Fermentazione di precisione
Ingegnerizzare il futuro dell'Industria alimentare con la fermentazione di precisione
Per migliaia di anni l'uomo ha sfruttato la fermentazione per conservare o migliorare l'aroma, la consistenza o anche il valore nutrizionale e salutare degli alimenti.
Il "parco giochi" della scienza alimentare
come la scienza alimentare e la sperimentazione possono dare nuova vita ad antiche tradizioni.
Questo filmato è stato realizzato per GEA da BBC StoryWorks Commercial Productions.Supporto alla fermentazione di precisione
Oggi la fermentazione potrebbe svolgere un ruolo importante nella lotta per la riduzione degli sprechi alimentari e potrebbe offrire un approccio sostenibile alla produzione di alimenti nutrienti per una popolazione globale in crescita.[1] I progressi della microbiologia, della biotecnologia e dell'ingegneria hanno inoltre aperto la possibilità di sviluppare nuovi processi di fermentazione di precisione che sfruttano i microrganismi ingegnerizzati come fabbriche cellulari per la produzione di prodotti definiti, dalle proteine ai pigmenti, in modo sostenibile e su scala.[2]
Noi di GEA pensiamo di essere in una posizione unica per fornire attrezzature e conoscenze chiave in grado di supportare la R&S e lo sviluppo commerciale nel campo della fermentazione di precisione.
La fermentazione è un processo attraverso il quale alcuni tipi di microrganismi, come i batteri e i lieviti, e persino i nostri stessi muscoli durante un esercizio fisico vigoroso, sono in grado di scomporre il glucosio e altri carboidrati per generare energia in modo anaerobico, cioè senza ossigeno. I prodotti della fermentazione includono tipicamente alcol o acido lattico.
Per millenni l'uomo ha anche sfruttato i microrganismi per produrre alimenti fermentati, principalmente come metodo di conservazione, ma anche per modificare o creare sapori, consistenze e altre proprietà desiderate. Dalla birra e dal vino, al salame, al formaggio, allo yogurt e al kimchi, molti prodotti fermentati che nel mondo moderno vengono prodotti su scala industriale, derivano da processi antichi.
Fabbriche in miniatura
Ma possiamo anche ingegnerizzare i microrganismi, tipicamente colture di Lievito, alghe, funghi o batteri, per farli funzionare come piccoli impianti di produzione, o fabbriche cellulari che producono molecole specifiche, come proteine, grassi, micronutrienti e altri composti organici con le proprietà desiderate. Grazie a processi di fermentazione di precisione, queste cellule ingegnerizzate o modificate vengono coltivate in bioreattori, dove ricevono tutti i nutrienti necessari per moltiplicarsi e mantenersi in salute. I composti target che producono possono essere rilasciati nel mezzo circostante, da cui possono essere isolati, oppure trattenuti nella cellula, nel qual caso le cellule possono essere raccolte dal bioreattore e spezzate per rilasciare il loro carico.
Competenza GEA in ogni fase
GEA offre competenze per lo sviluppo, la configurazione e la fornitura dell'intero processo - a monte e a valle - per supportare le organizzazioni che desiderano creare o scalare processi di fermentazione di precisione per applicazioni alimentari o industriali. La nostra esperienza copre l'intero processo, dalla progettazione e dal funzionamento del bioreattore, al trattamento a valle del recupero (rimozione delle cellule), alla purificazione e all'essiccazione, fino al confezionamento finale.
Nuovo centro di eccellenza alimentare dedicato
Gli esperti GEA del nostro Centro di Eccellenza per le Applicazioni e le Tecnologie dei Nuovi Alimenti (ATC) sono disponibili a collaborare con voi nel vostro percorso di fermentazione di precisione. Siamo in grado di combinare le competenze di processo, applicazione e ingegneria con utensili digitali e collaudi fisici in attrezzature su scala pilota per comprendere, progettare, simulare e testare l'intero processo.
Modellazione in silico e test fisici
Le cellule propagate nei bioreattori avranno esigenze specifiche e precise, tra cui l'apporto di nutrienti e gas per ottimizzare la salute, la crescita e la produttività delle cellule e ridurre al minimo la produzione di sottoprodotti e rifiuti indesiderati. Qualunque sia il tipo di cellula e il prodotto finale, possiamo applicare i nostri strumenti di modellazione e simulazione all'avanguardia per aiutarvi a progettare e mettere a punto il vostro processo di fermentazione di precisione in modo virtuale, prima o dopo la sperimentazione in apparecchiature su scala pilota.
I risultati di questi test possono fornire una linea di base fondamentale per le condizioni che favoriscono la crescita, la salute e la produttività del vostro tipo di cellule. Da questi dati possiamo simulare i probabili requisiti per la scalata a volumi di produzione commerciali. Il nostro obiettivo è quello di darvi fiducia nel vostro processo e nelle vostre attrezzature, prima di investire. Riteniamo che, grazie al nostro know-how e alle nostre tecnologie, siamo in una posizione unica per generare le conoscenze sul comportamento delle cellule e sulle condizioni dei bioreattori che contribuiranno a ridurre i rischi e a facilitare un efficiente e produttivo scale up.
Competenza nell'intero processo
Gli specialisti GEA dei centri di prova per una serie di tecnologie GEA possono lavorare a fianco dei nostri esperti ATC e di voi, i nostri clienti, per progettare e configurare una linea di processo di fermentazione di precisione end-to-end.
Possiamo configurare sistemi per la miscelazione, il trattamento UHT, l'omogeneizzazione ad alta pressione, la separazione, il recupero dei fluidi e dell'acqua mediante filtrazione, nonché la concentrazione, la cristallizzazione, l'essiccazione, il riempimento e il confezionamento. Offriamo anche l'esperienza e il know-how tecnologico per supportare la formulazione del vostro prodotto. Dalla macinazione e miscelazione alla lavorazione (formatura, rivestimento, cottura), fino al congelamento, all'affettamento e al confezionamento, le nostre tecnologie e la nostra esperienza possono aiutarvi a convertire i prodotti delle vostre cellule in alimenti nutrienti e commercialmente validi, che potrebbero contribuire a garantire un'alimentazione sicura e conveniente, apprezzata dai consumatori.
Sostenere una lavorazione più sostenibile
Naturalmente, poiché siamo GEA, ci concentriamo anche sullo sviluppo di componenti e attrezzature che vi aiutino a ridurre l'uso di energia, acqua e risorse e a sostenere il riciclaggio e la riduzione dei rifiuti. Le nostre soluzioni per una lavorazione più sostenibile comprendono Pompe di calore innovative e Soluzioni per il recupero dell'Acqua e dei materiali.Fermentazione da biomassa, carni coltivate e fermentazione di precisione
La fermentazione di precisione non è la stessa cosa della fermentazione della biomassa, che può offrire altre opportunità di sfruttare la biologia cellulare per creare cibo. Attraverso la fermentazione della biomassa, gli scienziati possono coltivare microrganismi commestibili, come funghi, batteri o lieviti, come fonte di cibo.[3] In alternativa, muscoli, grasso e altre cellule di origine animale possono essere coltivati su scala come fonte di proteine e altri nutrimenti che non dipendono dall'agricoltura tradizionale. Alcune "carni coltivate" prodotte in questo modo sono state approvate per la vendita in vari mercati del mondo. [4]
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