蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质都是健康饮食的重要组成部分。蛋白质提供人体一切细胞和组织的生长、保持和修复所需的氨基酸成分。

肉类、鱼肉、豆类和谷物等植物是膳食蛋白质的主要来源。成人每千克 (kg) 体重每天至少应当摄入 0.8 克 (g) 蛋白质,成年男性每天最多大约需要 56 g 蛋白质,成年女性每天最多大约需要 46 g。研究人员估计,全球大约 73 亿人每年的蛋白质需求差不多为 2.02 亿吨1

地球的压力

如果只从农作物、牲畜和鱼类/海产品中获取如此大量的蛋白质,现有的土地、水和能源资源以及野生和养殖鱼类将背负巨大的压力。气候变化进一步加剧了这些问题,所有因素结合起来对全球多个区域的养殖的可持续性产生了影响。

联合国的数据显示,2050 年全球人口将达到 97 亿2,发展可持续的农业和工业生产工艺已经迫在眉睫。我们需要开发更环保、更智能的解决方案,在不破坏环境、生态和经济的情况下,生产充足且大众负担得起的蛋白质,满足全球人口的需要。

全球蛋白质来源

目前,植物是全球膳食蛋白质的主要来源,但是有评估显示,到 2050 年,全球对动物蛋白质的需求将翻番1,其中至少有一部分是因为发展中国家的收入上升且饮食不断西化的缘故。肉类是膳食蛋白质和微量元素(包括矿物质和维生素)的丰富来源。不过,畜牧业需要更多的水和土地来放牧和生产饲料,而且会比耕作农业产生更多的温室气体,因此不应将发展畜牧业作为满足全球蛋白质需求的唯一手段。

其他蛋白质来源

显然,要想找到新的解决方案来应对全球面临的蛋白质挑战,应将目光转移到其他环境可持续发展的膳食蛋白质来源,包括藻类、微生物和昆虫。举例来说,科学家发现食用昆虫是未经开发的巨大的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质来源。饲养昆虫所需的水和土地资源都比饲养牲畜少,而且产生的温室气体也更少。有些文化群体已经意识到了昆虫蛋白质的价值,而对许多其他文化群体来说,食用昆虫或从昆虫中提取蛋白质的概念简直是不可理喻。在帮助消费者接受其他富含蛋白质的食品、理解我们为何生产这种食品以及这些新的农业类型可能给环境带来的好处的过程中,教育将起到重要作用。除了教育方面的努力,食品制造商也需要利用这些新的蛋白质来源生产优质、让人感兴趣的产品吸引消费者的关注。

蛋白质加工

我们可以通过食用新鲜的肉类、鱼肉、蔬菜以及牛奶、奶酪和酸奶等乳制品来摄取蛋白质。在过去几十年中,随着加工技术的进步,我们提取和纯化的蛋白质已经具备既定的功能性和营养性特征。

从包括植物、乳制品产品和乳制品副产品等来源提取的蛋白质可以提高许多日常食品、健康产品以及蔬菜、素食和肉类替代产品的营养价值。蛋白质同样还是改进食品口感的重要功能性成分,并且可以优化许多食品的黏度、乳化度、稳定性、发泡性或脂肪吸附属性。食品制造商可以为最终产品选择含有所需纯度、功能和感官属性的蛋白质,因为蛋白质会对食品的味道、外观和气味产生影响。市场研究表明,到 2024 年,全球食品蛋白成分市场的价值将高达 290 亿美元3,而在 2016 年价值为 83.5 亿美元的植物蛋白质市场在 2022 年有望达到 142.2 亿美元4

举例来说,纯化的乳清蛋白是运动员用来锻炼肌肉的许多蛋白粉、补充剂和点心的重要成分,也是正在康复身体或有特殊饮食要求的患者的营养产品中的重要成分。蛋白粉还是婴儿配方奶粉的重要成分,而婴儿配方奶粉则是婴儿刚出生的头几个月的唯一营养来源。

食品制造行业只有保持灵活,才能从不同的来源提取出蛋白质。在应用高效的通用加工技术后,食品制造行业可以根据当地的农业操作规范和季节性供应情况处理许多种原材料。农产主与生产商都知道在发展谷物、牲畜和新蛋白质来源的同时秉持节能环保的好处 - 不仅可以保护当地环境和适应季节性气候条件,还可以最大限度地降低土地和水资源的压力。同样,如果使用当地来源生产蛋白质,可以降低运输和冷链要求,从而最大程度地降低损耗和减少碳足迹,还能确保当地百姓可以获得经济优质的营养食品。

农业与工业正在不断合作,共同开发食品加工技术,确保实现高效、可持续的蛋白质生产。农场主的目标是针对蛋白质的现有来源和新来源实施可持续措施,以保护环境和减少对不可再生资源的依赖性。但是,关注可持续发展不仅对农业十分重要,对于食品加工行业来说也有同样的分量。食品制造商也一样致力于降低对环境的影响和提高效率,这样才能优化使用宝贵的原材料进行的生产。像 GEA 这样的加工技术与工程设计专家正在与食品制造商紧密合作,共同设计和优化既有利于生产最大化,又能将用水量和能源使用量降至最低,而且还能减少浪费和损失并促进热量与水循环使用的工艺与设备。

GEA 已经与使用乳制品和植物衍生蛋白质的生产商打了几十年的交道。我们开发的组件、通用技术和全套整合解决方案可供全球制造商使用多种原材料加工蛋白质,包括动物和乳制品来源、大豆等富含油的作物以及豌豆和土豆等淀粉性作物。除了开发和优化使用主流蛋白质来源的工艺,我们还积极利用工业、技术和工程专门技术与知识开发下一代解决方案,以可持续发展的方式加工蛋白质和来自昆虫、藻类和菌类等来源的蛋白质衍生物。

蛋白质生产解决方案

我们的专门技术横跨整个蛋白质加工过程 - 从准备原材料到提取、纯化和干燥蛋白质、回收余热和水以及清洁污水。我们专注于更环保、更可持续发展的解决方案,帮助制造商提高灵活性和效率,并降低水、能源和其他资源的使用量,减少排放物和提高回收量。

像 GEA 这样的技术专家与创新公司所拥有的知识能够确保我们继续为这一代人和后代子孙提供对健康与福祉至关重要的膳食成分,同时还能帮助节约地球资源。

参考文献:

1.Henchion, M., Hayes, M., Mullen, A., Fenelon, M. and Tiwari, B. (2017).Future Protein Supply and Demand:Strategies and Factors Influencing a Sustainable Equilibrium.Foods, 6(7), 53.

2.United Nations Department of Economic and Social Affairs.http://www.un.org/en/development/desa/news/population/2015-report.html

3.http://www.globenewswire.com/news-release/2018/03/28/1454522/0/en/Global-Food-Protein-Ingredients-Market-to-exceed-29-billion-by-2024-Global-Market-Insights-Inc.html

4.http://www.globenewswire.com/news-release/2017/08/30/1104309/0/en/Global-14-22-Billion-Plant-Protein-Market-to-2022.html

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