Case Study Planted
Das 2019 aus der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich heraus gegründete Unternehmen mit Sitz in Kemptthal stellt pflanzliches Fleisch aus alternativen Proteinen wie Erbsen, Sonnenblumen, Hafer und weiteren rein natürlichen Zutaten her. Bei der Entwicklung neuer Produkte setzt das Unternehmen auf Konstantklimaschränke von BINDER. Sie werden von der Grundlagenforschung über die Produktentwicklung bis hin zum Upscaling eingesetzt, um optimale Produktergebnisse zu erzielen.
Extrusion und Fermentation
Verbraucherinnen und Verbraucher haben hohe Ansprüche an pflanzliche Fleischprodukte: Sie sollen aussehen und schmecken wie tierisches Fleisch, dessen Textur haben und darüber hinaus nicht nur lecker, sondern auch gesund sein. Damit das gelingt, setzt Planted bei der Herstellung seiner Produkte verschiedene Technologien, wie Extrusion und Fermentation, ein.
Bei der Extrusion handelt es sich um ein Verfahren, das seit den 1960er-Jahren in der Lebensmittelindustrie zur Herstellung von Snacks, Cerealien oder Pasta angewendet wird. Die Technologie der Extrusion ermöglicht es, pflanzliche Proteine, die auf mikroskopischer Ebene kugelförmig sind, in eine faserige, längliche Form, wie die der tierischen Muskelfaserproteine, umzuwandeln.
Die Fermentation hat eine lange Tradition in der Lebensmittelherstellung und kommt beispielsweise bei der Produktion von Bier, Salami oder Sauerkraut zur Anwendung. Bei diesen Lebensmitteln verbessert die Fermentation des Ausgangsstoffes unter Einsatz von Mikroben wie Hefepilzen oder Bakterien sowohl Geschmack als auch Textur und erhöht zudem die Sicherheit und den Nährwert.
Durch den Einsatz von Extrusion und klassischer Fermentation kann Planted Fleischstücke auf pflanzlicher Basis herstellen, die eine komplexe Textur haben, geschmacklich überzeugen und sowohl saftig als auch zart sind.
Schritt für Schritt zum perfekten Fleischprodukt auf Pflanzenbasis
Die Fermentation spielt bei der Entwicklung pflanzlicher Fleischprodukte eine entscheidende Rolle. Hier kommen die Konstantklimaschränke von BINDER zum Einsatz: Sie helfen dabei, den Weg zur optimalen Fermentation und damit zum perfekten Produkt zu finden.
Im ersten Schritt muss herausgefunden werden, welche Mikroorganismen am besten für die Fermentation geeignet sind. Dazu werden zunächst verschiedene Mikroorganismen, wie Hefepilze oder Bakterien in Kombination mit verschiedenen Rohstoffen getestet. Hierfür benötigt Planted einen Klimaschrank, der ein breites Spektrum hinsichtlich Temperatur und Luftfeuchte abdecken kann. Die Mikroorganismen werden darin fermentiert und auf Basis der Ergebnisse selektiert. Im BINDER Konstantklimaschrank KMF lassen sich die Fermentationsparameter in einem breiten Temperatur- und Feuchtebereich exakt einstellen und steuern. „Die Breite an Prozessparametern, die wir einstellen können, hat uns überzeugt“, sagt Colin Kofmel, Scientist Biotech bei Planted. „Die Möglichkeit, Fermentationen beispielsweise bei hoher Feuchte zu testen, war für uns ausschlaggebend.“
Effizientes Zeitmanagement mit KMF-Konstantklimaschränken von BINDER
Wenn der passende Mikroorganismus gefunden wurde, geht es im nächsten Schritt darum, den Fermentationsprozess exakt auf diesen Mikroorganismus zuzuschneiden. Dazu werden verschiedene Temperaturen, Luftfeuchten und Luftgeschwindigkeiten ausprobiert. Auch die genaue Fermentationszeit muss ermittelt werden. Hierbei hilft die Programmierbarkeit des KMF, indem sie es ermöglicht, einfach verschiedene Fermentationszeiträume zu testen. „Die Programmierbarkeit und die Möglichkeit, bis auf -10 Grad Celsius herunterzukühlen, ermöglichen es uns, flexibel und zeitunabhängig zu fermentieren“, erklärt Colin Kofmel. „Fermentationen, die zum Beispiel mitten in der Nacht fertig sind, können auf 1 Grad Celsius gekühlt werden, sodass keine Angestellten vor Ort sein müssen, um die Fermentation zu beenden. Das erhöht die zeitliche Flexibilität enorm und ermöglicht es uns außerdem, mehr Versuche pro Woche zu fahren.“
Stehen die Bedingungen für den Fermentationsprozess fest, folgt das sogenannte Upscaling. Dabei geht es darum, den im Labor definierten Basisprozess zu skalieren, um große Mengen außerhalb des Laborumfeldes produzieren zu können. Auch hierbei leistet der KMF einen wichtigen Beitrag. In ihm können die Fermentationsbedingungen anderer Geräte, die später im Produktionsprozess eingesetzt werden sollen, simuliert werden. So ist es möglich, die erforderlichen Eigenschaften der Geräte, die für das Upscaling neuer Fermentationstechnologien eingesetzt werden, zu definieren und das Gerät zu finden, das am besten für den jeweiligen Prozess geeignet ist.
Planted setzt die Konstantklimaschränke KMF auch über die Fermentation hinaus ein, um den Einfluss von Hitze auf Geschmack und Textur der pflanzenbasierten Fleischprodukte zu testen. Das ist vor allem wichtig, um Prozesskurven imitieren und simulieren zu können, aber auch um Haltbarkeit und Lagerungsbedingungen zu ermitteln.
Anforderungen
- Eignung für die Fermentation von Lebensmittelrohmaterialien
- Breites Spektrum an Inkubationsparametern, vor allem hinsichtlich Temperatur und relativer Luftfeuchte
- Temperaturbereich von 0 bis 98 Grad C, Feuchtebereich von 15 bis 98 Prozent r.F.
- Exakte Steuerung und Einstellbarkeit der Parameter
- Programmierbarkeit
- Exakte Simulation von Prozessen
- Erhitzen auf 98 Grad C und hohe Feuchte für Dekontamination
- Durchführung um Sensoren, Messtechnik und Equipment in das Gerät einzubringen
Anwender
Planted Foods AG
Kemptpark 32/34
8310 Kemptthal | Schweiz
BINDER Lösungen
- Konstantklimaschrank KMF 240 und KMF 720
- Temperaturbereich: -10 bis +100 Grad C
- Feuchtebereich: 10 bis 98 Prozent r.F.
- Feuchteregulierung mit kapazitivem Feuchtesensor und Dampfbefeuchtung
- Intuitiver Touchscreen Controller mit Zeitabschnitts- und Echtzeitprogrammierung
- Durchführung mit Silikonstopfen 30 Millimeter