Colmare le lacune nella produzione di proteine alternative

21 maggio 2024

A bowl of pasta with cultivated meat

Crediti: Mosa Meat

Con la progressiva evoluzione delle condizioni tecnologiche e normative, i consumatori possono godere di una più ampia scelta di nuovi alimenti interessanti e di migliore qualità. GEA aiuta i clienti a introdurre questi prodotti sul mercato grazie alla sua esperienza ingegneristica e a soluzioni di processo innovative. Presto le aziende avranno accesso ai servizi di sviluppo dei processi per il novel food di GEA in una nuova struttura all'avanguardia nel cuore degli Stati Uniti.

La popolazione mondiale e il consumo di carne continuano ad aumentare. Questa dinamica aumenta le emissioni nocive di CO2 e mette ulteriormente a rischio le risorse terrestri e idriche. Se a ciò si aggiungono i cambiamenti climatici e la siccità sistemica, il risultato è una minore disponibilità di terreni coltivabili per gli animali e per le colture necessarie alla loro alimentazione.

L'aumento del numero di flexitariani - persone che in alcuni pasti sostituiscono la carne con proteine alternative - riduce in parte la pressione. Tuttavia, la carne, il pesce e i latticini restano i prodotti di base più diffusi durante i pasti e creano la domanda per l'agricoltura animale. Nel 2015, l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura (FAO) ha stimato che il bestiame è responsabile di circa il 12% di tutte le emissioni di gas serra di origine antropica. Senza interventi, la FAO stima che questa cifra raggiungerà circa il 15% entro il 2050. Per nutrirsi in modo più sostenibile, il mondo deve ripensare i propri modelli di produzione alimentare.

Necessità di nuovi metodi di produzione delle proteine

Gli alimenti a base vegetale sono ben noti ai consumatori. Con la riduzione dei costi unitari e il miglioramento del gusto e delle caratteristiche nutrizionali, questi alimenti acquisteranno sempre più appeal. Di recente, la fermentazione - che utilizza i microbi per produrre alimenti deliziosi e ricchi di nutrienti - si sta affermando come metodo di produzione preferito da molti innovatori nell'ecosistema delle proteine alternative, incentrato sulle alternative a carne, frutti di mare, uova e latticini. Antico metodo di produzione alimentare, la fermentazione si sta espandendo ben oltre i suoi usi tradizionali, anche attraverso la fermentazione di precisione, un'affascinante tecnologia che utilizza microbi come il lievito per produrre ingredienti funzionali specifici e di alto valore, come proteine, vitamine, aromi e grassi.

La carne coltivata - prodotta direttamente dalle cellule, senza necessità di far crescere l'intero animale - ha il potenziale, se sviluppata su scala commerciale, di appagare veramente chi ama la carne e il pesce senza gli svantaggi dei metodi convenzionali di produzione e lavorazione delle proteine. Un altro vantaggio è che può essere prodotta senza antibiotici, steroidi e altri additivi, attenuando la resistenza agli antibiotici, che è in aumento e pone seri rischi per la salute a livello globale. La carne a base cellulare viene inoltre prodotta in impianti più igienici rispetto a quelli convenzionali, riducendo il rischio di malattie di origine alimentare e di altre malattie trasmesse dagli animali che possono diventare pandemie future. La carne coltivata e altre proteine alternative possono offrire ai consumatori una scelta più ampia, fornendo loro gli alimenti che amano, prodotti in modo da ridurre significativamente i rischi per la salute e l'impatto sull'ambiente.

Stati Uniti in prima linea per le proteine alternative

Gli Stati Uniti, famosi per la loro cultura del fast-food, sono in realtà tra i Paesi che contribuiscono maggiormente al settore delle proteine alternative. I motivi: una solida cultura del capitale di rischio, un ambiente normativo abbastanza favorevole e le dimensioni del mercato stesso. Secondo il rapporto sullo stato del settore 2023 del Good Food Institute (GFI) sugli alimenti vegetali, nonostante gli alti costi alimentari e l'inflazione, il 36% dei consumatori statunitensi ha dichiarato di aver mangiato carne vegetale nel 2023, mentre il 25% ha dichiarato di mangiarla mensilmente o più frequentemente.

Gea precision fermentation dairy imagindairy cream cheese

Questo formaggio cremoso privo di lattosio, ormoni e colesterolo ha lo stesso gusto, valore nutrizionale e consistenza del formaggio cremoso tradizionale. Si basa su proteine del siero di latte non di origine animale, prodotte attraverso la fermentazione di precisione. (Immagine: ImaginDairy/Sarit Goffen)

Nel settore del "novel food", secondo il GFI, un terzo di tutte le aziende che lavorano nel campo della fermentazione delle proteine e della carne coltivata ha sede negli Stati Uniti e quasi l'80% degli investimenti globali nella fermentazione proviene dagli Stati Uniti (calcolati tra il 2014 e il 2023). Per quanto riguarda la carne coltivata, gli Stati Uniti contribuiscono per oltre il 50% agli investimenti globali. Il Nord America, in particolare gli Stati Uniti, probabilmente continuerà a promuovere lo sviluppo e la produzione di novel food anche in futuro. Grazie alle importanti autorizzazioni rilasciate dalla FDA e dall'USDA nel 2023, sono stati effettuati ingenti investimenti in impianti di produzione di carne coltivata. Anche le università, da una costa all'altra, stanno investendo nella ricerca e nello sviluppo di novel food e collaborano con l'industria per promuovere un'ulteriore evoluzione del settore.
GEA investe nel mercato del novel food in crescita negli Stati Uniti

Gli Stati Uniti non sono un territorio nuovo per GEA. Qui l'azienda sta già supportando un portafoglio di clienti in espansione nel campo delle proteine alternative. La novità è che GEA ha investito 20 milioni di dollari per costruire un centro tecnologico dedicato ai test e allo sviluppo di nuove proteine a Janesville, nel Wisconsin. Entro l'autunno del 2025, le aziende che lavorano attivamente nel campo delle proteine alternative potranno sviluppare e dimostrare i loro progetti, con il supporto di GEA, prima di arrivare alla produzione su scala industriale.

Il futuro GEA Technology Center for Alternative Proteins sarà adiacente alla struttura già operativa di Separation and Flow Technologies dell'azienda. Per GEA la posizione è ideale: vicina a Chicago e ad altre grandi città, a breve distanza dalle principali aziende biotecnologiche, farmaceutiche e alimentari, nonché dalle università di scienze alimentari, con accesso a un forte bacino di talenti.

"Il nostro nuovo centro tecnologico arriva in un momento critico per il settore", spiega Arpad Csay, Senior Director of New Food di GEA per il Nord America. "Gli investitori in capitale di rischio del settore hanno bloccato la spesa per impianti e attrezzature da parte delle loro società in portafoglio. Ora le startup devono trovare nuovi modi per sviluppare e commercializzare i loro prodotti. Il nostro centro tecnologico si inserisce bene in questo riallineamento, poiché offriamo proprio i servizi di sviluppo dei processi a cui sarebbero stati destinati gli investimenti di capitale. Il know-how interno di GEA sulle tecnologie rilevanti per le fasi di produzione - e la profonda conoscenza delle applicazioni - garantiranno un rapido sviluppo del processo per ogni cliente".

I futuri clienti potranno beneficiare di linee GEA dedicate per testare e pilotare processi microbici, cellulari e vegetali. Lo sviluppo del novel food su scala commerciale rimane una sfida, in particolare per quanto riguarda il miglioramento della densità cellulare e la riduzione del costo del terreno di coltura per la carne coltivata. In questo caso, GEA combina le sue competenze in materia di bioreattori e separazione per migliorare nettamente la densità cellulare e quindi l'economia delle unità del processo di produzione. Questa innovazione è fondamentale per raggiungere la parità di prezzo tra alimenti convenzionali e novel food. "Una volta ottimizzato il processo, il nostro team è in grado di delineare i requisiti di progettazione di base e di fornire ai clienti un'offerta concreta per un impianto di produzione", spiega Csay.

Il know-how interno di GEA sulle tecnologie rilevanti per le fasi di produzione - e la profonda conoscenza delle applicazioni - garantiranno un rapido sviluppo del processo per ogni cliente.

Arpad Csay

Senior Director of New Food per il Nord America, GEA

"Ogni nuovo impianto di produzione di proteine alternative è un vantaggio per l'economia locale, l'industria alimentare e il pianeta", afferma Caroline Bushnell, GFI Senior Vice President of Corporate Engagement. "Considerando che la domanda di carne è in aumento a livello globale e che la produzione di proteine convenzionali è tra le cause di alcuni dei problemi più urgenti del pianeta, abbiamo bisogno di più strutture che possano aiutare gli innovatori nel campo delle proteine alternative a crescere in modo sostenibile, a nutrire più persone con meno risorse e a dare ai consumatori gli alimenti che amano a prezzi accessibili".

In linea con i forti impegni di GEA in materia di clima, il nuovo centro tecnologico integrerà la tecnologia a pompa di calore e si affiderà all'elettricità generata dal parco solare di proprietà di GEA. L'elettricità verde coprirà il fabbisogno dell'edificio e di tutti i processi di produzione, mentre l'energia in eccesso verrà reimmessa in rete. "Con il nostro investimento a Janesville, GEA colmerà un'importante lacuna nell'ecosistema del novel food e dimostrerà come sia possibile farlo utilizzando energia rinnovabile", afferma Csay.

Ogni nuovo impianto di produzione di proteine alternative è un vantaggio per l'economia locale, l'industria alimentare e il pianeta.

Caroline Bushnell

Senior Vice President of Corporate Engagement, GFI

Abbattere le barriere alla produzione grazie alla collaborazione

Il nostro sistema alimentare globale oggi si basa su una complessa rete di filiere e su una forza lavoro qualificata per portare i prodotti ai consumatori. Lo stesso vale per il settore delle proteine alternative. Sebbene l'ecosistema per la commercializzazione di alimenti e bevande a base vegetale sia leggermente più evoluto rispetto ad altri metodi di produzione di proteine alternative, l'intero settore è ancora agli albori.

Per la carne coltivata, sono necessarie capacità dei bioreattori molto più elevate per raggiungere la scala commerciale. In questa applicazione, i bioreattori devono avere un design simile a quelli utilizzati nei processi biomedici, con brodi nutritivi su misura per la crescita delle cellule. "GEA studierà diverse opzioni per risolvere questa sfida per i produttori, utilizzando le proprie risorse o valutando l'opportunità di partnership", spiega Csay.

La costruzione di relazioni con il mondo accademico è un altro importante pilastro della strategia commerciale di GEA per il settore "new food". GEA sta formalizzando un accordo di partnership industriale con l'Integrated Center for Alternative Meat and Proteins (iCAMP) con sede presso l'Università della California, Davis, una delle più importanti università di agricoltura e scienze alimentari del mondo. "Insieme a iCAMP e alla sua rete di partner, puntiamo a costruire un ecosistema di ricerca, istruzione, formazione e strutture fisiche mirate al progresso delle proteine alternative", afferma Csay. "La base di conoscenze, la rete e le risorse della UC Davis offrono al nostro gruppo la grande opportunità di continuare a rimanere una forza trainante nello sviluppo del settore delle proteine alternative". Una seconda partnership prevista con un'altra università di alto profilo nel campo delle scienze alimentari contribuirà a garantire al novel food un futuro brillante negli Stati Uniti e oltre.
Gea alternative protein production solar panels renewable energy

Energia rinnovabile e proteine alternative vanno di pari passo

L'uso di energia rinnovabile nella produzione di proteine alternative è una leva importante per ridurre ulteriormente le emissioni legate all'industria alimentare. Per GEA era necessario che il nuovo Technology Center for Alternative Proteins di Janesville rispettasse l'obiettivo dell'azienda di azzerare le emissioni entro il 2040. Pertanto, il nuovo sito:

  • produrrà la propria energia elettrica attraverso un impianto fotovoltaico a terra, coprendo il 100% del proprio fabbisogno elettrico
  • integrerà la tecnologia delle pompe di calore, anziché il gas naturale
  • avrà un isolamento degli edifici del 40% più efficiente dal punto di vista termico rispetto allo standard di riferimento
  • utilizzerà sistemi HVAC efficienti e sarà dotato di illuminazione a LED, entrambi con controllo automatico
  • avrà un consumo energetico regolato degli edifici inferiore del 43% rispetto allo standard di riferimento

L'impianto soddisferà i requisiti per gli investimenti sostenibili definiti dal regolamento sulla tassonomia dell'Unione Europea, nonché gli obiettivi climatici di GEA.

Ricevi notizie da GEA

Resta in contatto con le innovazioni e le storie GEA iscrivendoti alle news di GEA.

Contattaci

Siamo qui per aiutarti! Solo pochi dettagli e saremo in grado di rispondere alla tua richiesta.