Filtration für fermentierte Proteine auf Pflanzenbasis

Von Scott Grimes, Technical Business Development Manager bei Donaldson

Die steigende Nachfrage nach gesünderen Lebensmitteln hat die Hersteller gezwungen, innovative Wege zu entwickeln, um weiter attraktiv für den Kunden zu bleiben. Pflanzliche Proteine und Fleischalternativen werden immer beliebter, und die Unternehmen entwickeln immer neue Varianten dieser beiden Lebensmittel.

Der zunehmende Wettbewerb wirkt sich auch auf die Lieferkette für Zutaten aus, so dass die Hersteller neue Rezepturen erforschen und neue Verfahren ausprobieren, um gleichwertige Produkte zu entwickeln. Diese Prozesse werden immer komplexer und ein effektives Filtrationsmanagement ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg von der Forschung und Entwicklung zur erfolgreichen kommerziellen Produktion.

7,4 Mrd. USD Umsatz mit pflanzlichen Proteinen im Jahr 2021*

Marktnachfrage nach Proteinen auf Pflanzenbasis

Laut einer von der Plant Based Foods Association* und The Good Food Institute durchgeführten Studie aus dem Jahr 2021 stieg der Einzelhandelsumsatz mit pflanzlichen Lebensmitteln von 2020 bis 2021 um 6,2 %, was den Marktwert auf ein Allzeithoch von $ 7,4 Mrd. USD brachte. Ob als fertiges Gericht auf dem Teller, als Milchersatz oder als Zutat in einem Energydrink - Proteinalternativen haben den Massenmarkt im gesamten Lebensmittel- und Getränkespektrum erreicht.

Vielfältige neue Proteinalternativen

Die heutigen pflanzlichen Proteine haben sich weit über die traditionellen Kombinationen aus Bohnen und Samen hinaus entwickelt. Das Wachstum und die Verfügbarkeit potenzieller Alternativen hat auch die Ansprüche der Verbraucher geweckt, die nach raffinierteren Aromaprofilen, Texturen und Geschmackseigenschaften suchen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, erweitern die Hersteller ihre Möglichkeiten und verwenden Sojawurzeln, Pilzstämme, Pilzsporen und andere pflanzliche Quellen. Neue Zutaten wie diese erfordern oft neue Produktionsprozesse und eine zusätzliche Fermentierung. Die richtige Filtration spielt hier eine entscheidende Rolle bei der mikrobiologischen Verarbeitung dieser Materialien, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.

Herstellung von Proteinalternativen

Eines der beliebtesten Endprodukte im Segment der pflanzlichen Proteine - der Burger-Patty - wird in einer Vielzahl von Geschmacksrichtungen, Texturen und Farben angeboten, um möglichst viele Verbraucher anzusprechen. Bei aller Vielfalt basiert das Grundprodukt immer noch auf zwei Hauptelementen: Proteinzutaten und strukturellen Zutaten, die beide bei ihrer Entwicklung eine erhebliche Prozessfiltration erfordern.

Proteinbestandteile, wie z. B. Pilzsporen, durchlaufen einen Bioreaktionsprozess, der die Verwendung von steril gefilterten Gasen zusammen mit Nährstoffen zur Unterstützung des gewünschten Wachstums im Bioreaktor erfordert. Dieser Prozess trägt dazu bei, einzigartige Produktqualitäten mit besonderen Merkmalen, wie etwa einer bestimmten Textur, zu schaffen.

Auch die Herstellung wichtiger struktureller Inhaltsstoffe, wie z. B. Lebensmittelstärken, erfordert strenge Prozesskontrollen, um eine maximale Produktqualität zu gewährleisten. Die sterile Gas- und Flüssigkeitsfiltration sind häufig Teil des Prozesses. Die Hersteller verwenden die Prozessgasfiltration, um die gleichmäßige Verteilung oder das Einblasen von gefilterten Gasen im Fermentationsprozess zu unterstützen, auch während der anaeroben Phase, die eine Reihe weiterer anspruchsvoller Anforderungen mit sich bringt.

Die LifeTec™-Filterelemente von Donaldson sind für Anwendungen konzipiert, die sterile Druckluft und Gase erfordern, um die Verarbeitung von Lebensmitteln und Getränken, einschließlich pflanzlicher Produkte, zu optimieren. Das Portfolio umfasst auch Versionen für flüssige Anwendungen wie Bier und Wein, alkoholfreie Getränke und Lebensmittelzutaten.

Die Zusammenarbeit mit Anbietern von pflanzlichen Proteinen

Die Verfahren zur Herstellung von Proteinen auf pflanzlicher Basis sind zwar immer komplexer geworden, müssen aber dennoch die Sicherheitsvorschriften und -standards für die Lebensmittelproduktion erfüllen. Eine strategisch konzipierte Lösung hilft Lebensmittelherstellern, die meisten Anforderungen durch die Filtration der Luft und der Flüssigkeiten zu erfüllen. Ohne eine Filtrationslösung wären die Hersteller nicht in der Lage, ihre Produktionsziele zu erreichen und gleichzeitig die Vorschriften einzuhalten. Donaldson und seine Tochtergesellschaft Solaris Biotechnology arbeiten derzeit mit mehreren innovativen Herstellern von pflanzlichen Proteinen. Von der Unterstützung bei der Erstellung erster Machbarkeitsstudien für die Produktentwicklung im Labor bis hin zur Entwicklung von großen industriellen Systemen bieten wir gemeinsam intuitive, skalierbare Filtrationslösungen für Hersteller von Lebensmitteln auf Pflanzenbasis an.