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Um processo complexo em que a engenharia alimentar desempenha um papel fundamental

Proteínas alternativas: como é que as plantas são transformadas em carne artificial?

Armin Scheuermann, engenheiro químico15/01/2024
As proteínas alternativas são um dos temas quentes na indústria de maquinaria e instalações para a indústria alimentar, mas como são realmente produzidas? Que desafios enfrentam os criadores de produtos e os projetistas de equipamentos? Neste artigo, fazemos uma breve imersão neste fascinante segmento tecnológico.

Nada funciona sem proteínas. São a pedra angular de todos os seres vivos e proporcionam ao nosso organismo os aminoácidos a partir dos quais são construídos os músculos, as células e os tecidos, bem como os anticorpos e as hormonas. Os ovos, a carne, o peixe e os produtos lácteos são tradicionalmente importantes fontes de proteínas, mas também o são as proteínas vegetais, cada vez mais importantes para o fornecimento mundial de alimentos. Mas do grão de soja, do tremoço ou do grão de trigo ao substituto vegano da salsicha existe um longo caminho a percorrer e muita tecnologia envolvida. Primeiro, é necessário extrair a proteína das matérias-primas e processá-la antes de a texturizar para a converter num sucedâneo da carne ou, por exemplo, da salsicha.

A soja é uma das matérias-primas mais utilizadas para o desenvolvimento de proteínas alternativas à carne

A soja é uma das matérias-primas mais utilizadas para o desenvolvimento de proteínas alternativas à carne.

O processo começa com a classificação e limpeza das matérias-primas, sejam elas legumes, sementes ou outras, que se moem primeiro. A este processo de preparação, ainda relativamente clássico, segue-se a extração das proteínas, que pode ser efetuada de forma diferente consoante a matéria-prima. Costuma fazer-se através de um processo de várias etapas com água ou soluções salinas, mas também são utilizados dissolventes orgânicos. As matérias-primas são primeiro demolhadas para separar as proteínas dos hidratos de carbono e de outros componentes.

Em seguida, as proteínas separadas são então precipitadas da solução (coagulação proteica) e separadas. Por fim, a solução (concentrado ou isolado) é processada diretamente ou seca num secador por pulverização para gerar um pó que constitui o ponto de partida para a texturização, um processo que, em última análise, conduz ao produto semelhante à carne.

Da purificação da soja às proteínas em pó

Inclusivamente esta visão geral indica que é necessária uma grande variedade de máquinas e equipamentos para realizar os diferentes passos. Vejamos mais detalhadamente o exemplo da produção de isolado de soja.

As sementes de soja são limpas, moídas e postas de molho em água. Em seguida, são aquecidas para libertar as proteínas. As centrifugadoras ou os decantadores fazem a sua grande aparição durante a extração de proteínas: nos seus tambores cónicos rotativos, as partículas sólidas são pressionadas para fora pela força centrífuga e formam uma camada na parede interna do tambor. O líquido acumula-se no centro e é descarregado através de uma saída. Deste modo, na primeira etapa, a solução proteica é continuamente separada dos resíduos vegetais. Depois de a proteína inicialmente dissolvida se ter precipitado em flocos de proteína por adição de ácido ou sal, estes também se concentram num decantador. Para tornar a proteína tão aproveitável quanto possível e para reduzir a carga de águas residuais, os flocos de proteína que não foram separados no decantador são separados num separador de placas adicional. Isto funciona porque a máquina utiliza tanto forças centrífugas como a gravidade.

Por fim, as proteínas coaguladas são lavadas e os resíduos ácidos são neutralizados, centrifugados de novo ou filtrados. Além disso, o isolado de soja é seco a baixa temperatura, por exemplo, em secadores por pulverização. Como o nome sugere, o líquido que contém proteínas é pulverizado a partir de cima numa câmara de secagem onde cai numa corrente de ar quente, o que faz com que o líquido se evapore e que o produto previamente dissolvido caia finalmente no solo sob a forma de pó seco.

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A texturização é a única forma de criar um substituto de carne competitivo

Todos estes passos são apenas um trabalho preliminar no desenvolvimento de substitutos de carne. Afinal, não são apenas o conteúdo e o sabor que são decisivos para o consumidor, mas também a textura e a sensação na boca. Para se conseguir uma experiência o mais fiel possível à original, as proteínas vegetais devem ser texturizadas. Isto costuma ser feito em extrusoras especiais, onde as várias matérias-primas e especiarias da receita são primeiro misturadas e moídas para se obter uma consistência uniforme. Esta mistura é doseada numa extrusora e é adicionada água através de bicos pulverizadores. Um ou mesmo dois parafusos giram na máquina alongada, transportando o material para uma abertura (matriz) situada na extremidade de uma câmara cilíndrica. Neste trajeto, a massa é exposta a altas pressões, bem como a forças de cisalhamento e a temperaturas específicas, o que provoca a desnaturação das proteínas, o que se conhece como processo de extrusão por cozedura. No final da extrusora, o produto é descarregado através de um bico, produzindo fibras finas que são cortadas no comprimento desejado. Dependendo do processo, podem ser produzidas proteínas vegetais texturizadas secas (TVP) ou com elevado teor de água (HMMA). Estas últimas são mais parecidos com a carne, ao passo que as TVP têm de ser demolhadas em água antes do seu processamento posterior.

Elevadas exigências no equipamento

As exigências em relação à tecnologia utilizada em todo este processo são elevadas: por um lado, as máquinas devem ser suficientemente flexíveis para processar diferentes receitas e matérias-primas. Além disso, a higiene desempenha um papel importante: todos os componentes devem estar livres de espaços mortos e ser fáceis de limpar. Uma vez que as centrifugadoras utilizadas no primeiro passo têm de pôr em movimento grandes massas, a eficiência energética desempenha um papel importante. Além disso, é importante produzir sólidos com o menor teor de humidade possível no passo de separação, porque a secagem posterior é um processo que consome muita energia.

Na texturização, a precisão dos componentes utilizados em termos de exatidão da dosagem e dos parâmetros do processo, como a pressão e a temperatura, é de grande importância. Com o aumento da procura e dos volumes de produção, os processos integrados, nos quais toda a linha é coordenada de forma ideal, também são cada vez mais importantes. A automatização também desempenha um papel importante neste sentido. Não garante apenas uma elevada produtividade, mas também processos reprodutíveis e consistentes e uma documentação completa dos parâmetros de produção.

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