Downstream operations in precision fermentation in the food industry

Abstract

This literature review covers downstream operations in precision fermentation in the food industry, their abilities in scaling up for industrial processing, cost-effectiveness, and sustainability. The focus is on the typical protein food commodities produced by precision fermentation. Sustainable food production methods are explored to replace the current state of environmentally destructive agriculture. Precision fermentation is a promising alternative that is currently a relevant research topic in the food industry. Studies from the past 15 years were reviewed to create this thesis. Less commonly used methods of downstream processes, such as precipitation, may not currently be cost-effective on the scales needed for the food industry but deserve extensive research. Chromatographic methods offer high purity but face complications when scaled up and need to be improved. Precision fermentation is still not cost-effectively applicable to the food industry on an industrial scale. Studies need to be done to enhance cost-effectiveness, which could be attained by increasing titers and exploring the suitability of downstream methods for food purposes.

Tämä kirjallisuuskatsaus kattaa täsmäfermentaation jatkoprosessit elintarviketeollisuudessa, sekä niiden skaalautuvuutta teollisella tasolla, kustannustehokkuutta ja kestävyyttä. Kandidaatintyö keskittyy täsmäfermentaatiolla valmistettuihin proteiineihin ja niiden tyypillisiin ruoka-aineisiin. Kestävän ruoan tuotantomenetelmiä tutkitaan korvaamaan nykypäivän ympäristöä kuormittavan maatalouden. Täsmäfermentaatio on lupaava vaihtoehto, jota tutkitaan nykypäivänä elintarviketeollisuuden sovelluksiin. Tutkimuksia viimeisen 15 vuoden takaa käytettiin tämän kandidaatintyön kirjoittamiseksi. Uudemmat menetelmät jatkoprosesseissa, kuten saostaminen, eivät ole vielä kustannustehokkaita elintarviketeollisuuden vaatimissa skaaloissa. Ne kuitenkin kaipaavat lisätutkimuksia. Kromatografiset menetelmät saavuttavat korkeita puhtaustasoja, mutta kokevat haasteita teollisella tasolla, mihin täytyy kehittää ratkaisuja. Täsmäfermentaatio ei vielä ole kustannustehokkaasti sovellettava elintarviketeollisuuteen teollisessa mittakaavassa. Lisää tutkimuksia täytyy tehdä kustannustehokkuuden kehittämiseksi. Tämä voidaan saavuttaa kasvattamalla saantoa tai tutkimalla jatkoprosessien sopivuutta ruokatarkoituksiin.