Selezione, caratterizzazione e integrazione di proteine vegetali negli alimenti

La domanda di prodotti privi di carne significa che i produttori e i formulatori di alimenti sono sempre più sotto pressione per sviluppare nuove formulazioni e prodotti privi di prodotti di origine animale. Poiché le proteine della carne, già collaudate, svolgono una serie di funzioni, tra cui l'emulsificazione e la stabilizzazione, la loro sostituzione con alternative di origine vegetale non è sempre un compito semplice. Il Turbiscan DNS consente ai formulatori di caratterizzare le prestazioni di emulsione, stabilizzazione e solubilizzazione delle proteine, accelerando lo sviluppo di formulazioni a base di proteine vegetali in modo rapido e accurato.

È ormai assodato che mangiare meno carne fa bene all'ambiente.^1,2 Rispetto alle coltivazioni per il consumo, l'allevamento del bestiame per l'alimentazione è estremamente dispendioso in termini di risorse ed energeticamente inefficiente. Di conseguenza, l'impronta di carbonio per caloria della carne è, in generale, molto più alta di quella di alimenti di origine vegetale come frutta, verdura e noci. Inoltre, numerose prove indicano che la riduzione della quantità di carne nella dieta a favore di prodotti a base vegetale può ridurre significativamente il rischio di malattie cardiometaboliche, come le malattie cardiovascolari e il diabete di tipo 2³.

Di conseguenza, una percentuale crescente di consumatori sceglie di ridurre la quantità di carne consumata, o di eliminarla del tutto dalla propria dieta.⁴ In un sondaggio condotto nel 2019 su 3.627 adulti statunitensi, il 41% ha dichiarato di mangiare meno carne per motivi ambientali, mentre nel Regno Unito il consumo totale di carne è diminuito di circa il 17% tra il 2008 e il 2018⁵.

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Le proteine vegetali sono in aumento

I produttori di alimenti industriali sono sotto pressione per soddisfare la richiesta di una produzione alimentare più responsabile, con minori emissioni di carbonio e per soddisfare le preferenze alimentari di vegetariani e vegani. Questo obiettivo viene ora raggiunto diminuendo l'uso di additivi di origine animale e optando invece per materie prime di origine vegetale.

Questo è particolarmente vero per le proteine, e non stiamo parlando solo di sostituti della carne a base vegetale. Le proteine sono una classe di additivi incredibilmente ampia e versatile nell'industria alimentare, in quanto svolgono una varietà di ruoli come emulsionanti, stabilizzatori, agenti schiumogeni e agenti testurizzanti. Inoltre, le proteine sono una componente vitale della nostra dieta e svolgono un ruolo importante nel senso di sazietà.⁶

Rispetto alle proteine animali, le proteine vegetali offrono molti vantaggi: sono meno dispendiose in termini di risorse, hanno una minore impronta di carbonio e sono vegane/vegetariane.

Tuttavia, replicare le caratteristiche delle proteine di origine animale utilizzando proteine vegetali può rappresentare una sfida per i produttori alimentari. Le proteine vegetali offrono tipicamente una solubilità bassa o scarsa e un livello di prestazioni considerato peggiore rispetto agli emulsionanti convenzionali: sia in termini di efficienza che di stabilità del prodotto finito.

Le sfide del lavoro con le proteine vegetali

La composizione e il comportamento delle proteine di origine vegetale possono variare notevolmente a seconda delle piante da cui derivano: alcune delle scelte più popolari sono la soia, i piselli, i ceci e altri legumi. Inoltre, le qualità degli additivi di origine vegetale possono variare a seconda del luogo di raccolta, del metodo di purificazione e dell'eventuale funzionalizzazione chimica.

Tutto ciò significa che, per i produttori alimentari, sostituire un additivo a base di proteine animali con uno di origine vegetale è un compito complesso. Dopo aver scelto la proteina giusta, i produttori devono determinare la formulazione ottimale con questa proteina (e tenere conto dell'impatto sul costo della formulazione), quindi adattare i processi per lavorare con il nuovo ingrediente. Questa fase finale rappresenta una sfida particolare, soprattutto per quanto riguarda la solubilizzazione, che spesso è molto più difficile e richiede più tempo quando si lavora con le proteine vegetali.

Caratterizzare in modo semplice e veloce le prestazioni degli additivi a base di proteine vegetali

Tuttavia, non esistono metodi standardizzati per testare e caratterizzare le prestazioni delle proteine in processi quali la solubilizzazione, l'emulsificazione e la stabilizzazione.⁷ Tuttavia, anche se non esistono test "standard", questi sono tutti elementi che possono essere valutati, con i produttori alimentari che in genere elaborano i test che consentono loro di valutare e confrontare le formulazioni internamente.

Purtroppo, questi test richiedono in genere una lunga sperimentazione con l'impiego di più apparecchiature costose. Inoltre, molti di questi test (come la valutazione della torbidità) si basano su osservazioni visive lunghe e imprecise piuttosto che su misurazioni digitali veloci e ripetibili in modo affidabile.

Il Turbiscan DNS è la prima piattaforma all-in-one per gli studi di disperdibilità e stabilità, che consente di valutare l'efficienza delle proteine con un singolo esperimento eseguito con un unico strumento. Grazie alla diffusione multipla statica della luce (static multiple light scattering - SMLS), il Turbiscan DNS consente una rapida quantificazione online delle proprietà di solubilizzazione, emulsione e stabilizzazione.

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L'analisi della diffusione della luce attraverso un campione consente al Turbiscan DNS di rilevare piccole variazioni nella dimensione e nella concentrazione delle particelle con un'elevata sensibilità, consentendo un monitoraggio rapido e quantitativo dello stato di dispersione e di destabilizzazione. Progettato per garantire la massima facilità d'uso, il Turbiscan DNS consente di misurare le dimensioni delle particelle in linea, senza bisogno di campionamenti o di interventi umani, eliminando i campionamenti e i test manuali che richiedono molto tempo.

L'acquisizione di dati ad alta frequenza significa che l'analizzatore all-in-one fornisce una visione ad alta risoluzione della cinetica all'interno del campione, con dati qualitativi robusti per confronti significativi tra le formulazioni.

Per saperne di più su come il Turbiscan DNS può aiutare i formulatori a risparmiare tempo e a prendere decisioni migliori, contattateci per richiedere una demo o un preventivo.

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Per definire la scelta finale tra una semplice setacciatura o l'investimento nella diffrazione laser o nell'Analisi d'Immagine Dinamica è necessario valutare molti fattori tra cui il volume dei test, il budget, il personale disponibile, eventuali standard internazionali specifici o i requisiti dei clienti.

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