Hassas fermantasyon sürdürülebilir süt ürünlerini geliştiriyor

08 Jan 2024

Hassas fermantasyon sürdürülebilir süt ürünlerini nasıl geliştirebilir?

Süt ürünleri reyonunun arkasında sessiz bir devrim gerçekleşiyor. Süt ürünleri çiftlikleri yeni verimlilik seviyelerini yakalamak için yüksek teknolojiye geçiyor, bitki-bazlı alternatifler pazar payı kazanıyor ve şimdi de hassas fermantasyon, görüntüsü, tadı ve verdiği his gerçeğinden farksız hayvansız süt ürünlerini mümkün kılıyor. Dünyadaki artan süt ürünleri talebini daha sürdürülebilir şekilde karşılamak isteyen gıda şirketleri için, hassas fermantasyon, bulmacanın giderek daha kritik önemde bir parçası gibi görünüyor. Taahhüdü yerine getirmek, büyük ölçüde verimli endüstriyel ölçekli üretime bağlı olacaktır.

Süt ürünlerinin etkisi

Dünya süt ürünlerini seviyor. Hindistan’ın süt üretimi ve tüketiminde tartışmasız lider olmasıyla birlikte Avrupa Birliği ve ABD, büyük üreticiler, tüketiciler ve ihracatçılar olmaya devam ediyor.[1, 2] Çin dünyanın en büyük süt ürünleri ithalatçısıdır ve ülkedeki kişi başına süt ürünleri tüketimi artmaya devam etmektedir.[3] Haziran 2023 tarihinde yapılan bir araştırmaya göre, küresel süt ürünleri pazarının değerinin 2022 ile 2028 yılları arasında yaklaşık yüzde 40 artması (1.243 milyar ABD dolarına çıkması) beklenmektedir.[4] İşin sırrı, sütün kendisidir; çok çeşitli değerli gıdalar ve içecekler için uygun tat ve fiziksel özelliklere sahip, besin açısından zengin, tam bir protein kaynağıdır. Süt ürünleri ayrıca gelenek açısından da zengindir olup, bizi ilk günlerimizden itibaren hem fiziksel hem de duygusal açıdan besler. Birçok yönden ve dünyanın birçok bölgesinde, en üst seviye bir gıdadır. 

Fakat süt ürünleri çiftçiliğindeki etkileyici gelişmeler süt üretiminin önemli ölçüde artmasını sağlamış olsa da, bu sadık hayvanların sürekli artan küresel süt ürünleri talebini karşılamasını bekleyemeyiz. Ve gezegen bize bunu denemememiz gerektiğini söylüyor. İyi haber: Giderek artan sayıda uzman, gıda şirketleri ve yatırımcılar, hassas fermantasyonun, bitki-bazlı sütün etik değerlerini ve sürdürülebilirliğini ‘gerçekliğin’ rakipsiz tadı, dokusu ve besinsel faydalarıyla birleştirmenin bir yolunu sunduğuna inanıyor. 

Yeni peynir altı suyu gelişimi

Bu şirketlerden biri, Hayfa-İsrail’de bulunan bir gıda teknolojisi lideri ve hassas fermantasyon yoluyla süt proteinlerinin üretiminde öncü olan ImaginDairy’dir. ImaginDairy, hassas fermantasyonu güçlendirmek, yeni etkinlik ve verim seviyelerine sahip süt proteinleri üretmek için gelişmiş bilgisayarlı biyoloji ve moleküler biyoloji teknolojilerinden faydalanıyor. ImaginDairy’nin İş Geliştirme Sorumlu Başkan Yardımcısı Roni Zidon-Eyal, bunu hepimizin anlayabileceği bir dile çeviriyor. “Misyonumuz, bildiğimiz ve sevdiğimiz geleneksel süt ürünlerinin niteliklerinden ödün vermeden, harika hayvansız süt ürünleri için protein kaynağı sağlamaktır” diyor.

Şirket hızlı bir başlangıç yaptı. 2020 yılında, mandıra sütünde bulunan altı kazein ve peynir altı suyu proteininin tamamını çoğaltmak amacıyla yola çıktı, çünkü geleneksel bilgiler, tüm bu proteinler kompleksinin sütün niteliklerini taklit etmede gerekli olduğunu söylüyordu. Fakat kısa bir süre sonra, tek bir peynir altı suyu proteini olan beta-laktoglobulinin bu işi tek başına yapabileceğini keşfetti. Zidon-Eyal, “Mandıra sütündeki yüzde 3,4 oranındaki proteini sağlamak amacıyla hassas fermentasyondan geçirilmiş peynir altı suyumuzu kullanarak, tadı ve özellikleri tıpkı gerçeği gibi olan lezzetli süt, dondurma ve krem peynir üretebildik” diyor. Şirket, tamamen peynir altı suyundan oluşan bir protein matrisi kullanarak yoğurt bile yapabildi. Zidon-Eyal için bu, bitki proteinine kıyasla süt ürünleri kullanmanın anahtar avantajlarından birini göstermektedir. “Gerçek bir süt proteini kullandığımız için, herhangi bir aromayı maskelemek amacıyla ek bir dengeleyiciye veya bileşene ihtiyacımız yok. Yoğurdumuz toplam dört bileşenden oluşmaktadır.” 

Yoğurt

Yoğurt (Resim: ImaginDairy/Sarit Goffen)

Peynir altı suyundan elde ettikleri başarı ile, ImaginDairy bu süt proteinini pazara sunma çabalarına odaklanıyor. Zidon-Eyal, “Birçoğumuz gıda katkıları endüstrisinden geliyoruz ve odağımızı daraltmanın, ölçeği ‘havalı bir biyoteknoloji’ şirketinden gerçek ve güvenilir bir gıda katkıları şirketine büyütebilmek için gerekli olduğunu anlıyoruz” diyor. Yaklaşım işe yarıyor gibi görünüyor. Nisan 2023’te Danone, şirkette azınlık hissesine sahip olarak ImaginDairy’yi Danone portföyünde fermantasyon yoluyla süt proteinleri üreten ilk şirket haline getirdi.

“Gerçek bir süt proteini kullandığımız için, herhangi bir aromayı maskelemek amacıyla ek bir dengeleyiciye veya bileşene ihtiyacımız yok. Yoğurdumuz toplam dört bileşenden oluşmaktadır.”- ImaginDairy’nin İş Geliştirme Sorumlu Başkan Yardımcısı Roni Zidon-Eyal

- ImaginDairy’nin İş Geliştirme Sorumlu Başkan Yardımcısı Roni Zidon-Eyal

Vice President of Business Development, ImaginDairy

Ölçek büyütme zorluğunun üstesinden geliyor

Bu kulağa ne kadar umut verici gelse de, ImaginDairy gibi şirketler hala zorlu bir mücadele ile karşı karşıya. Geleneksel süt ürünleri ile maliyet dengesi sağlamak, hem biyoteknoloji tarafında hem de üretim tarafında sürekli inovasyon gerektiriyor. Hassas fermantasyon, insülin ve peynir mayası gibi ürünlerle onlarca yıldır başarı sağlamış olsa da, bu yüksek değerli ürünler küçük miktarlarda üretilmektedir. Peynir altı suyu veya kazein gibi yenilebilir proteinlerin, çok daha büyük miktarlarda üretilmesi gereklidir. Zidon-Eyal, “Mikroorganizmalarımız çok verimli, fakat gereken yüksek miktarda proteini elde etmek için son derece verimli endüstriyel üretim proseslerine de ihtiyacımız olacak” diye ifade ediyor.

Bunu yardımcı olması için ImaginDairy ekibi, Hildesheim, Almanya’daki GEA Yeni Gıda Uygulama ve Teknoloji Mükemmeliyet Merkezini (ATC) düzenli olarak ziyaret etmektedir. ATC, şirketlerin laboratuvardan ticari ölçekli üretime kadar yenilikleri hızlandırmasına yardımcı olmak için bir hücre yetiştirme ve fermantasyon pilot hattına sahiptir. Eğitimli bir mühendis olan ve bugün GEA’da Yeni Gıda Satış Başkan Yardımcısı olan Dr. Antje Begerad, süt ürünleri proteinleri ve diğer bileşenleri büyük ölçekte üretmek için hassas fermantasyon kullanımı söz konusu olduğunda meselenin özünü açıklamaktadır. “İnekler gibi mikroorganizmalar da istediğimiz son ürünleri üretmek için doğru bakıma ihtiyaç duyarlar. Gereksinimleri karmaşıktır ve biyolojik gereksinimleri endüstriyel ölçekteki bir üretim sisteminde yer alan büyük makinelerde karşılamak oldukça zordur. Bir mikroorganizmayı bir test tüpünde tutmak, 500 veya 200.000 litrelik bir fermantasyon teknesinde tutmaktan çok daha kolaydır.” 

Büyük ölçekli hassas fermantasyonun önündeki bazı kritik zorluklar:

  • Fermentördeki, sıcaklık, pH, gıda ve oksijen gibi koşullar sürekli olarak izlenmeli ve korunmalıdır ve her mikroorganizmanın kendine özgü gereksinimleri olduğu göz önünde bulundurulmalıdır. 
  • Hücreler metabolize olurken ısı açığa çıkarırlar. Fermentörde çok fazla ısı birikirse, hücreler veya son ürünler zarar görebilir.
  • İçeriği bir fermentörde karıştırmak, koşulların reaktör boyunca homojen bir şekilde dağılmasını sağlar, fakat bu sıvı akışı hücrelere de zarar verebilir.
  • Steril (aseptik) koşulların korunması kritik öneme sahiptir. Herhangi bir kontaminasyon varsa, tüm partinin imhası gerekebilir ve bu da çok maliyetlidir. 

ATC’de GEA mühendisleri, farklı çözeltilerin karışma özelliklerini sanal olarak simüle etmek amacıyla dijital ikizler teknolojisini kullanmaktadır. Begerad, “En önemlisi de, ATC, şirketlerin doğrudan 50 ve 500 litrelik biyoreaktörlerde test yapmasına imkan tanıyor” diyor. “Yani, nihayetinde, hücrelerinin sistemde mutlu olup olmadığını anlayabiliyorlar.”

Peynir altı suyu proteini gibi bir son ürün elde etmek için, fermantasyon, sürecin sadece bir parçasıdır. Ayrıca ortam hazırlama, sterilizasyon, separasyon, homojenizasyon, filtrasyon ve sprey kurutma işlemleri de vardır. Begerad, “Bunların tümü, çoğu şirketin fazla deneyim sahibi olmadığı alanlardır” diyor. “Fermantasyonun ardından, organizma tarafından üretilen her proteinin bu süreçten geçerken biraz farklı şekilde işlenmesi gerekir.” ATC’de, GEA her bir sistem için doğru parametreleri bulmak amacıyla müşterilerle birlikte çalışmakta ve bu ayarları mikroorganizmalarına ve son ürünlerine en iyi uyacak şekilde optimize edebilmektedir. 

Kültür etinden hassas fermantasyon süt proteinlerine kadar alternatif protein yelpazesinde yer alan üreticiler için, üretim ölçeğini büyütmek gerçekten de temel bir zorluktur. Fakat Zidon-Eyal, GEA ile çalışmanın sadece ölçek büyütmeden ibaret olmadığına dikkat çekiyor. “ATC’nin güzelliği, başlangıçtan sonuna kadar üretim sürecinin kendisine bu kadar yakından bakabilmemizdir” diyor. “Çeşitli boyutlardaki makineler ve bir dizi değişkenlerle özgürce deneme yapabiliyoruz. Endüstriyel hatların farklı kurulumlarını oluşturabiliyor ve bunun nihai sonucu nasıl etkilediğini ilk elden tecrübe edebiliyoruz. Dolayısıyla, bu sadece ölçek büyütme ile ilgili değil, akıllı bir ölçek büyütme ile ilgilidir. Nihayetinde başarımızın ve belki de endüstrinin başarısının, her bir son ürün için son derece verimli üretim prosesleri tasarlamaya bağlı olacağını biliyoruz.” 

“GEA, her bir sistem için doğru parametreleri bulmak amacıyla müşterilerle birlikte çalışabiliyor ve bu ayarları mikroorganizmalarına ve son ürünlerine en iyi uyacak şekilde optimize edebiliyor.”- Dr. Antje Begerad, GEA - Yeni Gıda Satış Başkan Yardımcısı

- Dr. Antje Begerad, GEA - Yeni Gıda Satış Başkan Yardımcısı

Deputy Head of Sales New Food, GEA

ImaginDairy, sözleşmeli üretim organizasyonları (CMO) ile büyük ölçekte üretime başlasa da, mühendislik tarafında prosesleri iyileştirmek için GEA ile çalışmaktadır. “Gelecekte ürünlerimiz için mega hatlar tasarlamak istiyoruz. GEA ve ATC, endüstriyel prosesin nasıl optimize edileceği konusunda çok daha fazla şey öğrenmemizi sağlıyor. Dolayısıyla, kendi üretimimiz için hazır olduğumuzda, mümkün olan en iyi hattı devreye sokabiliriz” diyor Zidon-Eyal.

“Uygulama ve teknoloji merkezinin güzelliği, başlangıçtan sonuna kadar üretim sürecinin kendisine bu kadar yakından bakabilmemizdir. Bu sadece ölçek büyütme ile ilgili değil, akıllı bir ölçek büyütme ile ilgilidir."- ImaginDairy’nin İş Geliştirme Sorumlu Başkan Yardımcısı Roni Zidon-Eyal

- ImaginDairy’nin İş Geliştirme Sorumlu Başkan Yardımcısı Roni Zidon-Eyal

Vice President of Business Development, ImaginDairy

Daha fazla alıcı için daha fazla seçenek

Hassas fermantasyon ile elde edilen ilk hayvansız süt ürünlerinin 2020 yılında mağazalarda satışa sunulmasından bu yana, sektör hızla büyüdü ve olgunlaştı. Good Food Institute’ye (İyi Gıda Enstitüsü) göre, 2022 itibariyle 62 şirket alternatif protein için hassas fermantasyona odaklandı ve bunların yaklaşık 40 tanesi süt ürünlerini hedefledi.[5] 

ImaginDairy ve ABD merkezli Perfect Day, peynir altı suyu proteinine odaklanan şirketler arasında yer almaktadır. Change Foods gibi diğerleri, hayvansız peynir için kazeine öncelik verdi. Yali Bio, süt ürünleri yağları elde etmek için hassas fermantasyondan faydalanan ilk aşamalarında olan bir şirkettir. Bored Cow gibi bazıları kendi ürün markalarını oluştururken, diğerleri tamamen B2B modelinde (kurumlar arası) çalışmaktadır. Bazıları yeni girişimler, bazıları ise General Mills ve Danone gibi gıda devleridir. Elbette rekabet de var, fakat Zidon-Eyal kolektif çabalarının işbirlikçi doğasına vurgu yapıyor: “Büyük bir değişim getirmek istiyoruz; bunu tek başına yapabilecek tek bir şirket yok.”

Amaç, hayvan veya bitki-bazlı süt ürünlerinin yerini almak da değildir. Hassas fermentasyon işleminden geçen süt proteinleri, süt, dondurma, krem peynir ve yoğurdun yeni “tıpkı gerçeği gibi” versiyonlarını üretmek için kullanılabilir, fakat mevcut bitki-bazlı ürünleri geliştirmek için de kullanılabilirler. Karbon ayak izini azaltmaya yardımcı olmak için geleneksel süt ürünleriyle de karıştırılabilirler. 

Şu anda esas zorluk, bu mikroorganizmaların gıda ve içecek üreticilerine güvenilir bir şekilde tedarik sağlamak için yeterince yüksek verim üretmesini sağlamaktır. Ancak o zaman kalite ve maliyet dengelenebilir. Ve ardından, tüketiciler kendileri için yargılamaya başlayabilirler. “Nihai hedefimiz budur,” diyor Zidon-Eyal. “Tüketicilere daha fazla seçenek sunmak ve daha fazla tüketiciyi gemiye bindirmek.” 

Dondurma

Dondurma (Resim: ImaginDairy/Sarit Goffen)

Hassas fermantasyon taahhüdü

Hassas fermantasyon taahhüdü

(Görsel: Solar Foods)
Haberleri GEA’dan alın

GEA haber bültenine abone olarak GEA yeniliklerinden ve hikayelerinden haberdar olun.

Bizimle iletişime geçin

Size yardımcı olmak için buradayız! Sadece bir kaç detay ile sorunuza yanıt verebileceğiz.