Zmiany klimatu, za które częściową odpowiedzialność ponosi hodowla zwierząt, pogłębiająca się wrażliwość ludzi na los zwierząt, obawa o zaspokojenie potrzeb, wreszcie potrzeba utrzymania bądź zdobycia pozycji na rynku to czynniki, które sprawiają, że przemysł spożywczy kieruje swoje zainteresowania w stronę rozwoju alternatywnych źródeł białka. Jednym z kluczowych narzędzi, które przyczyniają się do osiągnięcia tych celów są bioreaktory.
Bioreaktory to zaawansowane techniczne urządzenia wykorzystywane m.in. w przemyśle spożywczym. Dzięki możliwości kontroli warunków środowiskowych, takich jak temperatura, pH, stężenie tlenu, dostarczanie składników odżywczych oraz inne parametry, bioreaktory stanowią idealne narzędzie do produkcji różnorodnych produktów. Urządzenia te pozwalają na produkcję sfermentowanej żywności, enzymów, kwasów organicznych i aromatów, umożliwiają produkcję białek roślinnych, a także mięsa laboratoryjnego.
HODOWLA MIKROBIOLOGICZNA W BIOREAKTORACH
Jednym z procesów, do których używane są bioreaktory, jest precyzyjna fermentacja. W wyniku tego procesu uzyskuje się np. jogurty (poprzez fermentację mleka przy użyciu bakterii mlekowych), sery (fermentacja przy użyciu bakterii takich jak Lactococcus, Lactobacillus i Streptococcus), produkty takie jak kombucha czy miso.
Fermentacja mikrobiologiczna w bioreaktorach to proces, w którym mikroorganizmy, takie jak bakterie, drożdże lub grzyby, przekształcają surowce organiczne w produkty, takie jak alkohole, kwasy organiczne, białka, enzymy, itp. Parametry, takie jak temperatura, pH, ilość tlenu rozpuszczonego, szybkość mieszania i ilość dodawanego surowca, są monitorowane i kontrolowane w czasie rzeczywistym, aby utrzymać optymalne warunki dla mikroorganizmów.
Na początku procesu wybiera się odpowiedni mikroorganizm, który jest zdolny do przemiany surowca wyjściowego (substratu) w produkt końcowy. Wybór mikroorganizmu zależy od rodzaju produktu, który ma zostać wytworzony. Mikroorganizmy są dodawane do bioreaktora (inokulacja) w celu rozpoczęcia fermentacji. Mikroorganizmy te mogą być hodowane w uprzednich procesach hodowli. Mikroorganizmy rosną i rozpoczynają fermentację w bioreaktorze. W trakcie fermentacji przekształcają surowiec w produkt końcowy, wydzielając różne metabolity, takie jak alkohole, kwasy lub białka. Po zakończeniu procesu fermentacji, produkt końcowy jest odbierany z bioreaktora.
BIOREAKTORY W PRODUKCJI ALTERNATYWNYCH ŹRÓDEŁ BIAŁKA
Bioreaktory odgrywają ważną rolę w produkcji roślinnych źródeł białka.
Na początku procesu wybiera się odpowiednie rośliny jako źródło białka. Popularnymi roślinami wykorzystywanymi do produkcji zamienników mięsa są np. soja, groch, fasola, orzeszki ziemne i nasiona konopi; w bioreaktorach wykorzystuje się również drożdże, grzyby, algi, wodorosty i glony. Różnica pomiędzy tradycyjną hodowlą a produkcją w bioreaktorze polega na tym, że zamiast całych roślin, do hodowli pobierane są komórki roślinne lub tkanki: komórki roślinne są hodowane w bioreaktorze, a następnie poddawane procesowi ekstrakcji, w wyniku którego uzyskuje się białko roślinne.
Białko roślinne uzyskane w bioreaktorze może być ekstrahowane i przetwarzane w różne formy, takie jak granulki, kawałki, pasze oraz mieszane z innymi składnikami, takimi jak oleje, przyprawy i skrobia.
Zastosowanie bioreaktorów w produkcji alternatywnych źródeł białka pozwala na kontrolowanie procesu produkcji, zapewnienie spójności produktu i zminimalizowanie wpływu na środowisko w porównaniu do tradycyjnej hodowli zwierząt. Jest to również odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na alternatywy dla mięsa pochodzenia zwierzęcego, zarówno z uwagi na zdrowie, jak i na zrównoważone wykorzystanie zasobów naturalnych.
ZAAWANSOWANE BIOREAKTORY BOCCARD KATES
Jako urządzenia umożliwiające odpowiedź na kluczowe wyzwania, bioreaktory stanowią krytyczne ogniwo w przemyśle biotechnologicznym i spożywczym, umożliwiając kontrolowane procesy produkcji za pomocą żywych komórek, mikroorganizmów i składników komórkowych. Jedną z wiodących firm w dziedzinie dostarczania bioreaktorów jest firma Boccard Kates, która oferuje zarówno bioreaktory pilotażowe jak i bioreaktory do regularnej produkcji na skalę przemysłową.
Bioreaktory Boccard Kates stanowią przykład zaawansowanych technicznych rozwiązań wykorzystywanych w przemyśle biotechnologicznym. Oferują one bogate wyposażenie, w tym systemy pomiarowe i kontrolne, które pozwalają na pełną kontrolę procesu produkcji i śledzenie historii zmian kluczowych parametrów. Dzięki temu można monitorować i analizować kluczowe parametry produkcji, zapewniając wysoką jakość i wydajność. System sterowania pozwala również zapewnić ilość tlenu, która niezbędna jest do prawidłowego rozwoju bakterii.
Kolejnym ważnym elementem wyposażenia są płaszcze grzewczo-chłodzące, dzięki którym możliwe jest zapewnienie odpowiedniej temperatury podczas całego procesu.
Niezwykle ważne w procesie produkcji bioreaktorów jest zachowanie odpowiednich standardów wykonania. Ponieważ chropowatość i nieregularność powłoki zwiększa ryzyko osadzania się na niej drobnoustrojów, a ich niekontrolowany rozwój może negatywnie wpływać na przebieg procesu mikrobiologicznego, wewnętrzna powierzchnia bioreaktorów powinna być gładka.
Zanieczyszczenie zawartości bioreaktora przez czynniki zewnętrzne może zniszczyć lata pracy naukowców i inżynierów, jak również zrujnować cały proces. Dlatego utrzymanie tych specyficznych warunków hodowlanych staje się wyzwaniem, które definiuje skuteczność bioreaktora.
Bioreaktory Boccard Kates spełniają te standardy, ponadto są indywidualnie projektowane i wyposażane w zależności od procesu, który ma w nim przebiegać.
USŁUGI BOCCARD KATES DLA WYDAJNOŚCI I BEZPIECZEŃSTWA PRACY BIOREAKTORÓW
Oprócz dostarczania zaawansowanych bioreaktorów, Boccard Kates oferuje szeroki zakres usług, które są kluczowe dla zapewnienia niezawodności i wydajności urządzeń w przemyśle biotechnologicznym i spożywczym.
Firma przeprowadza audyty i przeglądy okresowo-kontrolne, które pozwalają na monitorowanie stanu technicznego bioreaktorów oraz innych urządzeń, minimalizując ryzyko awarii. Usługi utrzymania ruchu obejmują kontrolę nieszczelności, stanu środków smarnych, powierzchni urządzeń, wyposażenia procesowego oraz instalacji elektrycznych – dzięki tym działaniom można zapewnić ciągłość produkcji. Boccard Kates oferuje również serwis części zamiennych, dostarczając oryginalne komponenty zgodne z wymaganiami instalacji oraz zajmuje się modernizacjami i naprawami urządzeń, eliminując problemy i naprawiając zbiorniki ze stali nierdzewnej, weryfikując układy pneumatyczne oraz przeprowadzając przeglądy techniczne urządzeń ciśnieniowych.
W miarę jak rośnie zapotrzebowanie na alternatywne źródła białka, rozwijają się innowacje w dziedzinie produkcji roślinnych i mikrobiologicznych białek. To daje konsumentom coraz większą liczbę opcji i zachęca do wyboru bardziej zrównoważonych i etycznych źródeł białka. Przy wyborze spożywanych produktów możemy teraz czerpać korzyści z różnorodności surowców i różnych metod produkcji.
Większość witamin w suplementach diety i wzbogaconych przetworzonych produktach spożywczych, takich jak B12 i ryboflawina, jest wytwarzana poprzez fermentację, podobnie jak wiele składników aromatycznych. Przemysł spożywczy był jednym z pierwszych, który wykorzystał fermentację do zastąpienia produktów zwierzęcych w codziennym użytku.
Rekombinowane białka, takie jak kazeina i serwatka, są kluczowymi dodatkami stosowanymi w produktach mlecznych, A Drożdże Pichia pastoris są powszechnie używane do produkcji białek, od enzymów spożywczych po farmaceutyki.
Ogromna różnorodność biologiczna gatunków drobnoustrojów, w połączeniu z praktycznie nieograniczonymi możliwościami syntezy biologicznej, zwiększa szansę na pojawienie się nowych alternatywnych rozwiązań białkowych do których produkcji wykorzystywane są bioreaktory.
