La domanda di prodotti a base di carne vegetale è aumentata vertiginosamente e si prevede che il mercato mondiale dei prodotti sostitutivi della carne raggiungerà i 3,5 miliardi di dollari entro il 2026. Un crescente numero di persone sceglie prodotti alternativi alla carne animale, soprattutto negli Stati Uniti e in Europa, ed è sempre più pressante l’esigenza di ottenere dei prodotti che imitino perfettamente le caratteristiche della carne, come la consistenza, il sapore e l’aspetto.
Per produrre alternative gustose alla carne animale, le industrie alimentari utilizzano gli estrusori, sistemi in grado di combinare umidità, calore elevato ed energia meccanica per la produzione di sostituti derivanti da proteine vegetali. Gli esperti di scienza alimentare mescolano polveri proteiche, come le proteine di soia, la farina di glutine di frumento, acqua, vapore e oli in un estrusore bivite, all’interno del quale i materiali vengono sminuzzati, mescolati ed omogeneizzati da viti co-rotanti. Il materiare compresso e riscaldato viene infine estruso attraverso un’opportuna matrice per creare la struttura desiderata.
Le varie tipologie di carne, che sia di pollo, salsiccia, macinato etc., hanno consistenze diverse e per imitarle fedelmente gli scienziati cercano di riprodurre strutture fibrose anisotrope, in cui cioè le caratteristiche del materiale differiscono in base alla direzione considerata. Esistono innumerevoli parametri che determinano il successo di un processo di estrusione e soltanto attraverso il loro accurato controllo è possibile ottenere la consistenza desiderata nel prodotto finale.
Una parte fondamentale del processo è poi la caratterizzazione morfologica del campione di carne vegetale prodotto. Grazie al microscopio elettronico a scansione (SEM), i ricercatori possono verificare l’effetto di diversi ingredienti e metodi di estrusione sull’anisotropia, la fibrosità e la consistenza del sostituto finale della carne e quindi utilizzare queste informazioni per migliorare il loro processo di produzione.
Ad esempio, con una linea di processo che integra un estrusore alimentare Thermo-Haake ed il Phenom XL G2 Desktop SEM, i laboratori alimentari possono caratterizzare le proprietà strutturali del prodotto ottenuto ed ottimizzare velocemente i parametri di produzione.
ll Phenom XL G2 è uno strumento in grado di garantire elevata qualità d’immagine e tempi di caricamento del campione inferiori a 40 secondi, senza che sia necessaria nessuna operazione preliminare di preparazione. Inoltre, grazie alla camera di dimensioni 100mmx100mm è possibile analizzare più campioni contemporaneamente.
L’utilizzo combinato dei due strumenti, l’estrusore alimentare Thermo-Haake e il SEM da banco Phanom XL G2, consente ai laboratori alimentari di analizzare rapidamente la consistenza dei prodotti e di regolare i parametri di estrusione per ottenere le proprietà desiderate per i diversi tipi di carne vegetale. Grazie a queste tecnologie i produttori possono ottenere un importante vantaggio competitivo in un settore in continua crescita, immettendo più rapidamente sul mercato sostituti della carne di qualità superiore.
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