Marktdynamik und viele neue Möglichkeiten
Proteine aus Erbsen, Reis, Bohnen, Nüssen und Getreide können als Basis für eine Vielzahl von Lebensmitteln, Getränken und Pulverzutaten verwendet werden. Die Beliebtheit von Hafermilch, Kokoswasser, Sojaprodukten und pflanzlichen Alternativen zu Joghurt und Käse zeugt von einem boomenden Markt.
In diesen neuartigen Lebensmitteln werden Mikroorganismen wie Pilze, Myzelien, Hefe und Algen durch filtrationsgestützte Fermentationsprozesse erzeugt. Wenn sie kultiviert werden, können sie alternative Proteine und andere wichtige Inhaltsstoffe erzeugen.
Zu den anderen Segmenten dieser neuartigen Lebensmittel gehören Produkte auf Insektenbasis und Quellen der synthetischen Biologie, die auf selbstproduzierenden tierischen Zellen basieren. Hierbei kommt der Membranfiltration eine Schlüsselrolle bei der Konzentration, Trennung und Proteinfraktionierung zu.
Verwendungen
Neuartige Proteine und industrielle Lebensmittelherstellung
Eine neue Lebensmittelgeneration
Die Membranfiltration ist ein wesentlicher Bestandteil der Herstellung von Proteinprodukten aus pflanzlichen und neuartigen Nahrungsquellen. Mikrofiltration und Ultrafiltration sind die bevorzugten Technologien zur effizienten Isolierung und Konzentrierung von Pflanzenproteinen. Ihre Membranen trennen Proteine selektiv nach Größe und Molekulargewicht und ermöglichen so die Extraktion spezifischer Proteinfraktionen nach gewünschten Funktionalitäten. Diese Fraktionierung ist entscheidend für die Herstellung hochwertiger Zutaten bestehend aus pflanzlichen Proteinen, die in verschiedenen Lebensmittelanwendungen wie Fleischersatzprodukten, Milchalternativen und mit Proteinen angereicherten Produkten verwendet werden.
Die neue Art der Lebensmittelfermentierung
Eine wichtige Voraussetzung für den Prozess
Die Präzisionsfermentation spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung neuartiger Lebensmittelquellen. Das Verfahren umfasst eine Mikrofiltration zur Reinigung und Gewinnung von Mikroorganismen, gefolgt von einer Nanofiltration, um das Produkt vor der Weiterverarbeitung weiter zu konzentrieren. Das Geheimnis liegt in der Verwendung von Membranen mit der richtigen Porengröße für jedes spezifische Produkt. Der Einsatz von Mikro- und Nanofiltration gewährleistet zudem im Vergleich zu alternativen Technologien einen höheren Produktertrag.
Entfernung von Bakterien
Produktqualität über alles
Mikrofiltration und Ultrafiltration sind die beiden Membranfiltrationstechnologien zur Entfernung unerwünschter Mikroorganismen aus den Prozessströmen von Lebensmitteln. Bakterien, Sporen und Bitterstoffe können auf diese Weise aus pflanzlichen Proteinen und neuartigen Lebensmitteln entfernt werden, um die Produktqualität zu garantieren und den Geschmack zu verbessern. Je nach Porengröße der Membran können Mikrofiltration und Ultrafiltration einen höheren Anteil an Mikroorganismen entfernen als alternative Technologien.
Klärung von Getränken auf pflanzlicher Basis
Optik und Mundgefühl
Die Klärung von Säften und Getränken auf pflanzlicher Basis ist ein Verarbeitungsschritt, der eng mit der Produktqualität, dem Aussehen und dem Mundgefühl verbunden ist. Eine breite Palette von Getränken auf pflanzlicher Basis kann durch Mikrofiltration oder Ultrafiltration geklärt werden – von Orangen- und anderen Fruchtsäften bis hin zu Gemüsesäften und Kokoswasser. Durch den schonenden Filtrationsprozess werden Verunreinigungen und Schwebstoffe entfernt, ohne die hochwertigen Rohstoffe zu beeinträchtigen.
Tofu und Joghurt auf pflanzlicher Basis
Sicherstellung von gutem Geschmack und Produktqualität
Heute werden Proteine aus Getreide, Nüssen und vielen anderen Quellen für die Herstellung einer breiten Palette von Lebensmitteln auf pflanzlicher Basis verwendet, darunter Joghurt und Tofu. Das nicht-invasive Filtrationsverfahren mit Mikrofiltration oder Nanofiltration konzentriert pflanzliche Proteine und erhält den gewünschten ursprünglichen Geschmack der Rohstoffe aufrecht, während Bakterien, Sporen und Bitterstoffe entfernt werden. Dieselben Filtrationstechnologien können auch für die Herstellung von Tofu verwendet werden. Bei dieser Methode wird in der Regel eine Sojabasis aus Sojabohnen extrahiert und anschließend mit Nanofiltration oder Ultrafiltration behandelt, um den Proteingehalt zu konzentrieren und den Gesamtfeststoffgehalt zu erhöhen.
Konzentration von Feststoffen
Besserer Geschmack, längere Haltbarkeit
Umkehrosmose und Nanofiltration sind wertvolle Hilfsmittel zur Aufkonzentrierung und Standardisierung von Feststoffen auf Pflanzenbasis. Eine Umkehrosmose-Membran lässt Wassermoleküle passieren, während sie größere Moleküle und Ionen zurückhält. Dadurch wird der Wassergehalt von Produkten wie Fruchtsäften verdichtet und die Konzentration der Feststoffe erhöht. Das Verfahren verbessert den Geschmack, reduziert die Transportkosten und verlängert die Haltbarkeit des Produkts.
Standardisierung von Zucker
Effektive Wasserentfernung
Umkehrosmose (Reverse Osmosis, RO) und Nanofiltration sind zwei Technologien, die zur Standardisierung des Zuckergehalts und zur Konzentration von Tee- und Kaffeeextrakten eingesetzt werden. Durch die Entfernung von Wasser aus Zuckerlösungen spielt die Umkehrosmose eine nützliche Rolle bei der Herstellung von konzentrierten Fruchtsäften, Sirupen und flüssigen Süßungsmitteln. Die Umkehrosmose wird üblicherweise eingesetzt, um Wasser aus gebrühtem Tee und Kaffee zu entfernen und eine konzentriertere Flüssigkeit zu gewinnen, die zu Instant-Tee oder Kaffeeprodukten weiterverarbeitet werden kann. Die Nanofiltration kann ähnlich wie die Umkehrosmose zur Standardisierung des Zuckergehalts eingesetzt werden und ermöglicht eine genaue Kontrolle der Zuckerkonzentration in einer Lösung. Sie kann auch Tee- und Kaffeelösungen konzentrieren, sodass das Endprodukt auf spezifische Geschmacks- und Konzentrationsanforderungen zugeschnitten werden kann.
Technologien
Trennung und Konzentration in einem
Ultrafiltration
Die Ultrafiltration spielt eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von neuartigen Lebensmitteln und Lebensmitteln auf pflanzlicher Basis. Die offene Struktur der Ultrafiltrationsmembranen ist ideal für die Trennung und Konzentration. Die Membranen lassen selektiv Salze, Zucker, organische Säuren und kleinere Peptide passieren, und der angewandte Druck ist relativ gering.
Entfernen von Sporen und Bakterien
Mikrofiltration
Mikrofiltrationsmembranen haben die offenste Porengröße der wichtigsten Filtrationstechnologien für Milchprodukte. Bei der Produktion von pflanzenbasierten und neuen Lebensmitteln lassen sie die meisten gelösten Stoffe passieren, während sie Bakterien und Fettkügelchen zurückhalten, die im Retentat verbleiben.
Nützlicher Konzentrationsschritt
Umkehrosmose
Die Umkehrosmose wird häufig zur Konzentrierung von pflanzlichen Feststoffen, Tee- und Kaffeeextrakten und neuen Lebensmitteln eingesetzt. Das Verfahren verbessert den Geschmack, reduziert die Transportkosten und verlängert die Haltbarkeit des Produkts. Eine Umkehrosmose-Membran lässt selektiv Wassermoleküle passieren, während sie größere Moleküle und Ionen zurückhält. Die Technologie kann auch den Zuckergehalt standardisieren, indem sie selektiv Wasser aus Zuckerlösungen entfernt. Dies ist nützlich für die Herstellung von konzentrierten Fruchtsäften, Sirupen und flüssigen Süßungsmitteln.
Präzise Kontrolle
Nanofiltration
Die Nanofiltration ist ein vielseitiges Instrument bei der Herstellung von Lebensmitteln auf pflanzlicher Basis, das eine genaue Kontrolle über die Zusammensetzung, Konzentration und Qualität verschiedener pflanzlicher Bestandteile ermöglicht. Die Nanofiltration wird häufig bei der Verarbeitung von Obst- und Gemüsesäften eingesetzt und entfernt selektiv Wasser, um Aromen und den Geschmack natürlichen Zuckers zu intensivieren. Sie trägt zur Farbintensivierung und Entbitterung von Extrakten bei und sorgt für einen angenehmen Geschmack. Bei der Proteinisolierung fraktioniert die Nanofiltration pflanzliche Proteine für spezifische Funktionalitäten in Milchalternativen auf pflanzlicher Basis. Durch die Behandlung von Verarbeitungsabwässern trägt sie auch zur Abfallverringerung bei.
Ernte und Konzentration
Präzisionsfermentierung
Die Präzisionsfermentation ist die wichtigste Prozesstechnologie für neuartige Lebensmittelquellen. Das Verfahren kombiniert Mikrofiltration zur Entfernung und dem Auffangen von Mikroorganismen mit Nanofiltration, um das Produkt vor der Weiterverarbeitung zu konzentrieren. Der Schlüssel dazu ist die Verwendung von Membranen mit der für das jeweilige neue Lebensmittel geeigneten Porengröße. Die Filtration ermöglicht einen höheren Produktertrag im Vergleich zu Separatoren oder Dekantern, die Zentrifugalkraft verwenden. Auch bei der Entfernung von Bakterien und Sporen schneidet die Filtration besser ab, da sie einen höheren Anteil an Mikroorganismen entfernen kann als ein Zentrifugal-Entkeimungsseparator.
Aufreinigung durch Spülen
Diafiltration
Eine Art der Membranfiltration, die sogenannte Diafiltration, kann helfen, Proteinen aus neuartigen Lebensmittelquellen aufzureinigen. Bei der Diafiltration wird dem Produkt während der Filtration Wasser zugesetzt, um unerwünschte Komponenten auszuspülen und den Proteingehalt in der verbleibenden Trockenmasse zu erhöhen.
