Alternativas a la proteína: Cómo la carne artificial se obtiene de las plantas

Las proteínas alternativas son uno de los temas de tendencia en la ingeniería de maquinaria y equipos de la industria alimentaria, y por lo tanto también en POWTECH. Pero, ¿cómo se producen en realidad? ¿Y qué desafíos enfrentan los desarrolladores de productos y los diseñadores de maquinaria? Una breve inmersión en un segmento tecnológico fascinante.

Sin proteínas, no hay nada. Constituyen la base de todos los seres vivos y proporcionan a nuestro cuerpo aminoácidos, que forman músculos, células y tejidos, así como anticuerpos y hormonas. Los huevos, la carne, el pescado y los productos lácteos son tradicionalmente fuentes importantes de proteínas, pero también las proteínas vegetales — y estas están ganando cada vez más importancia para la alimentación mundial. Sin embargo, desde la soja, la lupina o el grano de trigo hasta el sustituto vegano de embutidos, hay un largo camino que implica mucha tecnología. Porque primero la proteína debe ser extraída y procesada a partir de las materias primas antes de que pueda ser "texturizada" para reemplazar la carne o los embutidos.

El proceso comienza con la clasificación y limpieza de las materias primas, ya sean legumbres, semillas u otros, que luego se muelen inicialmente. A este proceso de preparación todavía relativamente clásico le sigue la extracción de proteínas, que puede realizarse de diferentes maneras según la materia prima. Frecuentemente se realiza mediante un proceso de varias etapas con agua o soluciones salinas, pero también se emplean disolventes orgánicos. En este proceso, las materias primas se remojan primero para separar las proteínas de los carbohidratos y otros componentes. Luego, la proteína separada se precipita de la solución (coagulación de proteínas) y se separa. Finalmente, la solución (concentrado o aislado) se procesa directamente o se seca en un secador por aspersión hasta obtener un polvo. Este polvo constituye la base para la texturización, un proceso que finalmente conduce a un producto similar a la carne.

De la limpieza de la soja en polvo de proteína

Ya una visión general indica que en las diferentes etapas se necesitan diferentes máquinas y aparatos. Veamos esto con mayor detalle en el ejemplo de la producción de aislado de soja: las semillas de soja se limpian, se muelen y se remojan en agua. Luego se calientan para liberar las proteínas. En la extracción de proteínas, los centrifugadores o decantadores tienen un papel importante: en sus tambores cónicos giratorios, las partículas sólidas son empujadas hacia afuera por la fuerza centrífuga y forman una capa en la pared interior del tambor. El líquido se acumula en el centro y se descarga a través de una salida. De esta manera, en el primer paso, la solución de proteínas se separa continuamente de los restos de plantas. Después de que la proteína inicialmente disuelta se "precipita" añadiendo ácido o sal para formar copos de proteína, estos también se concentran en un decantador. Para aprovechar al máximo la proteína y reducir la carga de aguas residuales, los copos de proteína que no se separan en el decantador se eliminan en un separador de platos adicional; esto funciona porque la máquina utiliza tanto fuerzas centrífugas como gravedad.

Finalmente, las proteínas coagulan, se lavan y los restos de ácido se neutralizan, se centrifugan o filtran nuevamente. El aislado de soja se seca finalmente a baja temperatura, por ejemplo, en secadores por aspersión. Como su nombre indica, la solución rica en proteínas se aspira desde arriba en una cámara de secado y pasa por un flujo de aire caliente, donde la humedad se evapora y el producto disuelto previamente cae como polvo seco.

Solo mediante la texturización se crea un sustituto de carne competitivo

Sin embargo, todos estos pasos constituyen solo la preparación previa en el camino hacia el sustituto de carne. Porque, al final, para el consumidor, no solo el contenido y el sabor son decisivos, sino también la sensación al morder y en la boca. Para lograr una "experiencia del cliente" lo más fiel posible al original, las proteínas vegetales deben ser texturizadas. Esto generalmente se realiza en extrusoras especiales, donde primero se mezclan y muelen diferentes materias primas y especias para obtener una consistencia uniforme. Esta mezcla se dosifica en un extrusor y se añade agua a través de boquillas de pulverización. En la máquina alargada, una o dos tornillos giran, transportando el material hacia una abertura (matriz) en el extremo de una cámara cilíndrica. En este proceso, la masa está sometida a alta presión, fuerzas de corte definidas y temperaturas, lo que provoca la desnaturalización de la proteína — se habla del proceso de extrusión cocida. Al final del extrusor, el producto se expulsa a través de una boquilla, formando fibras finas que se cortan a la longitud deseada. Dependiendo del método, se pueden producir proteínas vegetales texturizadas secas (TVP) o con un alto contenido de agua (HMMA). Estas últimas son las más similares a la carne, mientras que la TVP debe remojarse en agua antes de su procesamiento posterior.

Altas exigencias para la tecnología de máquinas

Las exigencias para la tecnología utilizada son altas: las máquinas deben ser lo suficientemente flexibles para procesar diferentes recetas y materias primas. Además, la higiene juega un papel importante: todos los componentes deben estar libres de zonas muertas y ser fáciles de limpiar. Dado que en la primera etapa las centrifugadoras deben poner en movimiento grandes masas, la eficiencia energética es fundamental. También es importante producir sólidos con un contenido de humedad lo más bajo posible en la etapa de separación, ya que el secado posterior es un proceso que consume mucha energía.

En la texturización, la precisión de los componentes utilizados en cuanto a la dosificación y los parámetros del proceso, como presión y temperatura, es de gran importancia. Con un aumento en la demanda y el volumen de producción, los procesos integrados se vuelven cada vez más importantes, donde toda la línea está perfectamente coordinada. La automatización también juega un papel crucial, ya que no solo garantiza una alta productividad, sino también procesos reproducibles y una documentación completa de los parámetros de producción.

En POWTECH se podrán ver máquinas y soluciones para toda la cadena de procesos, desde la semilla hasta el gránulo. El nuevo alcance, que además de polvos y productos a granel también incluye líquidos, responde a la visión integral y holística de las cadenas de procesos.