Як на дріжджах, або Які можливості приховує у собі агропереробка бурякової меляси
Джерело фото: Latifundist.com
Як вже раніше писали у статтях з циклу «Велика агропереробка», основною сировинною базою для промислових біотехнологій служать вуглевмісні культури переважно зерно пшениці і кукурудзи. Однак, в Україні завдяки розвиненій цукровій промисловості є ще одне значне джерело природних вуглеводів — бурякова меляса. Вона створює широкі можливості для виробництва продуктів з новими споживчими властивостями.
Зазвичай, бурякова меляса була основою для виробництва спирту та продуктом харчування тварин. Але варіантів використання бурякової меляси набагато більше.
В Україні щорічно виробляється близько 450 тис. т бурякової меляси. В середньому близько 35-40% меляси експортується, решта використовується в Україні для виробництва спирту, на корм худобі та інші цілі.
Переробка меляси у продукти з високою доданою вартістю дозволить вирішити задачу диверсифікації та підвищить ефективність роботи підприємств цукрової галузі України.
Одним із найцікавіших та перспективних напрямів переробки меляси є виробництво екстрактів на основі пекарських дріжджів.
До того ж бурякова меляса є оптимальною сировиною для виробництва пекарських дріжджів та екстрактів на їх основі, оскільки вона несе у своєму складі природний комплекс необхідних вітамінів та мікроелементів.
Дріжджі з меляси. Що це і чи є на них попит?
Екстракт дріжджів — натуральний інгредієнт, що складається з вуглеводів, амінокислот, мінералів, вітамінів B1, B2, B3 та високоякісних білків.
Використовується в харчовій промисловості, як смако-ароматична добавка у виробництві соусів, супів, напівфабрикатів, як харчовий продукт та основа для виробництва різних спредів.
За смаком екстракт дріжджів нагадує м'ясний бульйон, тому часто використовується для вегетаріанських продуктів, таких як білкові спреди. Можливо, хтось зустрічався з пастами Marmite, Cenovis, Vegemite, Vitam, виготовлених на основі екстракту дріжджів.
Екстракти дріжджів пов'язують з поняттям п'ятий смак, названий «умамі». Умамі — один із п'яти визнаних основних смаків, крім солодкого, кислого, солоного та гіркого. Часто екстракт дріжджів плутають із харчовою добавкою, підсилювачем смаку E621 — натрієвою сіллю глутамінової кислоти або глутаматом натрію (MSG). Однак, це зовсім різні речовини. Плутанина відбувається через співзвучність хімічних сполук, що входять до складу продуктів. Підсилювач смаку E621 це практично моноречовина, одержана шляхом ферментації з вуглеводів натрієвої солі глутамінової кислоти або глутамату натрію. Містить до 90% глутамінової кислоти у зв'язаному стані мононатрієвої солі. Деякі дослідники стверджують, що надмірне використання MSG може призвести до побічних ефектів, включаючи головний біль, оніміння, слабкість, припливи, хоча прямих доказів немає. Є факти, які непрямо вказують на те, що регулярне споживання MSG може викликати синдром звикання.
На відміну від MSG, екстракт дріжджів — складний продукт, до складу якого входить безліч компонентів: білки, вуглеводи, вітаміни B1, B2, B3, амінокислоти, азот. Дріжджовий екстракт містить лише близько 5% глутамінової кислоти. Вміст глутамінової кислоти в екстракті дріжджів знаходиться на рівні багатьох відомих натуральних продуктів — томати, зелений горошок, сир пармезан.
Саме ця кардинальна відмінність є головним фактором зростання популярності дріжджових екстрактів, які є абсолютно нешкідливими для організму людини та успішно замінюють у харчовій промисловості глутамат натрію (MSG). Нині у світі виробляється близько 3,0 млн т глутамату натрію. Потенційно цей обсяг підлягає заміщенню екстрактами дріжджів.
Склад дріжджового екстракту також дозволяє успішно застосовувати його у медичній дієті та фармацевтиці. Дріжджові екстракти широко використовуються як кормові добавки. Цей продукт допомагає тваринам у покращенні травлення, а також у зміцненні імунної системи.
Прогнозують, що світовий ринок дріжджових екстрактів зросте з $1,89 млрд у 2022 році до $3,39 млрд до 2029 року за середньорічного темпу зростання 8,7% у прогнозований період 2022-2029 років. З великою ймовірністю можна стверджувати збереження тенденцій у наступні періоди. Ціни на екстракт дріжджів мають надзвичайно широкий діапазон у межах від €4 до €80 тис. за 1 т. Ціна залежить від багатьох факторів, починаючи від індивідуальної рецептури та закінчуючи видом упаковки та розмірами партії.
З географічної точки зору на ринку домінує Європа і, ймовірно, домінуватиме досить тривалий час. Зростання ринку екстракту дріжджів у Європі має становити більш ніж 5% щорічно. Серед європейських країн лідером буде Німеччина, де зростання ринку буде найзначнішим. Зростання ринку дріжджового екстракту в Китаї складе близько 6% завдяки зростаючим економічним та соціальним стандартам.
Технологія виробництва дріжджів:
Вид екстрактів складається з наступних технологічних циклів:
- Ферментація спеціально виведених багатим білком дріжджів;
- автоліз (руйнування клітин дріжджів);
- очищення, концентрація та сушіння.
Процес починається з вирощування хлібопекарських чи пивних дріжджів. Саме вони є основою для подальшої екстракції та отримання необхідного продукту. Якість вирощених дріжджів є визначальним чинником забезпечення необхідних характеристик кінцевого продукту.
Для вирощування дріжджів потрібні:
- Штами дріжджів, які отримують зазвичай з колекції штамів розробника технології. Залежно від наміру замовників обираються штами, що найбільш підходять для обраного виду вихідної сировини. Вибір ідеального штаму, що відповідає запланованому використанню, є основною умовою для виготовлення дріжджів з потрібними властивостями.
- Живильне середовище для розмноження дріжджів, що створюється на базі бурякової меляси.
Дріжджі вирощуються у кілька етапів шляхом додавання живильного середовища. На заключному етапі дріжджі концентрують та промивають у центрифугах для видалення цукрових залишків. В результаті виходить суспензія — густа кремоподібна маса дріжджів.
На другій стадії виробництва екстракту дріжджів отримана дріжджова суспензія підігрівається у великих резервуарах до 45-55°C (при температурі близько 40 °C дріжджі перестають зростати). Ферменти, присутні в дріжджах, руйнують білки, що містяться в них, на більш дрібні компоненти і забезпечують проникність стінок дріжджових клітин. Цей процес називається автолізом (автоліз, аутоліз — саморозчинення живих клітин і тканин під дією їх власних гідролітичних ферментів, що руйнують структурні молекули). Маленькі компоненти дріжджової клітини, що утворюються в результаті автолізу, змішуються в баку з водним розчином. Процес автолізу може контролюватись різними факторами. Наприклад, час перебування дріжджів у резервуарах або температура відіграють вирішальну роль і значно впливають на наступні смакові якості відповідного дріжджового екстракту. Результатом автолізу є рідина, яка за смаком та вмістом амінокислот має профіль дуже схожий на м'ясний бульйон.
Нарешті, щоб отримати дріжджовий екстракт, цю рідину потрібно центрифугувати, тобто обробити в центрифузі, щоб видалити стінки дріжджових клітин, що залишилися. Цінні білки, вітаміни та мінерали з дріжджової клітини зберігаються в екстракті. Простіше кажучи, дріжджовий екстракт є природним компонентом дріжджової клітини без клітинної стінки. Далі екстракт дріжджів концентрують обережним випарюванням в умовах вакууму при температурі близько 60°C. Цей процес проводять шляхом введення рідини, так звану, розпилювальну колону, де здійснюється висушування за допомогою гарячого повітря. Вода при цьому випаровується, а висушений твердий екстракт падає і накопичується на дні вежі.
В результаті процесу ми можемо отримати:
- рідину з 45-65% сухої речовини;
- або пасту з 70-80% сухої речовини;
- або порошок із вмістом сухої речовини 95-97%.
Продукт, в основному, випускається у вигляді порошку, що упаковується на реалізацію в мішки або у вигляді пасти з упаковкою в ємності.
При виробництві екстракту дріжджів виробляються також вторинні продукти — глюкан та манан (компоненти стінок дріжджових клітин), які використовуються як добавки до тваринного корму.
Що по інвестиціям?
Є варіанти опрацювання проекту будівництва заводу екстрактів дріжджів потужністю близько 7 тис. т екстракту дріжджів на рік. Згідно з попередніми розрахунками для цього потрібно переробити приблизно 60 тис. т бурякової меляси, при вмісті цукру в мелясі до 45%. Як вторинний продукт вироблятиметься близько 3 тис. т стінок дріжджових клітин, що містять переважно глюкан і манан, а також невеликий відсоток хітинів і білків.
Входження на європейський ринок екстракту дріжджів доцільно розпочинати з ціни €8 тис.. Сухі клітинні стінки (92% СВ) пекарських дріжджів продаються в Європі за ціною близько 2 тис. €/тонну.
Запланований режим роботи підприємства: безперервний, 4-х змінний, 7 днів на тиждень з розрахунковим Фондом робочого часу 7920 годин на рік (330 днів). Один місяць на рік потрібен щодо регламентних робіт устаткування.
Необхідна площа ділянки для будівництва 3-5 га.
Загальні капітальні витрати без урахування вартості місцевих дозволів, вартості землі, будівельних та монтажних робіт становитимуть суму $25-35 млн.
Окупність проекту в межах 3-5 років.
Зверніть увагу, що вказані в статті цифри наведені лише для загального представлення, оскільки в кожному проєкті є свої особливості, які необхідно враховувати. Тому будь-який проєкт рекомендується починати з концептуального проектування, у процесі якого розробляються основні засади планованого підприємства. Вони послужать чудовою основою для ухвалення інвестиційного рішення, можуть бути використані для отримання адміністративних погоджень та роботи з фінансовими інститутами.
Невпинно зростаючий ринок екстрактів дріжджів на 8,7% щороку є потужним мотиватором для виробництва цього продукту. Це можна успішно зробити через глибоку переробку похідної сировини цукроварів — бурякову мелясу.
Україна має всі можливості розвитку у цьому напрямі. Від реалізації інвестиційного проекту виграють усі: держава, аграрії, переробники продукції.
І наша експертна команда української Асоціації промислових біотехнологій (УкрБіотехно) вже допомагає та орієнтую в цьому напрямку ряд українських та іноземних компаній.
Наші ідеї та рішення народжуються у спілкуванні з іноземними партнерами та українськими агровиробниками. Переконаний, що в недалекому майбутньому це дасть вагомий та позитивний результат для розвитку економіки України.
Олександр Бататін, національна інвестиційна рада при Президенті України, економіст, автор проєкту «Велика агропереробка»
