このタンパク質を受け入れてください
14 Sep 2020
代替タンパク質市場は、大きな消費者需要と産業需要を前提として多様化、急速に成長しています。今日では、植物や微生物由来のタンパク質は食品中の家畜タンパク質の代わりに、機能性原料と飼料 (給餌) として幅広く使用されています。GEA は、タンパク質の品質と生産性の向上に重点を置くとともに、生産時のリソースの効率的な利用を確保し、新着原材料に適合できるプロセス (加工・処理) ソリューションを常に開発し、適応させています。
持続可能な投資に特化した国際的な団体である FAIRR の2020年7月度レポートによれば、代替タンパク質部門における2020年前半の投資額は2019年度の総投資額の約2倍となっています。FAIRR によれば、この市場は2025年度までに179億米ドルに成長すると予測されています。例えば、中国だけでも豚肉消費量は2020年度におよそ35％減少すると予測されています。
代替タンパク質が注目される理由は何か？
タンパク質は健康維持に不可欠な成分であり、食肉はタンパク質の素晴らしい供給源です。しかしながら、益々多くの消費者が肉の摂取量を減らすようになっています。その理由としては、健康的な生活、環境への配慮、家畜の福祉、および動物性疾患への恐怖の高まりなどが挙げられます。世界人口の増加に伴って肉の消費量が増加する一方、代替タンパク質の消費量も伸びています。これは、世界的な新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) の大流行によって大きな後押しを受けているためです。
植物や他の微生物は、栄養素を効率的にタンパク質に変換して天然資源への負担を軽減します。また、機能性原料として触感を向上させるだけでなく、多様な食品の粘度、エマルジョン、安定性、発泡や脂肪結合特性も最適化します。植物性タンパク質は、飼料 (給餌) として家畜の生産と水産養殖への負担を軽減しています。つまり、代替タンパク質の用途は極めて多岐にわたります。例としては、以下が含まれます。
- 肉代替製品
- スポーツドリンクとスナック
- 代替酪農飲料と乳児用調製粉乳
- 健康補助食品
- 家畜飼料 (給餌) /養殖魚の飼料 (給餌) とペット食品
- 機能性原料
豊富な原材料から選択可能
植物性製品とベジタリアン製品に対する需要の急増により、製造加工業者は他のタンパク質供給源を開発するようになりました。その供給源のすべてが植物界とは限りません。最も一般的な供給源としては以下があります。
- マメ科植物/豆類 (例：エンドウ豆、ソラ豆、レンティル豆、ひよこ豆、木の実、キノアなど)
- 単細胞タンパク質 (例：藻類、酵母、真菌、細菌の培養物など)
代替タンパク質市場では、ドライフォーマットが最も一般的です。タンパク質粉末は通常、濃縮物または単離物として提供され、保存期間が長く、フットプリントが比較的小さいため、貯蔵とハンドリングに適切であり、コストの低減と製品品質管理の向上を実現できます。追加加工、ろ過が必須ですが、単離物には重量当たりのタンパク質含有量が多いという特徴があります。
例えば、エンドウ豆は多くの必須アミノ酸を含み、鉄分の優れた供給源です。エンドウ豆タンパク質はグルテンフリーで低アレルギー性であるため、大豆や乳清に敏感な人には好適なオプションです。このタンパク質は、スムージーやシェイク製品およびベジタリアン乳製品で一般的に使用されており、シリアルやパンなどに混ぜて栄養価を向上させることができます。また、エンドウ豆エキスは、エンドウ豆タンパク質の触感と味を簡単にニーズに合わせられることから、パスタ製造、料理への栄養素追加、チキンストリップやナゲットのような肉代替製品にも使用されています。
単細胞タンパク質 (SCP) は、発酵過程により生成されて原料として利用されており、人の飲食物 (消費量) および飼料 (給餌) への使用に適しています。その1例は、タンパク質、脂肪酸、酵素、ビタミン、ミネラルを豊富に含む微細藻類です。加工後には、粉末形態で、サプリメント、ベジタリアン向けの食品や飲料、およびその他多くの産業用途に使用できます。もう一つの例はマイコプロテインです。これは自然界に存在する真菌から作られます。発酵過程中にグルコースや他の栄養素と組み合わせると、タンパク質と繊維を豊富に含む肉のような質感が得られ、市場に導入されたばかりの肉代替製品に理想的なオプションです。
植物性タンパク質生産 – 副産物でメリットを確保
可用性、価格、タンパク質品質はすべて、タンパク質抽出、製造に必要な原材料の選択時に製造加工業者が行う選択に影響を与えます。例えば、植物 (大豆であるか、エンドウ豆であるかにかかわらず) から取り出されるタンパク質は25%ほどで、残りはでんぷんや油などでしょう。そのため、この業界で収益性を高めるのは、サイドストリームから得られる副産物の分離と生産です。これは言うまでもなく無駄を低減します。
各原材料には独自の組成と特性があり、そのそれぞれを効率的に個々の原料に分離するためには、目的に合った加工過程を必要とします。そのため、生産者は以下を考慮する必要があります。
- 回収されるタンパク質は主要産物か、それとも副産物か？
- 原産物は最大限に活用されているか？
最も一般的なプロセス (加工・処理) シナリオは次の通りです。
- 副産物としてのでんぷんによるタンパク質生産 (エンドウ豆、大麦、小麦)
- 副産物としての油によるタンパク質生産 (大豆、菜種またはヒマワリの種)
- 副産物としてのタンパク質によるでんぷん生産 (ジャガイモ、トウモロコシ、または米)
例えば、でんぷんは、その組織化機能で最もよく知られており、食品業界全体で広く使用されていますが、食物繊維入り食品、食物繊維、非固形物は、家畜の飼料 (給餌) や食品用途で使用するために加工可能です。生産を調整することにより、製造加工業者は季節の影響を制限し、収益性と投資収益率 (ROI) を高めることができます。考えられるシナリオは、ジャガイモの保存期間が長いことを考慮して、ジャガイモを晩夏と秋に加工・処理してから、年の残りの期間にエンドウ豆に切り替えることです。多くの場合、これは同じ機器とラインを使用して達成可能です。
効率的な高品質代替タンパク質加工を実現する GEA ソリューション
数十年の加工ノウハウを有する GEA は、小規模なスタートアップ企業から中規模の企業およびグローバルプレーヤーまでを含む原料サプライヤーと食品生産者が製品純度と機能に対する要求を満たす努力の支援を行っています。当社のポートフォリオの範囲は以下の通りです。
- 原材料の調製
- タンパク質抽出
- 分離と精製
- 蒸発
- 乾燥
- 流出液処理
- 自動化システム
完全な抽出過程は通常、ソラ豆や種子から得られる小麦粉から始まり、湿式処理、熱処理、乾燥が続いて行われます。この過程では、水と熱の再利用を含む流出液処理に組み込まれたソリューションを使用しています。
GEA は、抽出、濃縮、洗浄、タンパク質の回収に対応する遠心分離機とデカンタを含む湿式処理の完全な加工ラインを提供します。GEA の分離専門家は、タンパク質加工に関連する多くの共通課題を解決しています。発泡を防ぎ、タンパク質生産性を向上させるため、当社のデカンタは液相の圧力排出による酸素流入を排除できる閉鎖設計を特徴としています。もう一つの共通課題は、微細タンパク質の綿状の塊が他の固形物のようにボール壁に集まり回収されることなく、デカンタボール内の液面上に浮遊する傾向があることです。従来型デカンタでは、これにより有価物が失われます。GEA タンパク質デカンタは、独自の varipond® システムを備えており、加圧空気を介してポンドの深さを調整できると同時に、追加ディスクにより、タンパク質の綿状の塊が浄化された液体と共にボールから出ることを防ぎます。このソリューションのもう一つの利点は、デカンタの洗浄可能性が向上することです。
植物性タンパク質回収用デカンタ
GEA varipond® システムを備えたタンパク質デカンタが最大限のタンパク質生産性を実現
GEA はお客様と協働して、粉末品質、正確に規定された粒度と密度、分散特性と溶解特性などを含む、望ましいレベルのタンパク質特性を一貫して実現する具体的な乾燥技術を特定します。当社の単段式および多段式噴霧乾燥器は、噴霧乾燥と流動床技術を単一工場で組み合わせて高い柔軟性を実現すると同時に、CIP オプションは迅速かつ完全な洗浄を確保し、休止期間を短縮します。GEA 固形飼料 (給餌) 乾燥機 (フラッシュタイプ および リングタイプ) はでんぷん、繊維、タンパク質、および副産物の乾燥にも理想的です。全く同様に重要なことは、当社の乾燥ソリューションは効率、性能、安全性、衛生基準を実現することです。
GEA 乾燥機は、望ましい最終粉末特性などをはじめ、お客様の特定要件に対応できるように設計されています。
GEA は、設計段階ですでに乾燥機システムがどのように機能するかを視覚化して、設計バリエーションの影響を評価することができます。これは、GEA の市場をリードする噴霧乾燥器用の 3D 仮想テストベンチ、すなわち、計算流体力学 (CFD解析) に基づくシミュレーションツール) により可能になりました。「お客様は、その用途に合わせて特に設計され、最適レベルで機能する噴霧乾燥吸収設備を求めています。以前には、テストオプションと製造過程の理解の欠如が必然的に安全策を取るという、譲歩の要素の必要性を意味しました。今日では、正確で詳細な仮想プロセステストにより、限界をさらに広げて、お客様が安全、迅速かつ安価に新製品を開発できるようにすることで、競合市場における商用面での優位性を提供しています」と説明するのは、CFD解析責任者である GEA の Kristian M. Ingvorsen です。
最後に、処理水の処理と再利用および省エネを実現する GEA ソリューションは、製造コストを削減し、お客様の環境フットプリントの軽減を支援します。これには、蒸発器の凝縮液を回収して再利用し、乾燥機の蒸気を再利用することで淡水の消費量を低減することが含まれます。GEA は、目的に合った自動化と制御システムを結合させて、最大限の工場効率を達成するためにお客様をサポートします。
投資する前にテストしましょう
GEA は、多様なポートフォリオと業界をリードする専門知識に加えて、タンパク質のタイプと機能だけでなく、求められる生産能力も把握して、全プロセスをシミュレートする十分に開発されたパイロットプロセスをご提供します。新しい機器やラインに投資する前に、新製品、用途、処理方策を開発する能力や、既存原材料の価値を高める方法を特定する能力を強化することは、生産者リスクを大幅に低減し、迅速な市場参入を促進することを意味します。当社のお客様は、成功を確保し、以下を適用範囲に含めることができるようにするため、当社のテストセンターと専門家に大きく依存しています。
- 遠心分離 (ドイツ)
- 蒸発と膜ろ過 (ドイツおよび米国)
- 殺菌と無菌充填 (ドイツ)
- 乾燥固形飼料 (給餌) と噴霧乾燥 (デンマークと米国)
GEA のお客様は、通常市販前に適するタンパク質サンプルを含むこれらのパイロットプロセスをそのままにしておき、責任を負う工場での生産性、品質、効率、および機械とプロセス性能の一貫性を実現できることに確信を持っています。実際に、多くの GEA プロセスの保証は、お客様と共に実施したパイロットプロセスの結果に基づいています。
お客様が当社のテストセンターにアクセスすると、そのテストプロセスを実行する方法がステップバイステップで表示されます。アクセス完了時には、お客様は、その製品サンプルだけでなく、多くの知識も取得しているため、そのプロセスを設定して目的の結果を達成する方法について重要な決定を行うことができます。“– ドイツ、エルデ GEA プロセステストセンター責任者、Detlef Ullmann
– ドイツ、エルデ GEA プロセステストセンター責任者、Detlef Ullmann
