近年来，由于消费者需求的变化，替代蛋白行业经历了显著增长，这促使食品制造商探索生产环保食品的新方法。 在这个相对较新领域工作的人，从初创企业到知名行业领导者，都利用各种技术和设备将他们的替代蛋白产品付诸实践。
发酵是一种灵活的工艺，整个行业都在使用，用于生产替代蛋白质和原料。 发酵在食品制造中的作用需要特定的污染物控制和预防措施，以保护发酵原料和产品免受污染。
更改作业时协调控制措施的重要性
当替代蛋白作业发生变化时，保护其所需的污染控制措施也会发生变化。 例如，在实验室环境中维持有利于发酵的环境与在工业环境中维持这种环境的方式有很大不同。
更改作业时未能调整污染物控制措施可能会导致不良后果，包括设备损坏、产品质量降低、材料和资源浪费、产品污染和工艺效率低下。 幸运的是，食品和饮料行业中使用的几种污染控制措施可以应用于发酵原料和工艺流程。
了解发酵和原料
尽管发酵工艺已经存在几个世纪，但用于替代蛋白生产的受控精密发酵在食品和饮料行业中是一种相对较新的应用。 精密发酵对于替代蛋白生产非常实用，因为它有助于产生与“传统食物”相似的风味、质地和口味。
传统发酵和精密发酵实践中使用的原料可以被视为一种实用工具，通常是一种液体混合物，有助于“加剧”发酵过程。
有许多可用的原料解决方案的例子，但是为了降低成本并找到适合其工艺的解决方案，许多替代蛋白制造商都在内部生产自己的发酵原料。 这些解决方案通常含有水、糖和其他营养素的混合物。 有趣的是，内部开发的解决方案类似于苏打水、果汁、葡萄酒、啤酒和其他饮料行业中使用的液态糖解决方案。
替代蛋白制造商还可以从这些知名行业在实施污染控制方面获得的丰富经验和专业知识中汲取教训。 他们可以从这些久经考验的应用中学习，实施有效的污染控制，保护其替代蛋白发酵原料和制造工艺。
污染控制措施： 去除、灭活或销毁污染物
污染控制可同时处理颗粒和微生物污染物。 颗粒物是任何类型的有害悬浮固体，而微生物污染物包括有害细菌和微生物。 考虑到这一点，成功的原料污染控制可通过以下措施来解决这两种类型的污染物：
1. 通过颗粒和膜过滤方法去除 污染物。 当源水中存在颗粒物（例如沙子）而无法通过加热方法去除时，通常需要这样做。 当制造商使用热敏材料（例如可通过加热变性的蛋白质）时，也可以采用这种措施。
2. 通过加热、冷却或其他方法（例如紫外线辐射）来销毁或灭活污染物。 在本次讨论中，我们将介绍食品和饮料行业中最常见的方法，即采用高压灭菌器或蒸汽喷射技术的加热方法。 灭活或销毁通常在材料对热不敏感时使用，也用于处理可能仅对过滤产生抵抗力的微生物污染物。
在适当的情况下，制造商可以采取上述措施的组合，以提供额外的保护，同时处理颗粒和微生物污染物。
了解 3 种最常用的方法： 过滤、高压灭菌和蒸汽喷射
显然，所采用的方法取决于所需的污染控制措施以及它将如何影响制造产品和工艺。 在选择方法时，需要考虑许多工艺和作业因素，包括所使用的发酵原料、产品、成本、安全性、可扩展性、所采用的工艺类型、易用性以及整体有效性。 让我们来看看每种最常见的方法及其最佳用例。
方法 1 — 过滤
当所需措施是去除污染物时，就会实施液体过滤方法。 尽管在过滤发酵原料方面没有丰富的历史经验，但替代蛋白制造商可以利用食品和饮料行业中过滤果汁、高汤和苏打水等其他糖溶液所获得的专业知识。 液体过滤的最佳实践遵循三步流程：
步骤 1： 应用标称颗粒过滤器： 这样可以去除大颗粒，有助于保护下游过滤器和设备。 总体而言，此步骤减少了颗粒负荷和悬浮固体的数量。
第 2 步： 应用绝对微粒过滤器： 根据过滤器截留等级，该步骤可以去除所有大于过滤器微米尺寸的颗粒，过滤器截留额定值可能高达 99.9999999% 的颗粒。
第 3 步： 应用薄膜过滤器： 该步骤可以解决由过滤器截留率定义的微生物污染物。 膜过滤器应始终进行完整性测试并定期消毒。
Common Best-Use Case:
高容量、低粘度、工业规模、连续工艺、灵活预算、存在颗粒。
方法 2 — 高压灭菌器
高压灭菌器执行灭活或破坏加热措施，最终是压力容器，使用蒸汽来加热放置在其中的内容物。 这种方法非常灵活，在遵循批处理的实验室环境中很常见。
考虑到设备的物理性质和批处理工艺，高压灭菌器最适合小规模的作业，通常被认为在工业规模上不切实际。
Common Best-Use Case:
低容量、高粘度、实验室规模、批处理、药品质量标准。
方法 3 — 蒸汽喷射
蒸汽喷射是另一种执行灭活或破坏措施的加热方法。 这是在发酵罐或管道系统中将蒸汽直接与原料混合的过程。 有两种不同类型的蒸汽喷射方法：
1. 批处理方法： 这包括向装有原料的发酵罐注入蒸汽。 制造商很容易使用此工艺，因为它只需要干净的蒸汽源。
批处理蒸汽喷射方法易于扩展，但值得注意的是，大规模注入蒸汽需要更长的冷却时间。 蒸汽还会留在发酵罐中并冷却，这会导致原料稀释，这不一定是优点或缺点，但应该是关键的工艺考虑因素。
Common Best-Use Case:
实验室规模，生产不同类型的产品，没有时间限制，需要灵活的解决方案。
2. 连续处理方法： 由于需要工业设备和基础设施，因此这种方法与从事大型或商业规模工作的人员更为相关。
在连续处理方法中，蒸汽持续注入保温回路管道系统，原料穿过该管道系统并流向发酵罐。 在管道的尽头，有一个“快速膨胀”的工艺步骤，便于快速冷却，从而使原料在几分钟内冷却。 总体而言，此过程比批处理法快得多，并且使用更高的蒸汽温度。
Common Best-Use Case:
大批量、工业规模、需要灵活的解决方案、多种产品的生产、连续的系统。
那么，您“应该”选择什么方法？
很明显，这个问题没有黑白答案。 随着替代蛋白制造商努力遵循最有效的流程并满足不断变化的监管标准，替代蛋白行业的整体“新颖性”和演变又增加了一层复杂性。
由于有多种选择，制造商必须考虑上述流程注意事项，以确定他们属于哪种“最佳用途”情况。
一旦确定了这些因素，制造商将能够更好地了解他们应该采用哪种污染物控制方法——无论是通过过滤执行的污染物去除策略，还是通过高压灭菌器或蒸汽喷射加热方法执行的灭活或销毁策略。 有些人还可能在适当时选择两者的组合。
唐纳森的过滤专家可以帮助替代蛋白制造商为其原料污染控制解决方案找到合适的产品。 作为植物性食品协会 (PBFA) 的成员，我们致力于支持植物性和替代蛋白行业的制造需求。 我们与唐纳森旗下品牌 Solaris Biotech 的团队密切合作，提供端到端的发酵解决方案。
