优化植物基奶酪生产白皮书：利用原料、设备和应用专业知识

优化植物基奶酪生产

白皮书出版社AB22186已发布2024年10月©TetraPak本出版物任何部分不得以任何形式复制，除非注明出处。目录引言 5这份白皮书是针对谁的？ 5你将了解的内容 5植物基奶酪生产的演变 6市场趋势 8植物基奶酪市场增长 8消费者驱动因素 11产品和地区细分 12监管挑战 13成分 14原材料格式 14蛋白质来源 14主要成分 16蛋白质浓缩物和分离物 16脂肪 17稳定剂 17发酵剂 17风味、色素和香料 18线路组件 19工艺流程概述 19混合 20使用正确的混合头继续前进 21混合中空气的问题 21热处理 21发酵 22配方 23热处理下游 23稳定化 23填充 23冷却 _24应用知识 25配制效率 25原料选择 25加热和冷却问题 25混合 26稳定剂 26优化发酵速率以提高安全性和效率 26精细化和着色 26通过适应性和可扩展的线将所有内容整合在一起 27摘要 30TetraPak能为桌面带来什么 32专业知识与能力 32与原料供应商的合作 32参考文献 35引言这份白皮书是为谁准备的？植物基奶酪或素食奶酪的生产是一个令人兴奋的增长行业，尤其是在西欧和北美地区。然而，与基于乳制品的奶酪制作相比，它是一个新兴行业。目前，它正在经历由消费者需求推动和新技术应用促进的快速变革。我们在此提供的信息因此与希望利用技术进步来巩固其地位的各种生产商相关。•植物饮料、食品和奶酪生产商谁想增加其产量并扩展其产品组合。•传统乳制品奶酪生产商谁想进入这个领域并拓宽他们当前的产品组合•创新产品开发者然而，具有新的奶酪想法，但有限的食品生产经验。此信息对您特别相关，如果您担任以下一个或多个角色：•生产经理•植物经理•质量管理员•可持续发展经理•市场营销经理您将学到的内容•您将学到的内容商务开发者关注投资组合开发我们将简要概述当前市场趋势和驱动植物基奶酪增长的因素，以及奶酪制造现在正在经历的进研究与开发关注产品和配方由于制作植物性奶酪所涉及的化学和生物过程与乳制品世界大不相同，我们将从三个不同的角度来介绍植物性奶酪的制造：•涉及的成分，它们的差异，以及它们对设备和加工参数的特殊要求•个人技术流程及其实现这些流程的机器•应用知识——最优地结合成分和技术工艺，以生产具有特定质量特征的奶酪，并高效地完成。拥有超过100年的乳制品和奶酪产品经验，以及40余年的植物基生产经验，我们已准备好与您分享我们的知识——一种结合了技术、原料知识和应用实践的综合知识。植物基奶酪生产的演变奶酪是目前最受人们喜爱的、复杂多元的人造食品之一。其全球多样性使得定义和归类变得困难。大多数传统分类系统使用三个要素来定义乳酪广泛的生态系统：•纹理性质（通过含水量确定硬度）•凝固方法（例如酸或木瓜蛋白酶）•制造工艺（烹饪温度、奶酪成分、添加剂、熟成等）。这些因素决定了最终奶酪产品的感官质量以及全球生产的奶酪的广泛多样性。植物基奶酪代表了一种全新的生产理想、美味、营养食品的方法，但最终产品的质量指标是相同的：口感、质地和营养价值。我们可以将植物基奶酪分为三个不同的工艺成熟度类别——基本、发酵和工程化——正如以下描述：表1.这些类别在质量关注点、成分和主要工艺方面存在差异。这些差异对于理解我们稍后解释的更复杂微生物学和工艺差异至关重要。表1植物基奶酪的持续演变1基础 2发酵 3工程化品质 视觉 营养， 匹配聚焦 相似性 口感与质地 质量奶酪成分石油淀粉风味豆类，蔬菜，蛋白质分离物或浓缩工程化酪蛋白来自植物基原材料材料蔬菜脂肪发酵文化发酵文化淀粉，水合聚合物关键词混合，高剪切混合，生产紧密相关的流程pasteu-巴氏杀菌，匹配化学增长，发酵，传统流程homo-同质化乳基奶酪全球化生产但它们通常与乳制品奶酪的相似度较低。它们的蛋白质含量非常低，因为超过3%的蛋白质含量通常会被感知为苦味。第二类奶酪依赖于发酵，蛋白质含量较高，介于5-15%之间。它们仍将依赖淀粉或水合聚合物来维持其质地，但在口感和质地方面更擅长模仿乳酪产品，并可制成切片或可切片的半硬砖状。这份白皮书将重点关注这一第二类产品的生产。第三类代表未来。这些奶酪是通过工程化或微生物培养的酪蛋白生产的，使用了如细胞培养或精确发酵等新技术。在所有方面，它们与乳制品奶酪相当，因为使用了相同的蛋白质分子来构建奶酪的结构。这些新兴技术生产的乳制品成分最终可能以迄今为止仅由动物养殖生产的规模提供原料。这种发展将绕过动物养殖和消费的负面影响。然而，由于当前原材料的成本和可获得性，这一第三类产品在可扩展的商业生产方面仍有一段距离。奶酪术语与法律奶酪术语与法律术语始终很重要。在本白皮书中，当我们提到“植物基奶酪”时，我们指的是与传统乳制品奶酪在味或类似短语。但在此，我们为了简便起见，称其为“植物基奶酪”或简称为“奶酪”。“奶酪”一词在许多市场中可能仅限于乳制品。在提及植物基奶酪时，您应在通信和广告中决定使用哪个术语之前，自行核实您所在市场的法律要求。市场趋势植物基奶酪的市场增长全球转向植物性饮食的趋势引发了食品行业的革命，大型食品制造商和零售商纷纷拥抱这一变革。根据Statista的数据，2023年全球素食奶酪市场规模估计为14亿欧元，预计将以约7.2%的复合年增长率（CAGR）增长，到2027年将达到19亿欧元。图1).图1植物基奶酪市场稳步增长。Statista市场规模数据库2024考虑到持续不断的军事冲突、全球贸易紧张关系和通货膨胀等逆风影响，这些数字更是前景光明。植物基奶酪零售市场并未免受这些力量影响，2022年经历了增长放缓。但销售的价值和数量仍在持续增长，显示出消费者需求以及对下一代植物基产品的日益增长的胃口，这些产品在口感、价格和便利性方面与传统产品竞争。图2全球植物基奶酪产品推出数量，2019-2023年，InnovaNPD研究2024另一个衡量市场增长的方法是监控产品发布的数量，自2019年以来，这些数量每年增长了约27%。（图2).植物基奶酪产品推出的数量在2021年疫情年份达到了峰值，2022年有所下降，然后在2023年实现了新的高峰，共推出700个新产品。纯素食奶酪产品的推出继续高度集中在两个地区：欧洲和北美，这两个地区共同占据了大约80%的产品推出量（图3).图3非乳酪奶酪产品按地区分量的发布数量，2019-2024年。MintelNPD研究2024尽管近年来北美消费增长有所下降，但其他地区有巨大的扩张潜力，这一点在最近几年中表现得尤为明显。德国在过去5年中其销量翻了三番，作为领先市场，提供了越来越多的替代传统乳制品的选择。尽管法国市场面临更多显著的文化障碍，但年轻消费者和城市人口中向植物性饮食的转变0-2023年复合年增长率19.2%）却十分明显。这种转变得到了弹性素食主义的兴起和对食品饮料行业环境影响认识的提高的支持。图4植物基奶酪消费，全球前20个国家（2023年）。Statista市场规模数据库2024在欧洲，近年来植物性食品零售销售额激增，随着新产品和创新的推出。预计植物性奶酪市场将扩大，北美和欧洲引领这一趋势，目前占市场总价值的79%（Statista市场规模数据库，2024年）。就市场价值而言，美国和印度共同占据总价值的65%。亚太地区也正成为一个有利可图的市場，尤其是在印度、中国、新西兰和澳大利亚，这些地区的文化偏好、饮食转变和不断的城市化正在推动需求。自2019年以来，这四个市场增长了约30%，增长速度正在加快。图5按销售额（百万欧元）排名前20位的植物基奶酪国家来源：Statista市场规模数据库，2024年随着口味和质地在创新方面持续发展，植物基奶酪市场在全球范围内有望实现稳健增长，既吸引注重健康的消费者，也吸引关注环境的买家。消费者驱动因素植物基奶酪的最强消费驱动因素之一是人们认为其具有健康益处。消费者持续寻找既能平衡他们摄入的卡路里、营养素和蛋白质，又能提升健康的——包括乳制品和植物基制品——产品。植物基产品也适合日益增长的数量遵循素食和纯素食生活方式的人群。素食主义接受度的提高，尤其是在千禧一代中，一直在推动市场增长。人们对动物虐待及乳制品行业对环境产生的负面影响日益关注，促使消费者选择植物性产品。在2023年进行的一项研究中，我们调查了十个国家的5000名参与者，以更好地了解消费者对素食食品的偏好。我们了解到，其中43%的消费者正在尝试减少肉类摄入，或已经将其从日常饮食中排除。新冠疫情为市场带来了一些喘息之机，因为世界各地的人们对在家烹饪产生了前所未有的兴趣。因此，在这一时期，对素食食品产品的需求显著增加。然而，近年来，由于一般通货膨胀趋势导致价格上涨的影响，这一增长有所减缓。因素如消费者可支配收入水平的提升和愿意在高端产品上的消费意愿导致了对植物基产品的需求增加。此外，超市和便利店中产品的易得性也推动了该细分市场的增长。许多消费者正在选择更可持续的产品，目的是通过减少其对环境的影响来对抗气候变化，即便这意味着为环保品牌和产品支付更高的价格。来自乳制品行业的温室气体排放对环境的影响正受到特别的关注。在许多情况下，这意味着植物基奶酪作为“乳制品替代品”，不仅对消费者有益，也可能对地球有益。然而，在评估食品产品对环境的影响时，考虑整个价值链是很重要的，包括不同原材料的生产方式和地点。此外，对乳糖不耐症程度的认识正在不断增长，如这张基于2023年数据的地图所示（）。图6图6产品。全球乳糖不耐受，人口百分比，2024年。世界人口综述——乳糖按国家划分的容忍度，2024产品与地区分解素奶酪在世界各个地区都被生产和消费。格式多种多样，包括块状、条状、碎片状、奶油奶酪、切片、奶酪棒和脆立方体。这些允许广泛的应用于消费者，如零食、三明治配料或烹饪食品的成分。回顾奶酪类型，2021年素食马苏里拉奶酪占据了最大的收入份额，达到34%，其次是32%达奶酪。马苏里拉奶酪在意大利菜中广泛应用，如意面、披萨、炸面包丁和卡普雷塞沙拉，它以切片、立方体、切碎和涂抹的形式供应。在意大利菜流行的国家，马苏里拉奶酪的需求量非常高。意大利菜中里科塔奶酪的应用范围不断扩大，如千层面、宽面条、卷饼、下午茶和意大利肉丸，这推动了其需求的增长，从而促进了该细分市场的增长。此外，素食奶酪正在以各种形式和风味生产，旨在满足消费者对切达、羊乳酪、高达奶酪、艾丹奶酪以及其他许多流行传统奶酪的期望。监管挑战自然地，在所有新产品类别中，市场进入往往面临障碍。以下是我们在跟踪的一些可能影响您的市场规划的障碍。标签化术语从2022年起，品牌不得承认蔬菜蛋白作为“肉类”或“奶制品” （例如，一个肉饼）主要由团块状扁豆制成，该演示文稿的呈现接近于一块牛排。 )。这已为植物基产品带来了新的挑战。制造商将引入标签战略。法国表示希望该法令能被欧盟范围内实施。法国纯素食食品禁令2022年，土耳其农业和……林业公司宣布禁止所有素食产品给人留下类似奶酪的印象。这将产生植物制造商面临的挑战，以实现一致他们的政府配方策略法规。土耳其欧洲转基因生物（GMO授权法律关于大豆蛋白等转基因食品，所有自2003年以来，制造商必须获取他们的产品经欧洲委员会批准在区域商业化之前。这些点关于授权采取生产策略进入欧盟成分原材料格式乳制品奶酪来自不同来源的牛奶，但牛奶来自牛、山羊和牦牛在蛋白质/上相当相似，而植物基原料在格式和组成上差异很大。因此，植物基生产过程可能开始于以下任何一种，或者它们的混合物：•新鲜原料农作物例如：种子、豆类、坚果或水果•粘贴，坚果的主要供应方法•植物基液体基准，用于植物饮料的相同原料基础•蛋白质浓缩蛋白质含量为50-70%。•不同8-0用，以制作最坚实且切片性最佳的奶酪。蛋白质来源作物蛋白质水平的差异是另一个显著的不同点。植物品种、生长条件和作物的准备将极大地影响原料中蛋白质的可用性（图7).注意，蛋白质水平显示不相关的作物分为三个主要组，由中值蛋白质水平约为10%、25%和40%来定义。图7蛋白质含量的不同作物示例。基于Kumar等人2022年的数据分析图。这些蛋白质的功能也会有所不同，在很多情况下反映了它们与加工设备的性能表现，这使得适应加工组件以生产具有相似蛋白质功能（如那些在）的奶酪变得更容易。表2).表2常见作物按生物起源的分类高度淀粉*

坚果与石果类 豆科植物 油菜籽 其他燕麦杏仁豌豆芝麻土豆大米花生鹰嘴豆向日葵虎坚果藜麦核桃扁豆亚麻duckweed狼毒花腰果狼毒南瓜玉米榛子鹰嘴豆毛豆chia荞麦栗子绿豆大麻小米pecan大豆油菜籽/菜籽油特夫椰子高粱核桃黑麦开心果大麦巴西坚果这些蛋白质功能可能包括结构构建、质地和口感通过发泡、稳定或乳化能力、脂肪吸收能力、凝胶化、持水性、粘弹性和粘附性特性，以及形成纤维蛋白网络的能力。在讨论加工步骤之后，我们将展示一些详细的例子。主要成分图8植物基奶酪的主要成分组。来源：Innova数据库，2023-2024年度至今椰子油作为植物性奶酪基料的顶级油脂成分，在约60%的新产品上市中被采用。腰果基奶酪引领坚果类别，在产品发布中占约21%，杏仁紧随其后，占9%有维生素B2和维生素B12，并且脂肪含量低。这使得它在全球健康意识强的消费者中备受欢迎。此外，由于健康益处，无麸质和低胆固醇的腰果产品也越来越受欢迎。近年来豌豆蛋白的使用量也在激增，目前在约11%的产品发布中使用。大豆牛奶是乳制品的低成本替代品，且富含理想的脂肪酸和氨基酸，使其成为大型素食奶酪生产商的经济有效解决方案。此外，由于容易融化，基于大豆的奶酪在消费者中也越来越受欢迎。蛋白质浓缩物与分离物植物蛋白浓缩物蛋白质含量为50-70%，其中仍含有膳食纤维和植物的天然淀粉。植物蛋白分离物蛋白质含量为80-90%，不含膳食纤维。从植物中提取蛋白质可以通过多种不同的方法进行，通常是通过物理分离设备。这个生产过程可能会影响蛋白质分子，导致变性并丧失功能——例如，乳化能力、吸收脂肪或正确凝胶的能力下降。此外，蛋白质分离的生产过程需要化学物质和能源。通过在加热（水合）的过程中添加水分，有时伴随剪切作用，该功能在一定程度上得以恢复。这种对蛋白质原材料的加水处理将提高加工性能、溶解度、生物利用度以及最终产品中蛋白质的化学性质。注意，植物蛋白分离物和浓缩物不仅仅用于食品工业中的蛋白质强化；它们的稳定剂/和凝胶剂的特性被应用于许多不同的产品中。蛋白质分离物或浓缩物不必是植物奶酪的主要成分；它们可以用来增加磨碎蔬菜或坚果基质的蛋白质含量，以改善营养含量，并在最终奶酪中添加必需氨基酸。生产商可以从新鲜蔬菜中制作酱料，或者在搅拌机中磨碎坚果，然后将这种酱料制成奶酪。同一种用于制作植物饮料或发酵酸奶的基料，可以通过添加蛋白质并采用相同的方式进行发酵，制成奶酪产品。脂肪有利于最终奶酪的质地，使用在环境温度下为固体的脂肪；这些脂肪在口中融化并发挥作用，与乳脂肪相似。最常见的是椰子油，但乳木果油、棕榈油和完全水合的油也相当常见。固态脂肪在配制产品时通常会在加入搅拌机之前熔化。但如果产品质量和配方允许，一种既能切割又能熔化脂肪的搅拌机会带来优势。稳定器蛋白质网络在植物基奶酪中形成时通常不足以赋予类似奶酪的结构；它们通常需要从质构剂或稳定剂中获得帮助，而且可供选择的有许多。最常见的方法是在发酵后添加稳定剂，以最大化原料使用并避免添加物中的细菌文化代谢。文化商业上可购买的植物发酵起始菌种，同样适用于酸奶或奶酪的制作。可以通过添加更具体的菌种来补充，这些菌种旨在增强风味或提高发酵速度，这对食品安全至关重要。大多数用于植物基产品发酵的菌群都能改善口感，既增加了令人愉悦的酸味，也去除了与蛋白质相关的苦味。菌群的选择是去除苦味和创造特定口感（例如，植物基干酪中的高达或切达）最重要的质量控制点。风味、颜色和香料常情况下，香料和调味料是在尽可能晚的时候加入产品中，以避免干扰预期功能。添加香料或以片状形式存在的调味品，如孜然种子、葱、晒干番茄颗粒、辣椒等，非常常见，用于提升食用体验并在产品系列中创造多样性。线路组件流程概述本节解释将植物性原料制成各种奶酪的逐步过程。这里我们将从一般层面进行概述，随后在下一节中，我们将通过更多应用经验和技巧进行详细讲解。如果您不熟悉传统的乳酪制作生产流程，请随时下载一份TetraPak乳酪技术指南（2）。nd版本），一份关于数百年历史的行业的53页指南。（可在以下链接下载）/insights/cases-articles/cheese-technology-guide.)对于乳制品奶酪，其生产工艺取决于凝固方法（酸化或凝乳酶），热处理，切割，水分含量，物理处理（例如拉伸、排液、挂钩、压榨），以及熟成。生产植物奶酪的方法使用了大部分相同的设备，但以不同的方式使用，并且通常使用不同的设置。以下图表（）图9)是生产植物基发酵奶酪所需的通用输入流程和处理步骤。图9A基于植物的奶酪生产的通用工艺在后续章节中，我们将展示这些组件如何在多种类型的线条解决方案中高效配置，以实现与您期望的生产能力最佳的匹配。混合单词混合听起来很简单，但它却是加工链中最复杂的步骤之一，也是植物基奶酪加工中最具挑战性的要求之一。其中一个原因是混合技术必须考虑所有成分的物理特性，无论是固体还是液体，保持它们的完整性，并避免降低它们的功能——所有这些都在温度、剪切和粘度的受控条件下进行。最佳混合效果需使用高剪切混合器，因为它可以降低基质的粘度，使得在发酵前能够在板式换热器中对基质进行巴氏杀菌。但是混合器可以承担额外任务以提高生产效率。例如，具有加热能力的强力混合器，如TetraPak（图），允许您使用相同的组件进行混合和巴氏杀菌，完全消除了对单独热交换器的需求。实际上，TetraPak却。这种混合器的多功能性和效率不仅很好地处理高粘度，而且还最大限度地利用原料，以优化任何给定添加成分的凝胶化和结构构建。图10多功能TetraPak高剪切混合机继续使用正确的混合头进行操作在使用广泛植物材料混合时，混合头需要满足额外的要求——或者至少是理想特性。毕竟，它可能需要混合从牙膏粘度到整个奶酪块等各种物质。混合头必须确保颗粒均匀分布以保持高质量。同时，它应该能够灵活地配置各种尺寸、材料、刀片和推进器。高剪切力是优化性能的关键。为了质量、效率以及灵活性，配备一系列的混合头、尺寸、定子和选项是理想之选。转子将原料吸入混合单元并通过穿孔定子的孔将它们排出。在这个过程中，位于转子底部的叶片翼对产品进行高强度剪切。所有产品至少通过混合单元一次。混合空气时的问题混合机还有其他性能要求。总的来说，植物蛋白分离物和浓缩物不是疏水性的，也不难与水混合。但是，当粉末蛋白含量加入到水中时，会发生两件事情：粘度会迅速增加，同时也会增加空气进入的可能性，这可能导致起泡。您需要减少生产过程中的空气，出于以下几个原因：•营养物质、颜色和口感的损失•氧化作用可能导致货架期缩短•设备在热处理过程中污垢增多，这可能会减少运行时间并增加清洁停机时间。•机器填充过程中存在净体积问题。•空气问题的解分，以及可能降低水和能源的消耗。热处理在发酵前进行热处理有两个作用；热能可以杀死不需要的微生物，同时它也有助于蛋白质的水合作用。对于微生物生长，最常见的目标生物可能是巴氏芽孢杆菌孢子。如果发酵速率不够快，存在风险，可能会有B.Cereus在发酵过程中，孢子生长并形成耐热毒素。这可以通过添加发酵促进剂，如糖或营养酵母，来加速发酵速率来对抗。此外，由于许多植物蛋白容易在热表面发生污染，您需要选择一个考虑这一因素的加热系统。（您可能需要查阅我们的加热技术指南以获取更多指导：/insights/cases-articles/heating-technology-guide）.)奶酪的保湿工艺对于最终奶酪的品质至关重要，并且取决于原料特性以及原料供应商，正如我们在“原料特性”章节中所描述的。蛋白质浓缩物与分离物并且，热处理必须适应供应商推荐的条件。如果水分不足，将导致蛋白质功能丧失，以及产品质量差且不稳定。发酵化”，对于植物基奶酪来说，这个阶段通常比乳制品奶酪要长。适用于植物基发酵的菌种有时维持该温度。发酵反应将产生一种（乳酸）酸，降低产品的pH值。发酵也会产生非常强而粘稠的凝块，正如所见的：图11.这很难打破，这将使得在配方步骤中创建均匀的产品变得困难。因此，我们建议在整个发酵期间保持搅拌器运行，以保持产品处于液体状态。不允许形成凝固物时，产品将需要更多量的增稠剂或稳定剂，但混合和配方将简化。图11到左侧是一份没有搅拌的实验室实验的沉淀物。中间的图像显示了发酵过程中搅拌器速度不足的结果。右侧图像反映了整个发酵过程中的充分搅拌。由于大多数文化都是嗜温性，意味着它们的最适生长温度是35-43°C，据文化差异，当达到正确的pH值时，可能需要冷却凝固物，以抑制进一步的生长并保持所有配方批次相同的酸度水平。因此，再次强调，拥有一座具有独立加热和冷却功能的发酵罐是很有利的。配方您通常可以将发酵蛋白基料分成几批，然后添加稳定剂、增稠剂和调味剂，从而从同一发酵基料中创造出多种奶酪产品。这种工作方式将增加您的生产灵活性并降低投资成本。在制剂过程中的挑战在于将粉末添加到高粘度产品中，并在混合器中均匀分布它们，同时尽量避免破坏发酵过程中形成的理想结构。再次强调，一款多功能的剪切力高混合器可能是产品成功的关键。下游的热处理在发酵和配方之后进行第二次热处理可能有以下几个原因：•为了安全……杀灭剩余的细菌并实现热灌装•停止发酵•延长货架寿命•创建最优条件以实现均质化这种热处理可以在配备加热技术的混合器中进行，或者在单独的热交换器中进行，后者可能提高稳定剂等添加剂的功能性•板式换热器•管式热交换器•盘管式换热器并最小化产品损失。该产品的法律要求的热处理是在特定的温度/能会影响质地和口感。均质化均质化会使最终的奶酪更加光滑、轻盈且坚实。均质化压力应该得到优化，以便不会过多地干扰添加剂，但仍然足够高，以在脂肪-蛋白质矩阵中产生预期的结构变化。任何额外的颗粒必须在均质化后、热填充前添加，否则它们将在均质化步骤中“消失”或分解。填充巴氏杀菌产品通常采用热灌装，主要用于延长保质期。填充物的类型以及是否需要“灭菌”瓶盖或瓶塞将决定填充温度。通常，巴氏杀菌、酸性的热灌装产品在冷藏条件下预计保质期为3-4个月。产品通常在75-85°C时填充；低温限制是为了微生物安全性，而高温限制则取决于填充喷下，可能需要对管道进行隔热。热填充工艺在冷藏条件下预计货架寿命为3-4个月。适用于与奶酪屑、切片和块状奶酪模具一起使用，也可用于奶酪涂抹。填充温度将需要一个能够承受高温的包装，或用于奶酪制作的模具。降温产品填充后，应在包装或模具中冷却至<8°C的冷却隧道中完成。您还可以将包装或模具堆叠在通风的托盘上，然后将托盘放置在冷库中。脂肪结晶的冷却速率很重要，这对于口感至关重要。图12冷却速率对脂肪晶形结构的影响，高冷却速率（左侧）和低冷却速率（右侧）奶酪产品中的脂肪结晶受到冷却速度的高度影响，这将影响最终产品的口感、硬度和稳定性。快速冷却将导致许多小晶体和奶酪硬度增加。缓慢冷却将导致较大的、薄片状的晶体和较低的乳化稳定性。在图中，你可以看到左侧图像为高冷却速率的结果，右侧图像为低冷却速率的结果，这种脂肪晶体结构的不同将对口感和舌头都产生明显的影响。奶酪的最终结构和质地将在存储过程中约10-14天内形成。应用技术知识现在我们已经涵盖了成分选择和配方的一般原则，以及个别加工步骤和单元操作，我们可以继续进行以最优方式规划和执行生产，借鉴应用知识和多年的测试经验。在下面部分，我们列出了一系列行业技巧：某些成分与某些配方和加工步骤之间的相互作用，以及为确保质量、安全和效率可以采取的措施。在下一章中，我们将展示如何通过适应性生产线配置进一步优化生产，从而在资本设备中实现成本降低和发酵速率的提高。此外，随着您业务的增长，它还可以为您提供生产灵活性和可扩展性。配方效率在规划生产时，我们通常建议通过混合蛋白质浓缩物或蛋白质分离物与水，添加一种或多种菌种，并进行孵化来制作白色基料。然后，这种发酵基料可以分成更小的批次，并分别添加不同的稳定剂、增稠剂、风味、色素和香料，制成各种奶酪产品。图13：发酵基可以分成几个不同的配方产品流成分选择配料清单中列出的高淀粉类成分表2与其他组相比，蛋白质和脂肪含量相对较低。这意味着你需要使用一个需要较少添加剂和较多添加脂肪的食谱。在构建生产线时，围绕设备的解决方案将不同于豆类或油籽，即使混合器相同。供暖和冷却问题许多用于植物蛋白的蛋白质在热表面上容易发生蛋白质污染。因此，不能通过混合器夹套加热产品，而应通过直接蒸汽注入。在产品内部良好地传递热量对于在整个批次中均匀分布温度是必要的。如果在蒸汽注入时混合器以高剪切率运行，将对热率产生显著贡献。降低至发酵温度采用夹套和闪蒸冷却法进行。这是一个缓慢的过程。在加热过程中会有蒸汽冷凝水的加入，以及在闪蒸冷却过程中会有水的损失。它们通常不会相互平衡，因此需要关注产品的质量平衡和干物质含量。isolate50°C30无基蛋白粉的通用加湿工艺，您需要计算所需的时间/温度。无法在混合物中测量加湿水平。即多不饱和脂肪。但它们对热敏感，容易氧化（氧化脂肪=酸败脂肪），因此，在向产品添加热量负荷时，您需要更加精确。一般来说，豆类更能承受高温，而不会失去风味或造成污染，因此，对精确度的要求较低。混合蛋白质粉可以混合到水中、植物饮料基底或蔬菜泥中。在添加蛋白质之前必须确保液体顺滑，否则最终产品将难以被识别为奶酪。在强化蛋白质粉之前，可以先将蔬菜烹饪和磨碎。纯滑度与蔬菜过煮的口感之间将达到一个质量平衡。稳定器在某些情况下，可能需要在发酵前添加部分稳定剂以维持产品的物理稳定性，然后发酵后进行第二次添加以构建最终的结构。优化发酵速率以提高安全性和效率发酵速率对于食品安全同样至关重要。如果原料中存在孢子，如果发酵速率不够高，孢子在发酵罐中就可能获得有利条件进行繁殖。蛋白质具有缓冲能力，因此酸化速率可能过低，无法确保产品安全。这可以通过化学酸化产品或使用更高的巴氏杀菌温度来抑制孢子。添加糖、酵母提取物或任何其他增强剂可能会改善培养中细菌的生活条件和消化速率。均质化及着色处理植物基奶酪自然呈浅棕色。均质化过程通常会使颜色看起来更浅，因为较小的脂肪球以不同于较大液滴的方式分散光线；因此，整体印象更为浅淡。可以使用着色剂，但其中一些在食物基质中稳定之前对热量和氧气较为敏感。将所有要素整合到可调整和可扩展的线中在这一部分，我们基于所有先前的材料，并展示了如何在多种生产线解决方案中高效配置加工组件，以便根据您生产的大小和所需产能、特定的原料和配方实现最佳匹配。为了简明扼要，我们将展示两种不同的批量解决方案和一种连续解决方案，这些解决方案可以匹配不同阶段的生产开发。换句话说，通过利用原料、技术工艺和应用知识来提高质量、效率和成本效益。批量解决方案1，提供灵活性和缩短上市时间（每日500升）。图141高效的水平。此示例在图14展示了一台500升的高剪切混合机。首先，在下午将300升的基础混合物混合，冷却并接种。在早晨添加脂肪、质构剂、颜色和风味，加热后，500升的一种配方可以热灌装。准备另一个基础混合物，五天内可以生产四种不同的配方。均质化单元是可选的；均质化可以增加产品的硬度并使颜色看起来更亮，但这可能或可能不是一种经济实惠的添加，具体取决于您的配方和质量目标。批次方案2，提高生产能力以满足市场需求（每天4300升）图15批处理方案2当您的初始奶酪产品取得商业成功时，您可以通过添加发酵罐轻松扩大生产线以增加产能，如下所示：图15.而不是从单一的300升基础开始，您可以在下午将3个500升基础批次混合到发酵罐中。发酵时间不受体积的影响。早上，您可以从发酵罐中取出5个300升批次返回混合器，与各种脂肪、稳定剂、色素和风味剂进行配比，为您提供多达五种不同的配方进行热装填。但仍有扩展空间……连续生产线解决方案，以实现最佳生产容量和效率（每天8500升）图16连续线解决方案为进一步提升您初始生产线的能力，您可以增加外部冷却器甚至整套巴氏杀菌器以加快批处理时间。同时，您还可以增加改进的粉状物处理系统来提高效率。利用这种模块化扩展方法，您6.在模块化演变的末期，我们创建了一条连续生产线，每个单元操作都在其自身的设备上完成。发酵或预发酵上游的成分混合器可以是你在第一条生产线初始生产时使用的相同混合器。在那个阶段，你每周可以进行四天生产基于植物的奶酪，每次500升。这个升级后的连续生产线将每周工作七天，每天生产8500升。通过结合成分知识、多功能设备、应用知识……以及一些先进的生产规划，实现了这一结果。摘要植物基奶酪或素食奶酪的生产是一个充满活力的增长行业。2023年全球素食奶酪市场规模估计为14亿欧元，预计将以约7.2%的复合年增长率（CAGR）增长，到2027年将达到19一个指标——产品推出数量——自2017年以来每年增长约30%。市场最为活跃的两个地区是欧洲和北美，这两个地区共同占到了约80%的产品推出。通过“植物基奶酪”，我们指的是那些在口味、外观和质地方面与传统乳制品奶酪相似的产品。换句话说，相同的品质标准适用。营养价值也成为了一个共同的品质标准。植物基奶酪的最强消费驱动力之一是人们认为其具有健康益处，以及其适合不断增长的数量选择素食和纯素食生活方式的人群，尤其是在千禧一代中。许多消费者还在选择更可持续的产品，即使这意味着支付溢价。另一个因素是乳糖不耐症。generation，与传统乳基奶酪生产更紧密地匹配。由于在制作植物性奶酪过程中涉及的化学和生物过程与乳制品世界目前存在很大差异，我们描述了三个不同的视角：成分，技术并且应用知识。成分–乳制品在蛋白质/碳水化合物和脂肪组成上相对均匀。但植物基原料在格式和组成上差异很大，因此其生产过程可能使用以下任何一种：•新鲜原料农作物例如，种子、豆类、坚果或水果——其蛋白质含量可能在10%至之间变化。•粘贴，坚果的主要供应方法•植物基液体基准，用于植物饮料的相同原料基础•蛋白质浓缩蛋白质含量为50-70%。•蛋白质孤立体，蛋白质含量为80-90%这些蛋白质来源在结构构建、质地、口味、发泡、稳定化或乳化能力、脂肪吸收能力、凝胶化、持水能力以及其他属性方面的贡献各不相同。因此，对工艺参数的控制是实现产品成功的关键。技术工艺——植物基奶酪的生产使用与乳制品奶酪相似的设备，但使用方式和设置不同——通常因为粘度发展和热敏感性遵循与乳制品生产不同的模式。优化效率的关键是使用一种多用途的高剪切混合器，该混合器能够完成许多基本加工步骤：磨碎、混合、乳化、加热（巴氏杀菌）和冷却。这消除了单独需要热交换器的需求。这种混合器的多功能性和效率很好地处理了植物材料的高粘度，并且最大限度地利用原料，以优化任何给定成分的功能。另一个问题出现在在添加成分时将空气混入混合物中，这可能导致营养成分、颜色、味道、货架寿命的变化，以及热处理设备上污垢的增加。我们推荐的解决方案是在真空系统中添加成分，消除任何额外添加的空气，加快过程，同时节省水和能源。应用知识您的技术流程必须与植物基成分的化学和功能性特性相匹配，以便以高效的方式实现所需的产品质量。特别是温度和冷却参数必须仔细计算。例如，豆类相对于油料和坚果来说，更耐热。在计划生产时，我们通常建议通过混合蛋白质/多个菌种，并对其进行孵化。这个发酵基可以进一步分成较小的批次，并添加不同的稳定剂、增稠剂、风味、色素和香料，制成各种奶酪产品。其他需要谨慎计算和控制的一步是，在添加蛋白质粉之前应用多少热量；添加稳定剂的独立步骤数量；维持安全的发酵速率；以及管理均质化过程以实现所需的产品着色和粘度。将所有内容整合至线条解决方案中。在最后一节中，我们展示了如何高效配置处理组件，以适应多种生产线解决方案，从而实现与您期望的生产能力、特定原料和食谱的最佳匹配。我们展示了如何通过模块化扩展方法从简单的批量解决方案（每天500升）提升到更高容量（每天4300升），进一步达到连续解决方案（每天8500升），以满足不同阶段的需求。换句话说，通过运用应用知识结合原料和技术工艺来提升质量、效率及成本效益。拥有超过100年的乳制品和奶酪生产经验，以及40年植物基生产经验，我们准备好与您分享我们的知识——并邀请您通过我们全球的产品开发中心利用我们的专业知识。表特包装能为桌面提供什么专业知识和能力TetraPak在乳酪生产和植物基生产方面拥有悠久的历史，我们现在将这两者合并成新的东西——为植物基奶酪提供的灵活生产线解决方案，这些解决方案针对您的生产能力和发展目标进行了优化。我们提供可靠、卫生和高效的生产解决方案，应用于奶酪生产领域。我们的最佳实践生产线通过最先进设备、行业领先的专业技术和丰富经验，使您的工作更加便捷。我们的最佳实践生产线适用于马苏里拉奶酪、半硬奶酪、切达奶酪、奶油干酪、特瓦罗格干酪、白奶酪和绳状奶酪的生产。与我们一起合作开发植物基奶酪产品，您将获得我们全球的原料供应商网络、最先进的生产线和包装选项，这将提升您的植物基品牌形象。我们可以在整个过程中的每一个决策点提供专业建议——从原材料到分销策略。我们提供的不仅仅是设备。我们可以为您提供数十年的基于植物的食品加工和包装专业知识，并结合基于优化全球成千上万的工厂的自动化和维修经验。我们可以在最低可能的总拥有成本下，满足您对所需品质的需求。与原料供应商的合作与原料和其他供应品的供应商合作，我们已为数十年的客户提供了加工解决方案和设备，帮助他们通过如燕麦、大米、坚果、谷物、豆类和种子等原料扩大生产。我们的技术专家网络可以帮助您提供具有竞争力的、可持续的和营养的植物基产品——基于特定产品及地区最优化原材料和成分的选择。在实际操作中，如果您有特定原料的特定加工问题，我们很可能在我们的全球网络中有相关的专业知识以及关于成分特性和加工参数的测试数据。我们在全球范围内拥有10