se producen en un proceso de fermentación, y como ingredientes son adecuadas para el consumo humano y los piensos animales. Un ejemplo son las microalgas, ricas en proteínas, ácidos grasos, enzimas, vitaminas y minerales. Cuando se han procesado y convertido en productos en polvo, pueden utilizarse en suplementos, alimentos vegetarianos y bebidas, además de muchas otras aplicaciones de la industria. Y también las micoproteínas, que se producen a partir de hongos de origen natural. El resultado, que se combina con glucosa y otros nutrientes durante un proceso de fermentación, es una textura parecida a la carne, con un alto contenido de proteína y fibra, que lo convierte en una opción ideal para productos sustitutivos de la carne que ahora empiezan a introducirse en el mercado.
Producción de proteínas vegetales: amortizada gracias a los coproductos
La disponibilidad, precio y calidad de las proteínas influyen en las opciones de los procesadores a la hora de elegir sus materias primas para extraer y producir proteínas. La proteína que se extrae de una planta, sea guisantes o soja, puede representar un 25 por ciento, mientras que el resto es almidón o aceite, por ejemplo. Por lo tanto, el aislamiento y la fabricación de productos que se derivan de los flujos laterales es lo que agrega rentabilidad a esta industria –reduciendo también el despilfarro, por supuesto.
Cada materia prima tiene su propia composición y propiedades, además de requerir un proceso individualizado para separar cada una en sus ingredientes individuales. Los productores, por lo tanto, deben considerar lo siguiente:
- ¿La proteína se recupera de un producto primario o de un coproducto?
- ¿La materia prima se utiliza con todas sus posibilidades?
Algunas de las circunstancias más frecuentes del procesado son:
- producción de proteínas con almidón como coproducto (guisantes, cebada o trigo)
- producción de proteínas con aceite como coproducto (soja, colza, semillas de girasol)
- producción de almidón con proteína como coproducto (patatas, maíz o arroz)
El almidón, por ejemplo, muy conocido por sus funciones de texturización, tiene un amplio uso en la industria alimentaria, mientras que las fibras alimentarias y dietéticas y los no sólidos se pueden procesar para su uso en piensos animales o aplicaciones de alimentación. Al escalonar la producción, los procesadores pueden limitar los efectos de la estacionalidad, además de incrementar la rentabilidad y amortización de su inversión. Un posible escenario consiste en procesar las patatas al final del verano y durante el otoño, para cambiar a guisantes durante el resto del año, dado que las patatas tienen una duración de almacenamiento más larga; con frecuencia, esto se consigue utilizando las mismas líneas y equipos.
Solución de GEA para un procesado eficiente de proteínas alternativas de alta calidad
Con décadas de experiencia de procesado, GEA ayuda a los proveedores de ingredientes y los productores alimentarios –desde pequeñas empresas hasta compañías de mediano tamaño y corporaciones globales– a cumplir las exigencias de pureza y funcionalidad del producto. Nuestra gama incluye:
- preparación de materias primas
- extracción de proteínas
- aislamiento y purificación
- evaporación
- secado
- tratamiento de efluentes
- sistemas de automatización
El proceso de extracción completo empieza, típicamente, con la harina que se obtiene de las semillas o granos, por ejemplo, a lo que sigue el procesado húmedo, el tratamiento térmico y el secado, con soluciones que están integradas en el proceso para tratar los efluentes, incluyendo la reutilización del agua y el calor.
GEA ofrece líneas de procesado completas para la porción húmeda, que incluyen los separadores y decantadores para extracción, concentración, lavado y recuperación de las proteínas. Los expertos en separación de GEA han resuelto muchos de los retos más frecuentes que se asocian con el procesado de proteínas. Para evitar la formación de espuma e incrementar la producción, nuestros decantadores integran un diseño cerrado que elimina la captación de oxígeno con una descarga de presión de la fase líquida. Otro problema frecuente es que los flóculos de proteína finos tienden a flotar sobre el nivel del líquido en la cuba del decantador, en vez de recogerse en la pared de la cuba con el resto de sólidos; en los decantadores convencionales esto hace que se pierda una parte valiosa del producto. El decantador de proteínas de GEA, con su exclusivo sistema varipond®, permite ajustar la profundidad del estanque con aire a presión, mientras que un disco adicional impide que los flóculos de proteína salgan de la cuba con el líquido aclarado. Otra ventaja de esta solución es una mejor limpieza del decantador.
Decantador para recuperar las proteínas vegetales
Decantador de proteínas con sistema varipond® de GEA que maximiza la producción de proteínas
GEA trabaja con sus clientes para identificar la tecnología de secado específica que proporcione de manera repetible las propiedades proteicas deseadas, incluyendo la calidad del producto en polvo, el tamaño y densidad definidos con precisión de las partículas, y las propiedades de dispersión y solubilidad. Nuestras torres de atomización de una etapa y multietapas combinan la tecnología de secado por atomización y lecho fluido en una sola planta, además de ofrecer una alta flexibilidad con unas opciones CIP que garantizan una rápida y completa limpieza, reduciendo los tiempos de inactividad. Nuestros secadores de alimentación sólida (instantáneos y circulares) también son idóneos para el secado de almidón, fibras, proteínas y coproductos. Igual de importantes, nuestras soluciones de secado proporcionan eficiencia, rendimiento y seguridad, además de cumplir los requisitos higiénicos.
Los secadores de GEA están diseñados para satisfacer los requisitos específicos del cliente, incluyendo las propiedades de su producto final en polvo.
GEA puede visualizar, incluso durante la fase de diseño, cómo se comportará el sistema del secador, para evaluar las consecuencias de modificar su diseño. Esto es posible gracias al banco de pruebas virtual 3D desarrollado por GEA para sus torres de atomización –una herramienta de simulación basada en la dinámica de fluidos computarizada (CFD). “Los clientes quieren una planta de secado por atomización diseñada específicamente para su aplicación y que funcione a un nivel óptimo. En el pasado, la falta de opciones de prueba y de conocimiento del proceso significaba, inevitablemente, un elemento de riesgo –y que se jugara a lo seguro. Hoy en día, con la prueba virtual, precisa y detallada, del proceso, empujamos los límites mucho más allá, dando a los clientes un margen comercial en un mercado muy competitivo, pues les permitimos desarrollar nuevos productos de manera segura, rápida y económica”, explica Kristian M. Ingvorsen, Director de CFD en GEA.
Por último, las soluciones de GEA para el tratamiento y reutilización del agua de proceso y el ahorro de energía reducen los costes de producción, además de ayudar a los clientes a disminuir su huella medioambiental. Esto incluye la reducción en el consumo de agua potable al capturar y reutilizar los condensados y el vapor del evaporador. Unido a sus sistemas de automatización y control, GEA brinda soporte a sus clientes para que obtengan la máxima eficiencia de su planta.
Probar antes de invertir
Junto con su gama diversificada y su experiencia líder en la industria, GEA ofrece procesos piloto bien desarrollados que simulan el proceso completo y toman en cuenta el tipo de proteínas y su funcionalidad, además de la capacidad de producción requerida. La capacidad de desarrollar nuevos productos, aplicaciones y fórmulas, o de encontrar maneras de añadir más valor a las materias primas existentes antes de invertir en nuevos equipos y líneas, disminuye enormemente los riesgos del productor para una introducción más rápida en el mercado. Los clientes tienen una gran confianza en nuestros centros de pruebas y nuestros expertos para asegurar su éxito, pues cubren las siguientes funciones:
- separación centrífuga (Alemania)
- evaporación y filtración por membranas (Alemania y EE.UU.)
- pasteurización y llenado aséptico (Alemania)
- secado de alimentación sólida y secado por atomización (Dinamarca y EE.UU.)
Los clientes de GEA terminan estas pruebas piloto con sus muestras de proteínas casi listas para su comercialización, y con la confianza de saber que cumplirán sus objetivos de productividad, calidad, eficiencia y rendimiento con sus máquinas y procesos en sus propias plantas. De hecho, muchas de las garantías de los procesos de GEA se basan en las pruebas piloto realizadas con los clientes.
Cuando los clientes visitan nuestros centros de pruebas, les enseñamos a ejecutar sus procesos paso a paso. No solo terminan con una muestra preparada de su producto, sino también con muchos conocimientos que les permitirán tomar decisiones importantes sobre la configuración de su proceso para obtener los resultados esperados”.– Detlef Ullmann, Director del Centro de Pruebas de Proceso GEA, Oelde, Alemania
– Detlef Ullmann, Director del Centro de Pruebas de Proceso GEA, Oelde, Alemania
