Präzisionsfermentation
Mit Präzisionsfermentation die Zukunft der Nahrungsmittel gestalten
Seit Tausenden von Jahren nutzen die Menschen die Fermentation, um das Aroma, die Textur oder sogar den gesundheitsfördernden und nahrhaften Wert von Nahrungsmitteln zu erhalten oder zu verbessern.
Der "Spielplatz" der Nahrungsmittelwissenschaft
Wie Nahrungsmittelwissenschaft und -prüfung alten Traditionen neues Leben einhauchen können.
Dieser Film wurde von BBC StoryWorks Kommerziellen Produktionen für GEA produziert.Unterstützung der Präzisionsfermentation
Heute könnte die Fermentation eine wichtige Rolle bei der Verringerung der Lebensmittelverschwendung spielen und einen nachhaltigen Ansatz für die Erzeugung nahrhafter Lebensmittel für eine wachsende Weltbevölkerung bieten.[1] Fortschritte in der Mikrobiologie, Biotechnologie und Technik haben auch Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Präzisionsfermentationsverfahren eröffnet, bei denen gentechnisch veränderte Mikroorganismen als zelluläre Fabriken für die nachhaltige und großtechnische Herstellung bestimmter Produkte - von Proteinen bis hin zu Pigmenten - eingesetzt werden.[2]
Wir bei GEA sind der Meinung, dass wir in einer einzigartigen Position sind, um Schlüsselausrüstungen und Wissen bereitzustellen, die die Forschung und Entwicklung sowie die kommerzielle Entwicklung im Bereich der Präzisionsfermentation unterstützen können.
Die Fermentation ist ein Prozess, bei dem einige Arten von Mikroorganismen wie Bakterien und Hefen - und sogar unsere eigenen Muskeln bei starker körperlicher Anstrengung - Glukose und andere Kohlenhydrate abbauen können, um anaerob, d. h. ohne Sauerstoff, Energie zu erzeugen. Zu den Gärungsprodukten gehören in der Regel Alkohol oder Milchsäure.
Seit Jahrtausenden nutzen die Menschen Mikroorganismen auch zur Herstellung fermentierter Lebensmittel, in erster Linie als Konservierungsmittel, aber auch, um den Geschmack, die Konsistenz und andere Eigenschaften zu verändern oder zu verbessern. Von Bier und Wein bis hin zu Salami, Käse, Joghurt und Kimchi - viele fermentierte Produkte, die in der modernen Welt in industriellem Maßstab hergestellt werden, gehen auf alte Verfahren zurück.
Miniatur-Fabriken
Wir können aber auch Mikroorganismen - in der Regel Hefekulturen, Algen, Pilze oder Bakterien - so manipulieren, dass sie als winzige Herstellungsanlagen oder zelluläre Fabriken fungieren, die bestimmte Moleküle wie Proteine, Fette, Mikronährstoffe und andere organische Verbindungen mit gewünschten Eigenschaften produzieren. Mit Hilfe von Präzisionsfermentationsverfahren werden diese manipulierten oder veränderten Zellen in Bioreaktoren gezüchtet, wo sie mit allen Nährstoffen versorgt werden, die sie brauchen, um sich zu vermehren und gesund zu bleiben. Die von ihnen produzierten Zielverbindungen können entweder in das umgebende Medium freigesetzt werden, aus dem sie isoliert werden können, oder in der Zelle verbleiben; in diesem Fall können die Zellen aus dem Bioreaktor entnommen und aufgebrochen werden, um ihre Fracht freizusetzen.
GEA Know-how in jeder Phase
GEA bietet Know-how für die Entwicklung, Konfiguration und Lieferung des gesamten Prozesses - vor- und nachgelagert - zur Unterstützung von Unternehmen, die Präzisionsfermentationsprozesse für Nahrungsmittel- oder Industrieanwendungen entwickeln oder erweitern möchten. Unser Fachwissen erstreckt sich über den gesamten Prozess, von der Planung und dem Betrieb von Bioreaktoren über die nachgeschaltete Verarbeitung in Form von Rückgewinnung (Zellabtrennung), Reinigung und Trocknung bis hin zur Endverpackung.
Spezielles neues Kompetenzzentrum für New Food
Die GEA Experten in unserem New Food Application and Technology Center of Excellence (ATC) stehen Ihnen als Partner für Ihre Präzisionsfermentation zur Verfügung. Wir können Prozess-, Anwendungs- und Ingenieurwissen mit digitalen Werkzeugen und physikalischen Tests in Pilotanlagen kombinieren, um den gesamten Prozess zu verstehen, zu entwerfen, zu simulieren und zu testen.
In-silico-Modellierung und physikalische Tests
Zellen, die in Bioreaktoren vermehrt werden, haben spezifische und präzise Bedürfnisse - einschließlich der Versorgung mit Nährstoffen und Gasen, um die Gesundheit, das Wachstum und die Produktivität der Zellen zu optimieren und die Produktion unerwünschter Nebenprodukte und Abfälle zu minimieren. Unabhängig von Zelltyp und Endprodukt können wir unsere hochmodernen Modellierungs- und Simulationswerkzeuge einsetzen, um Ihr Präzisionsfermentationsverfahren virtuell zu entwerfen und abzustimmen, bevor oder nachdem es in einer Pilotanlage getestet wurde.
Diese Testergebnisse können eine wichtige Grundlage für die Bedingungen bilden, die das Wachstum, die Gesundheit und die Produktivität Ihres Zelltyps fördern. Anhand dieser Daten können wir die voraussichtlichen Anforderungen für die Erweiterung auf kommerzielle Produktionsmengen simulieren. Unser Ziel ist es, Ihnen Vertrauen in Ihren Prozess und Ihre Komponenten zu geben, bevor Sie investieren. Wir sind davon überzeugt, dass wir mit unserem Know-how und unseren Technologien in der einzigartigen Lage sind, Einblicke in das Zellverhalten und die Bioreaktorbedingungen zu gewinnen, die dazu beitragen, Risiken zu verringern und ein effizientes, produktives Scale-up zu ermöglichen.
Kompetenz für den gesamten Prozess
Wichtig ist, dass die GEA Expertise den gesamten Prozess umfasst, einschließlich Bioreaktordesign, -Konfiguration und -Optimierung, aber auch vor- und nachgelagerte Stufen. Die GEA Spezialisten in den Testzentren für eine Reihe von GEA Technologien können mit unseren ATC Experten und Ihnen, unserem Kunden, zusammenarbeiten, um eine End-to-End Präzisionsfermentationsprozesslinie zu entwerfen und zu konfigurieren.
Wir können Systeme für das Mischen, die UHT-Behandlung, die Hochdruckhomogenisierung, die Abscheidung, die Medien- und Wasserrückgewinnung durch Filtration sowie die Konzentrierung, Kristallisierung, Trocknung und Abfüllung und Verpackung konfigurieren. Wir bieten auch das Fachwissen und das technologische Knowhow, um Sie bei der Formulierung Ihres Produkts zu unterstützen. Vom Mahlen und Mischen über die Verarbeitung (Formen, Überziehen, Kochen) bis hin zum Gefrieren, Schneiden und Verpacken - unsere Technologien und unser Fachwissen können Ihnen dabei helfen, die Produkte Ihrer Zellen in nahrhafte, kommerziell verwertbare Nahrungsmittel umzuwandeln, die zu einer sicheren, erschwinglichen Ernährung beitragen, die die Verbraucher lieben.
Unterstützung einer nachhaltigeren Verarbeitung
Da wir GEA sind, konzentrieren wir uns natürlich auch auf die Entwicklung von Komponenten und Komponenten, die Ihnen helfen, den Energie-, Wasser- und Ressourcenverbrauch zu senken und Recycling und Abfallvermeidung zu unterstützen. Unsere Lösungen für eine nachhaltigere Verarbeitung umfassen innovative Wärmepumpen sowie Lösungen zur Wasser- und Medienrückgewinnung.Biomassefermentation, kultiviertes Fleisch und Präzisionsfermentation
Die Präzisionsfermentation ist nicht dasselbe wie die Biomassefermentation, die andere Möglichkeiten bietet, die Zellbiologie für die Herstellung von Nahrungsmitteln zu nutzen. Durch Biomasse-Fermentation können Wissenschaftler essbare Mikroorganismen wie Pilze, Bakterien oder Hefen als Nahrungsquelle kultivieren[3]. Alternativ können aus Tieren gewonnene Muskel-, Fett- und andere Zellen in großem Maßstab als Protein- und andere Nahrungsquelle gezüchtet werden, die nicht auf die traditionelle Landwirtschaft angewiesen ist. Einige auf diese Weise erzeugte Fleischsorten sind inzwischen für den Verkauf auf verschiedenen Märkten in der ganzen Welt zugelassen. [4]
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