Podaj mi białko, proszę
14 Sep 2020
Rynek alternatywnych źródeł białka dywersyfikuje się i rośnie w szybkim tempie, a to ze względu na olbrzymi popyt wśród konsumentów oraz w przemyśle. Dzisiaj białko pochodzące z roślin i mikroorganizmów jest często używane zamiast białka zwierzęcego w żywności oraz jako dodatek funkcjonalny do paszy. GEA stale rozwija i dostosowuje rozwiązania przetwórcze pod kątem nowych surowców, koncentrując się na poprawie jakości białek oraz zysku, a jednocześnie zapewnieniu wydajnego wykorzystania zasobów podczas produkcji.
Według opublikowanego w lipcu 2020 roku raportu FAIRR, międzynarodowego stowarzyszenia specjalizującego się w zrównoważonych inwestycjach, wartość inwestycji w sektorze alternatywnych źródeł białka wzrosła w pierwszej połowie 2020 roku ponad dwukrotnie w porównaniu do 2019 roku. Szacuje się, że łączna wartość tego rynku wzrośnie do 17,9 miliarda dolarów do 2025 roku. W samych tylko Chinach prognozuje się spadek konsumpcji wieprzowiny o około 35% w 2020 roku.
Dlaczego alternatywne źródła białka?
Białko jest niezbędne do zachowania dobrej kondycji organizmu, a doskonałym źródłem protein jest mięso. Jednak wielu konsumentów ogranicza spożycie mięsa, kieruje nimi potrzeba zdrowszego stylu życia, troska o środowisko oraz dobrostan zwierząt, a także większa obawa przed chorobami odzwierzęcymi. Podczas gdy konsumpcja mięsa rośnie wraz z populacją globu, coraz dynamiczniej rozwija się również spożycie białka pochodzącego z alternatywnych źródeł — krzywa ostro odbiła w górę w wyniku globalnej pandemii wirusa COVID-19.
Rośliny i mikroorganizmy bardzo wydajnie zamieniają składniki odżywcze w białko, co sprawia, że mniej obciążone są nasze zasoby naturalne. Jako dodatki funkcjonalne dodają teksturę, a także optymalizują takie właściwości różnych pokarmów jak lepkość, emulsyfikacja, stabilność, spienianie czy wiązanie tłuszczy. Białka wegetariańskie dodawane do paszy pomagają zmniejszyć skalę hodowli bydła oraz akwakultury. Mówiąc krótko, lista obszarów, w których zastosowanie znajdują alternatywne źródeł białka, jest bardzo różnorodna i obejmuje między innymi:
- zamienniki mięsa,
- napoje sportowe i przekąski,
- napoje mleczne i formuły dla niemowląt z alternatywnych składników,
- suplementy diety,
- paszę dla bydła/mączkę rybną i karmę dla zwierząt,
- składniki funkcjonalne.
Można wybierać spośród obfitości surowców
Eksplozja popytu na produkty wegetariańskie i wegańskie sprawiła, że producenci zaczęli szukać dodatkowych źródeł białka — nie wszystkie są pochodzenia roślinnego. Oto najpopularniejsze:
- rośliny strączkowe (np. groszek, fasola, ciecierzyca) oraz orzechy, komosa ryżowa,
- białka jednokomórkowe (np. kultury glonów, drożdże, grzyby i bakterie).
Na rynku białek z alternatywnych źródeł najpopularniejsze są formaty suche. Białko w proszku, zazwyczaj koncentrat lub izolat, oferuje dłuższy okres przydatności do spożycia, ma mniejszą powierzchnię przez co lepiej nadaje się do przechowywania i magazynowania, co pozwala skuteczniej kontrolować koszty i jakość produktu. Izolaty,chociaż wymagają dodatkowego przetwarzania i filtracji, zapewniają wyższą zawartość białka wg masy.
Groszek na przykład zawiera wiele niezbędnych aminokwasów i stanowi doskonałe źródło żelaza. Białko grochu jest wolne od glutenu i hipoalergiczne, przez co jest dobrym wyborem dla osób z wrażliwością na soję lub serwatkę. Jest powszechnie dodawane do koktajli mlecznych i shake’ów, produktów mlecznych dla wegan oraz może być mieszane z płatkami i wypiekami, aby poprawić ich wartość odżywczą. Wyciąg z grochu jest również stosowany w produkcji makaronu — dodaje posiłkom substancji odżywczych — oraz w zastępnikach mięs, na przykład pasków czy nuggetów z kurczaka, a to dlatego, że białko z groszku można łatwo dostosować.
Białko jednokomórkowe (SCP) jest wytwarzane na drodze fermentacji, a jego składniki mogą być spożywane przez ludzi oraz dodawane do paszy. Przykładem są mikroglony, w których występuje wysoka zawartość białek, kwasów tłuszczowych, enzymów, witamin i minerałów. Po przetworzeniu oraz w sproszkowanej formie mogą być stosowane w suplementach diety, pokarmach wegetariańskich i napojach oraz w wielu innych zastosowaniach przemysłowych. Kolejna mykoproteina jest pozyskiwana z naturalnie rosnących grzybów. Po połączeniu z glukozą i innymi składnikami w trakcie procesu fermentacji powstaje produkt o mięsnej konsystencji, bogaty w białko i błonnik, przez co stanowi doskonały zastępnik mięsa, właśnie wprowadzany na rynek.
Produkcja białka roślinnego — rentowność za sprawą współproduktów
Dostępność, cena oraz jakość białka decydują o tym, jakie surowce wybierają przetwórcy do pozyskiwania i produkcji białka. Białko pozyskane z rośliny, czy to soi czy groszku, może stanowić 25%, reszta to na przykład skrobia lub olej. Właśnie dlatego to wyodrębnianie i pozyskiwanie współproduktów z procesów pobocznych sprawiają, że branża jest tak zyskowna — co oczywiście zmniejsza też skalę strat.
Skład i właściwości każdego surowca są unikatowe, co wymaga dostosowania procesu, aby wydajnie oddzielać od siebie indywidualne składniki. Z tego powodu producenci muszą rozważyć:
- Czy pozyskiwane białko jest produktem głównym czy współproduktem?
- Czy surowiec jest wykorzystywany w możliwie maksymalnym zakresie?
Oto jedne z najpopularniejszych scenariuszy przetwórczych:
- produkcja białka ze skrobią jako współproduktem (groszek, jęczmień albo pszenica),
- produkcja białka z olejem jako współproduktem (soja warzywna, olej rzepakowy albo olej słonecznikowy),
- produkcja skrobi z białkiem jako współproduktem (ziemniaki, kukurydza lub ryż),
Na przykład skrobia, słynąca ze swoich funkcji teksturyzujących, jest szeroko stosowana w branży spożywczej, natomiast błonnik pokarmowy czy dietetyczny oraz substancje płynne mogą być przetwarzane na potrzeby produkcji paszy albo żywności. Dzieląc produkcję, przetwórcy mogą ograniczyć efekt sezonowości, podnieść rentowność oraz wskaźnik zwrotu z inwestycji (ROI). Możliwy scenariusz to przetwarzanie ziemniaków późnym latem i jesienią, a następnie przez resztę roku groszku, który dłużej zachowuje przydatność do spożycia, a wszystko to na tych samych urządzeniach i liniach technologicznych.
Rozwiązania GEA umożliwiające wydajne pozyskiwanie dobrej jakości białek ze źródeł alternatywnych
Wykorzystując dekady przetwórczego know-how, GEA pomaga dostawcom składników i producentom żywności — od start-upów, poprzez średnie przedsiębiorstwa, aż po globalne marki — realizować wymogi dotyczące higieny oraz funkcjonalności produktu. Nasze portfolio obejmuje:
- przygotowywanie surowców,
- ekstrahowanie białek,
- izolację i oczyszczanie produktu,
- odparowywanie,
- suszenie,
- oczyszczanie ścieków,
- systemy automatyzacji.
Pełen proces ekstrakcji rozpoczyna się zazwyczaj od mąki pozyskiwanej z ziarna lub nasion, po czym następuje na przykład przetwarzanie na mokro, obróbka cieplna i suszenie, a proces jest wzbogacany o systemy przetwarzania ścieków, w tym na potrzeby ponownego użycia wody i ciepła.
GEA oferuje kompletne line przetwórcze do etapu mokrego, obejmujące separatory i dekantery do ekstrakcji, zatężania, mycia oraz odzyskiwania białka. Specjaliści GEA ds. separacji rozwiązali wiele typowych wyzwań związanych z przetwarzaniem białka. Aby uniknąć spieniania oraz poprawić uzysk z białek, nasze wirówki tworzą zamkniętą konstrukcję, która pozwala ograniczyć pobór tlenu z upustem ciśnienia fazy ciekłej. Kolejnym typowym problemem jest fakt, że drobne białko ma tendencję do unoszenia się na powierzchni cieczy w bębnie dekantera, a nie gromadzi się na ścianach bębna razem z resztą cząstek stałych; w tradycyjnych dekanterach takie zjawisko prowadzi do utraty cennego produktu. Dekanter do białek GEA, wyposażony w unikatowy system varipond® pozwala dostosować głębokość cieczy za pomocą powietrza pod ciśnieniem, a dodatkowy dysk zatrzymuje białka, aby nie wypłynęły z bębna wraz z oczyszczoną cieczą. Kolejną korzyścią tego rozwiązania jest możliwość skuteczniejszego czyszczenia dekantera.
Dekanter do odzyskiwania białek roślinnych
Dekanter do białek z systemem GEA varipond® maksymalizuje uzysk białek.
GEA współpracuje z klientami nad opracowaniem konkretnych technologii suszenia, które pozwalają konsekwentnie uzyskiwać białko o określonych właściwościach, w tym odnośnie jakości proszku, precyzyjnie określonego rozmiaru i grubości cząstek, rozpraszalności oraz rozpuszczalności. Nasze jednostopniowe i wielostopniowe suszarki rozpyłowe łączą suszenie natryskowe z technologią łoża fluidalnego w jednej instalacji, oferując wysoką elastyczność. Natomiast funkcje czyszczenia na miejscu (CIP) działają szybko i dokładnie oraz skracają czasy przestojów. Suszarki rozpyłowe GEA do cząstek stałych (błyskawiczne i pierścieniowe) doskonale nadają się również do suszenia skrobi, błonnika, białek oraz współproduktów. Równie ważny jest fakt, że nasze rozwiązania suszenia zapewniają skuteczność, wydajność, bezpieczeństwo oraz pozwalają realizować wymogi higieny.
Suszarki GEA projektuje się z myślą o konkretnych wymogach konkretnych klientów, w tym o żądanych właściwościach ostatecznego proszku.
Na etapie projektowania GEA potrafi zwizualizować zachowanie systemów suszenia oraz ocenić skuteczność różnych wariantów projektowych. Jest to możliwe dzięki wiodącej technologii GEA do testowania wirtualnego 3D dla suszarek rozpyłowych — jest to narzędzie symulacyjne oparte na technice obliczeniowej mechaniki płynów (CFD). „Klienci szukają instalacji do suszenia natryskowego zaprojektowanej specjalnie z myślą o ich potrzebach oraz działającej na optymalnym poziomie. W przeszłości brak opcji testowania oraz niemożność pełnego zrozumienia procesu wiązały się z pewnym kompromisem — wybierano ostrożne rozwiązania. Dzisiaj, dzięki dokładnemu i precyzyjnemu testowaniu wirtualnemu możemy przesuwać granice dużo dalej, oferując klientom komercyjną przewagę na konkurencyjnym rynku oraz pozwalając im bezpiecznie, szybko i niedrogo opracowywać nowe produkty — wyjaśnia Kristian M. Ingvorsen, kierownik ds. CFD w GEA.
Ponadto rozwiązania GEA do oczyszczania i powtórnego używania wody procesowej oraz oszczędzania energii pozwalają obniżyć koszty produkcyjne oraz pomagają klientom zmniejszać ślad środowiskowy. Obejmuje to zmniejszenie zużycia świeżej wody poprzez pozyskanie i powtórne wykorzystanie kondensatu oraz oparów z suszarki. Z pomocą systemów automatyzacji i sterowania GEA pomaga klientom osiągnąć pełną wydajność instalacji.
Przetestuj, zanim zainwestujesz
Nie licząc bogatego asortymentu oraz największej w branży wiedzy specjalistycznej, GEA oferuje dobrze opracowane procesy pilotażowe z symulacją całego procesu, dostosowane do typu białek, planowanej funkcjonalności oraz poszukiwanej wydajności produkcyjnej. Umiejętność opracowywania nowych produktów, zastosowań i formuł oraz odnajdywania metod dodawania wartości do istniejących surowców przed zainwestowaniem w nowy sprzęt oraz linie technologiczne w znaczący sposób ogranicza ryzyko producenta i pozwala szybciej wprowadzać produkty na rynek. Nasi klienci w dużej mierze polegają na wynikach testów przeprowadzanych w naszych ośrodkach badawczych oraz pomocy specjalistów, aby zapewnić pomyślność produkcji. Oto nasze wyspecjalizowane centra:
- separacja odśrodkowa (Niemcy),
- odparowywanie i filtracja membranowa (Niemcy i USA),
- pasteryzacja i napełnianie sterylne (Niemcy),
- suszenie cząstek stałych i suszenie natryskowe (Dania i USA),
Klienci GEA zyskują dzięki tym pilotażowym programom próbki białek, które mogą wykorzystać na etapie poprzedzającym wprowadzenie ich do obrotu, oraz zyskują pewność, że będą mogli uzyskać spójność pod względem uzysku, jakości oraz wydajności produkcji oraz skuteczności urządzeń i procesów we własnym zakładzie. Rzeczywiście wiele gwarancji procesowych GEA wynika z rezultatów testów pilotażowych przeprowadzonych z udziałem klientów.
Kiedy klienci odwiedzają nasze ośrodki badawcze, pokazujemy im, jak mogą etap po etapie realizować swoje procesy. Opuszczają nasze centra nie tylko z próbką produktu, lecz również z dużą wiedzą, która pozwala im podejmować ważne decyzje odnośnie konfiguracji procesów z myślą o osiąganiu pożądanych rezultatów” – Detlef Ullmann, kierownik ośrodka testowego GEA w niemieckim Oelde.
– Detlef Ullmann, kierownik ośrodka testowego GEA w niemieckim Oelde.
