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    创新

    完美匹配:酿造技术用于素食品生产

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    越来越多的人有意识放弃动物类产品,相应地,素食替代品市场得到快速发展。由此形成的产品种类不仅对于消费者是个全新领域--许多生产商都是初创企业,也是全新的行业横向进入者。好消息是,他们可以利用克朗斯专有技术组织生产。

    对于动物类产品的替代品,替代蛋白质构成了素食食品和饮料的基础。最知名的实例就是植物基饮料,其组分包括谷物、水和食用油等添加成分,只需简单地混合。根据不同的流程类型和所需的生产能力,可以选择标准流程设备或者醪液工艺设备

    不过,市场提供的品种远远超过植物基产品:目前,超市货架上已经摆满各种不同的素食替代品。根据预测,这种新营养趋势的市场份额将大幅提升,这表明:工业领域需要各种不同的潜在替代蛋白质源--并且数量巨大。为了获取和制备替代蛋白质,生产企业将依赖于精准发酵和细胞培育等工艺技术。

     

    正是在这里,与克朗斯集团产生了交集。在方法技术层面,酿造技术为新的食品趋势提供了巨大机遇和宝贵的协同效应,正如斯坦尼克替代食品流程技术负责人Alexander Scheidel解释的那样:“充分理解食品工业的工艺技术,例如,酿造流程,这是大批量生产替代蛋白质的最佳前提。我们可以将来自工业化生物技术的经验应用于替代食品。”

    如果您想更多地了解酿酒和替代食品生产流程之间的协同作用,以下这篇文章就将对其进行详细介绍。它为您讲解最重要的工艺基础,对比酿酒工艺的可靠流程和素食食品生产工艺。

    什么是精准发酵?

    在精准发酵过程中,对微生物进行编程或者优化,从而生产出某种特定的产品,例如,酶,脂肪,蛋白质,维生素,口味物质,天然色素。微生物如同“细胞工厂”,能够定向产生有机分子。几十年来,胰岛素等药品和乳酸菌等食品酶就是以这种方式生产。经过选育和扩培后,微生物在人工控制的条件下与相应的营养液一起在发酵罐内培养。通过营养物质组合和流程参数调节,形成期望的分子,然后作为产品进行提取和净化。发酵产生的蛋白质接下来与其它内含物质进行组合和深加工,模拟出类似肉、蛋、乳的产品。

     

    生物反应器的任务是什么?

    发酵罐的一个实例是生物反应器。这实际上就是一个封闭的无菌罐,配备我们都熟悉的蒸汽夹层。其任务是均质化、混合、通风、满罐和取样--所有这一切都在无菌环境下完成。

    高效发酵流程的核心任务是罐内液体在无菌条件下循环,借此,微生物可以更好地获得养分。通常情况下,采用一台搅拌器,这非常适用于小批量产品。为了降低大批量产品的运行成本,斯坦尼克还推出了循环单元。这种循环装置配备Evoguard无菌阀和一台低剪切力的无菌泵。

    客户受益于斯坦尼克多年的经验,采用相同原理的波塞冬发酵单元已经成功推向市场。“对于所有的发酵类型,都必须保证细胞的营养成分供给--促进物质交换和细胞繁殖。对于酒精发酵,产生的二氧化碳在罐内自然产生对流。这种循环装置可以增强罐内的这种对流,从而提升细胞的活性和活力”,Alexander Scheidel说。“在精准发酵和生物质生产过程中,单靠自然循环还不能完全满足要求。根据细胞规格和它们承受剪切力的能力,该单元依据流动条件安装在管道内或者大罐内部,避免细胞在罐内产生浓度差或者温差。”

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    斯坦尼克在2023年BrauBeviale展会上首次推出了这种生物反应器。其容量为500升,可以生产百分之十至百分之二十的生物质。

    斯坦尼克生物反应器主要适用于产量较大的生产企业:对于容量超过25立方的大罐,循环单元相比搅拌器更容易安装,经济效益更好。循环单元也可以补充安装到原有的大罐上。依据不同的发酵和客户要求,这种反应器始终准确地按照流程要求进行设计,并入整体方案中。对此,斯坦尼克一直灵活地满足客户的个性化要求,对于传统的生物反应器,也可以通过搅拌器替代循环单元。

    发酵之后还有哪些流程?

    生物反应器生产出的细胞以及分离到培养基的分子可以用于生产以真菌或微藻为生物质的肉类替代品,也可以将蛋白质作为食品添加成分使用。在下游流程中,首先收获经过复制的细胞,然后进行净化、浓缩和稳定处理。

    • 如果只将生物质作为原料获取,在发酵后直接从营养液中分离细胞,然后净化。在此,还需要对细胞质进行浓缩,这样就可以在后续加工环节形成最终的肉饼或者其它形状。在接下来的处理过程中,还要添加内含物质,例如,植物蛋白,香精和纹理造型体,形成期望的最终产品。
    • 如果决定价值的材料是一种制造的分子,例如,蛋白质,还必须从细胞质中萃取出这种材料。对此,根据不同的工艺对细胞进行分离,释放出蛋白质,然后实施多次过滤,获取需要的产品。

    起决定作用的发酵工艺可以通过各种方式生产不同的产品,这些产品可以加工成食品也可以直接作为食品,例如,和养殖肉一样使用。

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    Alexander Scheidel,斯坦尼克替代食品流程技术负责人

    今后还将面临哪些挑战?

    一个极具挑战的问题,就是营养液的回收利用,在细胞收获时,细胞与周围液体分离,产生了这些液体。一方面,分流的液体产生了大量废水,需要进行处理,对此必须增加设备。另一方面,营养液的制备成本非常高,通过营养物质的回收利用可以大幅度降低成本。此外,分流的液体还可以提供给其它行业,例如,作为农业肥料,这方面也存在 增加效益的潜力。除了提升营养物质的使用效益,能源高效的生产也是新兴食品市场必不可少的要素。只有能源流和介质流之间实现最佳的相互匹配,才能避免能源峰值,实现可持续发展目标。

    斯坦尼克:强大的合作伙伴

    尽管利用精准发酵生产替代食品还是一个相对较新的业务领域,但斯坦尼克一直是客户和对此感兴趣企业的理想合作伙伴。“借助我们在设备制造和酿造工艺方面的经验,我们能够为所有要求设计出合适的设备。尽管在上面已经提到,发酵原理始终相同,但设备一直需要按照具体要求与客户联合设计,只有这样,才能成功完成项目,为双方长期的伙伴关系奠定良好的基础”,Alexander Scheidel强调说。

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