Производство протеина как бизнес. Технологии производства сывороточного протеина

Бум производства протеина пришелся на 90-е годы, когда были доказаны и оглашены его высокие анаболические свойства и биодоступность. На сегодняшний день это самая востребованная биодобавка не только среди спортсменов, но и обычных людей. Протеин (англ. protein – белок) – это чистый белок, который легко и практически без остатка усваивается организмом. Это концентрированный порошок, который стимулирует внутриклеточный белковый синтез, необходимый для мышечного роста. При этом протеин используется даже для похудения. При белковой диете с использованием протеина происходит сжигание жира без вреда мышцам, человек не чувствует упадка сил, а метаболизм сохраняется на высоком уровне.

Транспортировка

После охлаждения молоко в больших цистернах с рефрижераторной установкой доставляется на ближайший сыродельный завод. Почему сыродельный, спросишь ты? Потому что сывороточный протеин как правило является побочным продуктом процесса производства сыра.

Дело в том, что молоко является источником казеина — особого протеина, который легко формирует плотную гелевую структуру. Ту самую, из которой легко получается сыр.

Кстати, казеиновый протеин тоже можно купить в магазине спортивного питания. Как ты догадался, он тоже производится из молока. В отличие от сывороточного у казеиного протеина есть свои преимущества. Если хочешь узнать о них, читай отдельную статью.

Гидролизат сывороточного белка (WPH)

Производство протеина методом гидролиза, при котором крупные белковые молекулы делятся на отдельные фрагменты. Подобный процесс происходит в пищеварительном тракте и отнимает у организма немало энергии. Гидролизат белка снимает такую необходимость в организме, получаемый протеин усваивается немедленно. Некоторые эксперты считают, что при восстановлении мышц необходимо принимать только гидролизат, хотя стоит учитывать, что это наиболее дорогая разновидность протеина. Стоит отметить, что возможности современного оборудования позволяют настраивать гидролиз таким образом, что содержание мелких белковых фракций может быть лишь 3-50 %. Это может значительно удешевить себестоимость продукта. При малом содержании мелких фрагментов такой протеин горчит.

Отделение сыворотки от казеина

Пастеризованное молоко подвергают обработке ферментами для отделения сыворотки от казеина. При взаимодействии с ферментами молоко разделяется на жидкие и твердые частицы. Твердые частицы собирают и используют для изготовления сыра, а жидкие — для производства протеинового порошка.

Процесс создания сывороточного протеина нередко связан с производством сыра

Литература[править | править код]

1. https://www.jstor.org/discover/10.2307/25558155?uid=2&uid=4&sid=21102576159633
2. https://spb.sovsport.ru/longread/protein_bcaa_expertiza/
3. «A high protein diet (3.4 g/kg/d) combined with a heavy resistance training program improves body composition in healthy trained men and women – a follow-up investigation» Jose Antonio, Anya Ellerbroek, Tobin Silver, Steve Orris, Max Scheiner, Adriana Gonzalez and Corey A Peacock. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2015 12:39 DOI: 10.1186/s12970-015-0100-0© Antonio et al. 2015
4. «Alert: Protein drinks / You don’t need the extra protein or the heavy metals our tests found» Consumer Reports, July 2010, p. 24-27
5. Symons, T. B.; Sheffield-Moore, M.; Wolfe, R. R.; Paddon-Jones, D. (2009). «A Moderate Serving of High-Quality Protein Maximally Stimulates Skeletal Muscle Protein Synthesis in Young and Elderly Subjects». Journal of the American Dietetic Association 109 (9): 1582–1586.
6. Pennings B, Groen BB, Amino acid absorption and subsequent muscle protein accretion following graded intakes of whey protein in elderly men. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012 Feb 14.
7. Macnaughton L. S. et al. The response of muscle protein synthesis following whole‐body resistance exercise is greater following 40 g than 20 g of ingested whey protein //Physiological Reports. – 2016. – Т. 4. – №. 15. – С. e12893.
8. ↑ 8,08,18,28,38,4 Baer DJ, Stote KS, Paul DR, Harris GK, Rumpler WV, Clevidence BA. Whey protein but not soy protein supplementation alters body weight and composition in free-living overweight and obese adults. J Nutr. 2011 Aug;141(8):1489-94. doi: 10.3945/jn.111.139840. Epub 2011 Jun 15.
9. ↑ 9,09,1 Mojtahedi MC, Thorpe MP, Karampinos DC, Johnson CL, Layman DK, Georgiadis JG, Evans EM. The effects of a higher protein intake during energy restriction on changes in body composition and physical function in older women. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2011 Nov;66(11):1218-25. doi: 10.1093/gerona/glr120. Epub 2011 Jul 27.
10. ↑ 10,010,110,210,310,410,510,610,7 Pal S, Ellis V, Dhaliwal S. Effects of whey protein isolate on body composition, lipids, insulin and glucose in overweight and obese individuals. Br J Nutr. 2010 Sep;104(5):716-23. doi: 10.1017/S0007114510000991. Epub 2010 Apr 9.
11. ↑ 11,011,111,211,3 Hoffman JR, Ratamess NA, Tranchina CP, Rashti SL, Kang J, Faigenbaum AD. Effect of protein-supplement timing on strength, power, and body-composition changes in resistance-trained men. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2009 Apr;19(2):172-85.
12. ↑ 12,012,112,212,3 Kerksick CM, Rasmussen CJ, Lancaster SL, Magu B, Smith P, Melton C, Greenwood M, Almada AL, Earnest CP, Kreider RB. The effects of protein and amino acid supplementation on performance and training adaptations during ten weeks of resistance training. J Strength Cond Res. 2006 Aug;20(3):643-53.
13. ↑ 13,013,113,2 Andersen LL, Tufekovic G, Zebis MK, Crameri RM, Verlaan G, Kjaer M, Suetta C, Magnusson P, Aagaard P. The effect of resistance training combined with timed ingestion of protein on muscle fiber size and muscle strength. Metabolism. 2005 Feb;54(2):151-6.
14. ↑ 14,014,114,2 Reitelseder S, Agergaard J, Doessing S, Helmark IC, Lund P, Kristensen NB, Frystyk J, Flyvbjerg A, Schjerling P, van Hall G, Kjaer M, Holm L. Whey and casein labeled with L-[1-13C]leucine and muscle protein synthesis: effect of resistance exercise and protein ingestion. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2011 Jan;300(1):E231-42. doi: 10.1152/ajpendo.00513.2010. Epub 2010 Nov 2.
15. ↑ 15,015,1 Frid AH, Nilsson M, Holst JJ, Björck IM. Effect of whey on blood glucose and insulin responses to composite breakfast and lunch meals in type 2 diabetic subjects. Am J Clin Nutr. 2005 Jul;82(1):69-75.
16. ↑ 16,016,1 Nilsson M, Holst JJ, Björck IM. Metabolic effects of amino acid mixtures and whey protein in healthy subjects: studies using glucose-equivalent drinks. Am J Clin Nutr. 2007 Apr;85(4):996-1004.
17. ↑ 17,017,1 Weisgarber KD, Candow DG, Vogt ES. Whey protein before and during resistance exercise has no effect on muscle mass and strength in untrained young adults. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2012 Dec;22(6):463-9. Epub 2012 Jul 4.
18. ↑ 18,018,118,218,318,4 Chitapanarux T, Tienboon P, Pojchamarnwiputh S, Leelarungrayub D. Open-labeled pilot study of cysteine-rich whey protein isolate supplementation for nonalcoholic steatohepatitis patients. J Gastroenterol Hepatol. 2009 Jun;24(6):1045-50. doi: 10.1111/j.1440-1746.2009.05865.x.
19. ↑ 19,019,119,219,319,4 Sheikholeslami Vatani D, Ahmadi Kani Golzar F. Changes in antioxidant status and cardiovascular risk factors of overweight young men after six weeks supplementation of whey protein isolate and resistance training. Appetite. 2012 Dec;59(3):673-8. doi: 10.1016/j.appet.2012.08.005. Epub 2012 Aug 10.
20. Frestedt JL, Zenk JL, Kuskowski MA, Ward LS, Bastian ED. A whey-protein supplement increases fat loss and spares lean muscle in obese subjects: a randomized human clinical study. Nutr Metab (Lond). 2008 Mar 27;5:8. doi: 10.1186/1743-7075-5-8.
21. ↑ 21,021,121,2 Ágnes A Fekete, Carlotta Giromini, Yianna Chatzidiakou, D Ian Givens, and Julie A Lovegrove. Whey protein lowers blood pressure and improves endothelial function and lipid biomarkers in adults with prehypertension and mild hypertension: results from the chronic Whey2Go randomized controlled trialh. The American Journal of Clinical Nutrition, October 26, 2016. ttp://ajcn.nutrition.org/content/early/2016/10/25/ajcn.116.137919
22. Pennings B, Groen B, de Lange A, Gijsen AP, Zorenc AH, Senden JM, van Loon LJ. Amino acid absorption and subsequent muscle protein accretion following graded intakes of whey protein in elderly men. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012 Apr 15;302(8):E992-9. doi: 10.1152/ajpendo.00517.2011. Epub 2012 Feb 14.
23. Tipton KD, Elliott TA, Cree MG, Wolf SE, Sanford AP, Wolfe RR. Ingestion of casein and whey proteins result in muscle anabolism after resistance exercise. Med Sci Sports Exerc. 2004 Dec;36(12):2073-81.
24. ↑ 24,024,124,224,324,4 Bortolotti M, Maiolo E, Corazza M, Van Dijke E, Schneiter P, Boss A, Carrel G, Giusti V, Lê KA, Quo Chong DG, Buehler T, Kreis R, Boesch C, Tappy L. Effects of a whey protein supplementation on intrahepatocellular lipids in obese female patients. Clin Nutr. 2011 Aug;30(4):494-8. doi: 10.1016/j.clnu.2011.01.006. Epub 2011 Feb 1.
25. ↑ 25,025,125,225,3 Pal S, Ellis V. Acute effects of whey protein isolate on blood pressure, vascular function and inflammatory markers in overweight postmenopausal women. Br J Nutr. 2011 May;105(10):1512-9. doi: 10.1017/S0007114510005313. Epub 2011 Jan 28.
26. Zhu K, Meng X, Kerr DA, Devine A, Solah V, Binns CW, Prince RL. The effects of a two-year randomized, controlled trial of whey protein supplementation on bone structure, IGF-1, and urinary calcium excretion in older postmenopausal women. J Bone Miner Res. 2011 Sep;26(9):2298-306. doi: 10.1002/jbmr.429.
27. Lorenzen J, Frederiksen R, Hoppe C, Hvid R, Astrup A. The effect of milk proteins on appetite regulation and diet-induced thermogenesis. Eur J Clin Nutr. 2012 May;66(5):622-7. doi: 10.1038/ejcn.2011.221. Epub 2012 Jan 25.
28. Benjamin J, Makharia G, Ahuja V, Anand Rajan KD, Kalaivani M, Gupta SD, Joshi YK. Glutamine and whey protein improve intestinal permeability and morphology in patients with Crohn’s disease: a randomized controlled trial. Dig Dis Sci. 2012 Apr;57(4):1000-12. doi: 10.1007/s10620-011-1947-9. Epub 2011 Oct 26.
29. https://www.reddit.com/r/science/comments/5ad74e/whey_protein_supplement_significantly_lowers/

Очистка сыворотки

Жидкая часть продукта содержит не только сыворотку, а еще и примеси — в виде жиров и углеводов. Поэтому жидкая сыворотка направляется на дальнейшую очистку. Во время этого процесса из нее исчезают не только жиры и углеводы, но и часть воды вместе с минералами.

Полученную таким образом жидкость обрабатывают для получения концентрата сывороточного белка (КСБ). Жидкая сыворотка отправляется на завод по производству белка, где она мгновенно загружается в массивную сеть турбин из нержавеющей стали со специальными керамическими фильтрами.

Весь процесс протекает в холодной окружающей среде естественным образом. Во время этой обработки жиры и лактоза отделяются от жидкого раствора, в результате чего в конечном счете образуется сывороточный протеин в жидком виде.

Сырье для производства протеинов

Не сложно догадаться, что основным сырьем для производства протеиновых смесей является – молоко. Молоко это удивительный продукт питания, питательная жидкость, производимая молочными железами самок млекопитающих. Основным предназначением молока является вскармливание детенышей. Детёныши млекопетающих питаются только молоком, и растут очень быстро. Поэтому в молоке есть все необходимые для жизни вещества, а именно:

• Жиры
• Белки
• Углеводы
• Минеральные вещества
• Витамины

Молоко находится в жидкой форме, но не потому, что в нем много воды, а потому что вещества в молоке растворены друг в друге. Сухая масса веществ в молоке составляет 12%-13%, от общей массы продукта или от объема.

Основным сырьем для производства протеиновых смесей является – молоко.

Сушка

Перед тем, как получить протеин в знакомой тебе упаковке, его осталось высушить. Это последний шаг в обработке молочной сыворотки. Жидкий сывороточный протеин помещают в сушилку с горячим и холодным воздухом, чтобы выпарить воду и отделить твердые частицы от жидкости.

Полученный порошок может содержать около 90% доли сыворотки. Этот процесс также применяется для того, чтобы сыворотка не потеряла своей питательной ценности и белок не денатурировал (не изменил свою структуру).

Все о растительных протеинах — интервью со специалистом отдела продаж Матиасом Ашенбреннером

Производство растительных протеинов — это просто краткосрочная тенденция или, скорее, разработка с долгосрочными эффектами? Какую роль играют декантерные центрифуги Flottweg в выделении растительных протеинов? Маттиас Ашенбреннер, специалист отдела продаж Flottweg, отвечает на самые важные вопросы о выделении протеинов из растительного сырья.

Сейчас рынок растительных протеинов растет. Это краткосрочный бум или долгосрочное развитие?

Безусловно, это долгосрочное развитие. Из-за глобального роста населения и ограниченных ресурсов фактор важности растительных протеинов продолжит расти. Кроме того, набирает популярность диета, основанная на продуктах растительного происхождения. Люди, которые едят мясо, также обращаются к альтернативам растительного происхождения, если им нравится вкус и они считают их здоровыми и доступными. Разработка продукции в сфере производства растительных протеинов стремительно развивается. Это наилучшие условия для долгосрочного поступательного развития рынка.

Какие агрокультуры можно использовать в качестве сырья для производства протеинов?

Мы делим их на две основные группы источников протеина: Крахмальные и масличные культуры. Крахмальные культуры включают горох, бобы, маш, чечевицу и т. д. К масличным культурам относятся соевые бобы, люпин, рапс, подсолнечник, семя льна и многое другое. Благодаря высокому спросу в пищевой промышленности постоянно добавляются новые источники протеина. В принципе, протеин можно извлечь практически из любой агрокультуры, но ключевым фактором является рентабельность.

Какое сырье сейчас наиболее популярно, и какие тенденции возникают?

В настоящее время горох и соя являются бесспорными лидерами, но мы также наблюдаем растущий спрос на альтернативные источники протеина. Также заметна тенденция к региональности. Это означает, что наиболее востребованы местные, т. е. распространенные в данном регионе, виды агрокультур. Например, в Европе популярны произрастающие в этом регионе агрокультуры (бобы, люпин и подсолнечник). Кроме экономической выгоды, такие местные агрокультуры вносят важный вклад в биоразнообразие культурного ландшафта.

Как производится растительный протеин?

Процесс состоит из двух этапов: экстрагирование и коагуляция. На первом этапе протеин извлекают из растительного материала. Мука или хлопья суспендируются при высоком щелочном значении pH в течение приблизительно 1 часа, а затем пропускаются через декантер , который разделяет жидкую фазу (растворенный протеин) и нерастворимый осадок. На следующем этапе — этапе коагуляции — растворенный протеин коагулируется в осадок за счет снижения значения pH. Протеин выпадает в осадок, и его можно отделить с помощью Sedicanter®.

Flottweg предлагает только оборудование или же целые технологии для извлечения растительного протеина?

И то и другое. У нас есть заказчики, которые разрабатывают свои собственные технологии и заказывают подходящее оборудование у Flottweg. Другие заказчики указывают характеристики сырья и продукции, а Flottweg разрабатывает для них индивидуальную технологию.

Предлагает ли Flottweg готовые к эксплуатации системы для производства растительного протеина?

Мы можем предложить полный процесс производства — от муки до влажного протеина. Впоследствии протеин можно переработать как влажный продукт непосредственно в пищу или подавать в сушилку. Мы тесно сотрудничаем с международными компаниями сушильной и мукомольной промышленности.

Какие сопутствующие продукты производятся, и что с ними можно делать?

Сопутствующие продукты можно подвергнуть дальнейшей обработке, в зависимости от требований заказчика, для создания дополнительной ценности. Например, крахмальные агрокультуры, такие как горох и бобы, производят высококачественные фракции крахмала и клетчатки, очень востребованные в пищевой и кормовой промышленности.

Какой уровень содержания протеина может быть достигнут с помощью технологии FW?

Эта технология позволяет достичь уровня содержания протеина более 90 %. Такой продукт называется изолятом протеина. Более низкие концентрации протеина обычно называют концентратом. Качество сырья имеет решающее значение для чистоты протеина. Мы всегда просим новых заказчиков предоставить образцы сырья. В нашей современной лаборатории мы можем оценить качество образцов и предоставить заказчику предварительную обратную связь.

Какого качества протеина можно добиться с помощью технологии Flottweg?

Наша технологическая разработка обеспечивает максимально бережную обработку протеина. Многолетний опыт позволяет нам точно понимать, какие различные виды сырья наиболее востребованы. В результате получаем максимально растворимый в воде протеин отличного качества, произведенный из местного сырья. На последующих этапах, например, в процессе сушки, важно поддерживать качество на как можно более высоком уровне. При последующей термообработке/механической обработке можно регулировать другие функциональные свойства (например, образование геля/удержание воды), необходимые для растительного протеина.

Какой производственный потенциал предлагает Flottweg?

В зависимости от требований заказчика, мы можем предложить все: от экспериментальной установки с ручным управлением и производительностью 100 кг муки в час (220,4 фунта/ч) до высокоавтоматизированной линии производства протеина мощностью до 10 т муки в час. Благодаря модульной конструкции технологических линий по производству протеина производительность можно увеличить при необходимости.

В чем отличие Flottweg от других поставщиков?

В частности, в области производства растительных протеинов Flottweg предлагает уникальное сочетание технологии и опыта. Уникальный Sedicanter Flottweg — идеальное оборудование для работы с веществами, которые трудно разделить. Кроме того, оборудование FW обладает уникальными функциями, такими как автоматически регулируемый диск разделения фаз и редуктор Simp Drive®, что обеспечивает максимальную гибкость и эффективность. Однако наши разработки не ограничиваются механическими компонентами. Благодаря удостоенному наград дизайну HMI мы смогли вывести удобство использования на новый уровень. Оптимизация процесса производства протеинов позволила нам значительно снизить потребление воды и объем сточных вод. Производство и автоматизация оборудования осуществляются на заводе в Фильсбибурге, которым мы особенно гордимся. Конкуренты часто выводят процесс автоматизации в аутсорсинг, что может привести к задержкам производственного процесса из-за высокого уровня сложности. В компании Flottweg автоматизация внедряется с самого начала. Многолетний международный и профильный опыт позволяет компании Flottweg удовлетворять требования заказчиков по всему миру на самом высоком уровне, предлагая индивидуальные решения.

Кто является типичными заказчиками Flottweg?

Наши заказчики в области производства растительных протеинов — это, как правило, хорошо известные субъекты. Прежде всего, это соответствующие корпорации. При этом все больше компаний среднего бизнеса интересуются производством растительного протеина. Кроме того, к нам обращаются исследовательские институты и стартапы. Мы предлагаем индивидуальные решения для всех этих заказчиков.

Как обычно реализуется проект заказчика с Flottweg?

Мы всегда используем системный подход. Во-первых, первоначальный процесс осуществляется на основе заполненного заказчиком специальной формы, что гарантирует получение всей необходимой информации. Мы предоставляем заказчику наилучшие потенциальные решения и информацию, необходимую для принятия решений. После выбора конкретного решения необходимо определить характеристики сырья в лаборатории. На основе этих результатов можно приблизительно оценить, какими качествами продукция будет обладать в дальнейшем. Следующим шагом обычно является проверка результатов с помощью декантерных центрифуг в технологическом центре Flottweg. После успешной пробной эксплуатации в технологическом центре многие заказчики отдают предпочтение предварительному проектированию. К результатам относятся индивидуальный материально-сырьевой баланс и соответствующие производственные концепции, которые позволяют провести полную экономическую оценку предстоящих инвестиций. Затем следует заказ системы.

Норма в сутки

Расчёт суточной нормы добавки строго индивидуален и зависит от возраста, пола, состояния здоровья и спортивных нагрузок. Приблизительная норма для взрослых составляет на килограмм тела от 0,7 г до 2 г. Лучшего результата можно достичь, если распределить суточную норму на 4-6 порций, комбинируя с приёмом пищи.

Например, при максимальном объёме 2 г расчёт будет выглядеть следующим образом:

2г х 75 кг (вес человека) = 150 г : 30 г (порция) = 5 суточных порционных приёмов по 30 г.

Где лучше купить спортивное питание

В интернет пространстве и в рознице множество специализированных магазинов по продаже спортивного питания. Также спортпит различных брендов можно найти сейчас и на сайтах крупных интернет-магазинов, таких как Озон, Юлмарт, Вайлдберис. Многие спортсмены по-прежнему предпочитают заказывать спортивные добавки из США или Германии, в чем смысла уже не так много. Российский рынок спорпита очень вырос и развился за последнее время. Качество таких добавок ничем не хуже зарубежных аналогов, а цена гораздо приятнее. Популярно сейчас покупать спортивное питание оптом или на развес для самостоятельного изготовления итоговых продуктов. Это позволяет не только сократить расходы на спортпит, но и неплохо подзаработать на перепродаже.

Как рассчитать дозировку

Для каждого организма требуется своя ежедневная норма протеина. Это зависит от рода деятельности, физической нагрузки, метаболизма и многого другого. Минимально организму требуется 40 г белка, средний показатель – 90 г, а максимум – 120 г. Превышение максимального количества чревато негативными последствиями, а также тем, что белок не усвоится и произойдет отравление. При этом за один прием человек может усвоить только 35 грамм протеина.

Желаемый результат также имеет значение при расчете нормы белка и его вида.

Пример:

1. При похудении, если происходит нехватка белка, мышцы разрушаются, и вес уходит только по этой причине. Чтобы этого избежать, следует употреблять пищу в 5-6 приемов, два-три из которых меняются на протеиновый коктейль.
2. При наборе массы выпитый до и после тренировки напиток ощутимо повышает спортивный результат. Количество приемов пищи в течение дня не должно быть больше 6 раз.

Польза, вред, противопоказания

Полезное воздействие протеина трудно переоценить. Он важен для спортсменов и худеющих и в обычной жизни. Диетический продукт помогает сердечно-сосудистой системе – понижает уровень холестерина, помогает сохранению в норме уровня сахара. Снижаются жировые отложения. Уменьшается аппетит. Иммунитет и общая выносливость повышаются.

Несмотря на низкую калорийность протеина нарушение норм употребления может вызвать у людей, ведущих мало активный образ жизни, излишки энергии, которые способны преобразоваться в жировую массу.

Противопоказаниями к употреблению считаются заболевания в хроническом периоде, воспалительный процесс, функциональные нарушения печени и почек, аллергия на какой-либо компонент белкового состава.

Состав

Полноценный белок представляют собою комплекс аминокислот – заменимых и незаменимых. Незаменимые аминокислоты самостоятельно организмом не вырабатываются, их нужно получать извне. Заменимые аминокислоты представлены следующими группами:

• аспарагиновой и глютаминовой кислотой;
• аспарагином;
• глицином;
• аргенином;
• ланином;
• пролином;
• глютамином;
• тирозином;
• серином;
• цистином.

В составе добавки такой перечень обогащён дополнительно минералами и витаминами.

Полезные свойства

Польза протеина заключается в следующем:

1. Подавление чувства голода. В результате уменьшается суточное потребление калорий и запускается процесс похудения.
2. Уменьшает количество сахара в крови.
3. Сытный и полезный перекус.
4. Содержит необходимые аминокислоты для восстановления организма.
5. Легко усваивается и не оставляет чувство тяжести в желудке.
6. Заряжает организм энергией, делает его сильнее и выносливее.
7. Нормализует уровень инсулина.