Der Klimawandel, für den die Tierhaltung mitverantwortlich ist, die zunehmende Sensibilität der Menschen für das Schicksal der Tiere, die Sorge um die Deckung des Bedarfs und schließlich die Notwendigkeit, auf dem Markt zu bestehen oder Fuß zu fassen – all das sind Faktoren, die die Lebensmittelindustrie dazu bringen, alternative Proteinquellen zu entwickeln. Eines der wichtigsten Instrumente , die zur Erreichung dieser Ziele beitragen, sind Bioreaktoren.
Bioreaktoren sind hochentwickelte technische Geräte, die u.a. für in der Lebensmittelindustrie. Mit der Möglichkeit, Umgebungsbedingungen wie Temperatur, pH-Wert, Sauerstoffkonzentration, Nährstoffzufuhr und andere Parameter zu kontrollieren, sind Bioreaktoren ideal für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten. Diese Anlagen ermöglichen die Herstellung von fermentierten Lebensmitteln, Enzymen, organischen Säuren und Aromastoffen und ermöglichen die Produktion von Pflanzenproteinen sowie von Laborfleisch.
MIKROBIELLE KULTUR IN BIOREAKTOREN
Einer der Prozesse, für die Bioreaktoren verwendet werden, ist die Präzisionsfermentation. Dieser Prozess führt beispielsweise zu Joghurts (durch Fermentierung von Milch mit Milchsäurebakterien), Käse (Fermentierung mit Bakterien wie Lactococcus, Lactobacillus und Streptococcus), Produkten wie Kombucha oder Miso.
Die mikrobielle Fermentation in Bioreaktoren ist ein Prozess, bei dem Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen oder Pilze organische Rohstoffe in Produkte wie Alkohole, organische Säuren, Proteine, Enzyme usw. umwandeln. Parameter wie Temperatur, pH-Wert, gelöster Sauerstoff, Rührgeschwindigkeit und die Menge des zugegebenen Rohmaterials werden in Echtzeit überwacht und gesteuert, um optimale Bedingungen für die Mikroorganismen zu schaffen.
Zu Beginn des Prozesses wird ein geeigneter Mikroorganismus ausgewählt, der in der Lage ist, den Ausgangsrohstoff (Substrat) in das Endprodukt zu verwandeln. Die Wahl des Mikroorganismus hängt von der Art des zu produzierenden Produkts ab. Mikroorganismen werden in den Bioreaktor gegeben (Inokulation), um die Fermentation zu starten. Diese Mikroorganismen können in vorherigen Kulturverfahren gezüchtet werden. Die Mikroorganismen wachsen und beginnen die Fermentation im Bioreaktor. Während der Fermentation wandeln sie den Rohstoff in das Endprodukt um und scheiden verschiedene Stoffwechselprodukte wie Alkohole, Säuren oder Proteine aus. Sobald der Fermentationsprozess abgeschlossen ist, wird das Endprodukt aus dem Bioreaktor entnommen.
BIOREAKTOREN FÜR DIE PRODUKTION ALTERNATIVER PROTEINQUELLEN
Bioreaktoren spielen eine wichtige Rolle bei der Produktion von pflanzlichen Proteinquellen.
Zu Beginn des Prozesses werden geeignete Pflanzen als Proteinquelle ausgewählt. Beliebte Pflanzen für Fleischersatzprodukte sind z.B. Soja, Erbsen, Bohnen, Erdnüsse und Hanfsamen; Bioreaktoren verwenden auch Hefe, Pilze, Algen, Seegras und Algen. Der Unterschied zwischen der traditionellen Züchtung und der Produktion in einem Bioreaktor besteht darin, dass für die Züchtung keine ganzen Pflanzen, sondern Pflanzenzellen oder Gewebe verwendet werden: Die Pflanzenzellen werden in einem Bioreaktor gezüchtet und dann einem Extraktionsprozess unterzogen, der das Pflanzenprotein liefert.
Das im Bioreaktor gewonnene Pflanzenprotein kann extrahiert und zu verschiedenen Formen wie Pellets, Brocken, Futtermitteln verarbeitet und mit anderen Zutaten wie Ölen, Gewürzen und Stärke vermischt werden.
Der Einsatz von Bioreaktoren bei der Produktion von alternativen Proteinquellen ermöglicht die Kontrolle des Produktionsprozesses, wodurch die Produktkonsistenz gewährleistet und die Umweltbelastung im Vergleich zur traditionellen Tierhaltung minimiert wird. Es entspricht auch der wachsenden Nachfrage nach Alternativen zu Fleisch tierischer Herkunft, sowohl aus gesundheitlichen Gründen als auch im Hinblick auf eine nachhaltige Nutzung der natürlichen Ressourcen.
FORTSCHRITTLICHE BOCCARD KATES BIOREAKTOREN
Als Geräte, die es ermöglichen, auf wichtige Herausforderungen zu reagieren, sind Bioreaktoren ein entscheidendes Bindeglied in der Biotechnologie- und Lebensmittelindustrie. Sie ermöglichen kontrollierte Produktionsprozesse unter Verwendung lebender Zellen, Mikroorganismen und zellulärer Komponenten. Eines der führenden Unternehmen im Bereich Bioreaktoren ist Boccard Kates, das sowohl Bioreaktoren im Pilotmaßstab als auch Bioreaktoren für die reguläre Produktion im industriellen Maßstab anbietet.
Die Bioreaktoren von Boccard Kates sind ein Beispiel für Hightech-Lösungen, die in der Biotechnologiebranche eingesetzt werden. Sie bieten eine Fülle von Ausrüstungen an, darunter Mess- und Kontrollsysteme, die eine vollständige Kontrolle des Produktionsprozesses ermöglichen und die Historie der Veränderungen der wichtigsten Parameter verfolgen. So können die wichtigsten Produktionsparameter überwacht und analysiert werden, was eine hohe Qualität und Effizienz gewährleistet. Das Kontrollsystem ermöglicht es auch, die für ein gutes Bakterienwachstum notwendige Sauerstoffmenge bereitzustellen.
Heiz- und Kühlmäntel sind ein weiterer wichtiger Teil der Ausrüstung, um die richtige Temperatur während des gesamten Prozesses zu gewährleisten.
Bei der Herstellung von Bioreaktoren ist es äußerst wichtig, dass angemessene Herstellungsstandards eingehalten werden. Da die Rauheit und Unregelmäßigkeit der Beschichtung das Risiko erhöht, dass sich Mikroorganismen darauf niederlassen und ihr unkontrolliertes Wachstum den mikrobiologischen Prozess beeinträchtigen kann, sollte die Innenfläche der Bioreaktoren glatt sein.
Eine Verunreinigung des Inhalts des Bioreaktors durch äußere Faktoren kann die jahrelange Arbeit von Wissenschaftlern und Ingenieuren zerstören und den gesamten Prozess ruinieren. Daher wird die Aufrechterhaltung dieser spezifischen Kulturbedingungen zu einer Herausforderung, die die Effektivität des Bioreaktors bestimmt.
Die Bioreaktoren von Boccard Kates erfüllen diese Standards und werden je nach dem darin durchzuführenden Prozess individuell gestaltet und ausgestattet.
BOCCARD KATES DIENSTLEISTUNGEN FÜR DIE LEISTUNG UND SICHERHEIT VON BIOREAKTOREN
Boccard Kates liefert nicht nur fortschrittliche Bioreaktoren, sondern bietet auch eine breite Palette von Dienstleistungen an, die für die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit der Anlagen in der Biotechnologie- und Lebensmittelindustrie entscheidend sind.
Das Unternehmen führt regelmäßige Audits und Inspektionen durch, um den technischen Zustand von Bioreaktoren und anderen Geräten zu überwachen und so das Risiko von Ausfällen zu minimieren. Die Wartungsdienste umfassen die Inspektion von Leckagen, des Schmiermittelzustands, der Geräteoberflächen, der Prozessausrüstung und der elektrischen Anlagen – durch diese Aktivitäten kann die Kontinuität der Produktion sichergestellt werden. Boccard Kates bietet auch einen Ersatzteilservice an, der Originalkomponenten entsprechend den Anforderungen der Anlage liefert, und kümmert sich um die Aufrüstung und Reparatur von Anlagen, die Behebung von Problemen und die Reparatur von Edelstahltanks, die Überprüfung von pneumatischen Systemen und die Durchführung von technischen Inspektionen von Druckgeräten.
Da die Nachfrage nach alternativen Proteinquellen steigt, entwickeln sich Innovationen in der Produktion von pflanzlichen und mikrobiellen Proteinen. Dies bietet den Verbrauchern eine wachsende Anzahl von Optionen und ermutigt sie, sich für nachhaltigere und ethischere Proteinquellen zu entscheiden. Bei der Auswahl der Produkte, die wir konsumieren, können wir jetzt von der Vielfalt der Rohstoffe und der unterschiedlichen Produktionsmethoden profitieren.
Die meisten Vitamine in Nahrungsergänzungsmitteln und angereicherten verarbeiteten Lebensmitteln, wie z.B. B12 und Riboflavin, werden durch Fermentation hergestellt, ebenso wie viele Aromastoffe. Die Lebensmittelindustrie war eine der ersten, die die Fermentation nutzte, um tierische Produkte im täglichen Gebrauch zu ersetzen.
Rekombinante Proteine wie Kasein und Molke sind wichtige Zusatzstoffe in Molkereiprodukten. Und die Hefe Pichia pastoris wird häufig zur Herstellung von Proteinen verwendet, von Lebensmittelenzymen bis hin zu Arzneimitteln.
Die enorme Artenvielfalt von Mikroorganismen in Verbindung mit den praktisch unbegrenzten Möglichkeiten der biologischen Synthese erhöht die Chance auf neue Proteinalternativen, für deren Produktion Bioreaktoren eingesetzt werden.
