Bistecche vegetali a base di proteine di pisello
L'ETH Pioneer Fellow Martin Hofmann ha sviluppato un processo per produrre alternative vegetali alla carne di alta qualità. La sua ricerca sulle proprietà di flusso dei materiali morbidi gli permette di imitare la marezzatura delle bistecche vere.
Salsicce di tofu, hamburger di funghi fermentati o pollo a base di proteine di pisello: i sostituti della carne sono sempre più popolari e sono diventati indispensabili nei supermercati locali. Ma quello che mancava finora nell'assortimento sono le alternative vegetali ai prodotti a base di carne di alta qualità come le bistecche.
Se Martin Hofmann ha la meglio, le cose cambieranno presto. Lo scienziato dei materiali ha sviluppato un processo che può essere utilizzato per produrre bistecche a base vegetale a partire da proteine e grassi di pisello. Si rivolge principalmente a chi, come lui, non è vegetariano ma vuole ridurre il consumo di carne e mangiare più spesso una dieta a base vegetale.
"Voglio contribuire a portare sul mercato un prodotto sostitutivo della carne di alta qualità, sano, ecologico e rispettoso degli animali, che si avvicini il più possibile al sapore del prodotto animale originale", afferma l'ETH.
La cucina come primo laboratorio
Martin Hofmann è quasi nato nelle scienze naturali. Sua madre è una biochimica, suo padre un botanico e sua sorella lavora come geologa. Nella famiglia Hofmann gli esperimenti scientifici erano comuni come i giochi da tavolo o il calcio in altre famiglie. "Dopo tutto, ogni cucina non è altro che un piccolo laboratorio", afferma il ricercatore del Fare all'ETH.
Hofmann studia scienze ed ingegneria dei materiali all'EPFL ed è entrato a far parte della Cattedra di Materiali Morbidi dell'ETH del professor Jan Vermant per il suo dottorato. Sta studiando le proprietà di flusso e il comportamento di miscelazione delle emulsioni. Hofmann dimostra che strati molto sottili di olio e acqua che scorrono l'uno sull'altro possono essere controllati così bene da ottenere un'emulsione con una struttura regolare. Ben presto si rende conto che questo metodo può essere utilizzato anche per imitare artificialmente la consistenza della carne.
Dalle proteine del manzo a quelle del pisello
La sensazione di tenerezza in bocca, il sapore succoso e il colore rosa: due cose rendono unico il morso di una bistecca: la struttura fibrosa della carne e la distribuzione del tessuto adiposo, noto anche come marezzatura. "La natura ha impiegato molto tempo per sviluppare un muscolo di manzo. Ricreare questo richiede molta ricerca", dice Hofmann.
Solo se la struttura proteica della carne può essere riprodotta biochimicamente, anche l'alternativa a base vegetale sembrerà carne. Oltre a una serie di aromi e spezie, Hofmann utilizza quindi una proteina di pisello per le sue bistecche a base vegetale, la cui struttura viene approssimata alla controparte animale in laboratorio. Per imitare la struttura fibrosa della carne, la massa proteica viene pressata sotto pressione in un dispositivo appositamente sviluppato e arricchita con fibre di carota, pisello e grano tritate, nonché con un po' di acqua e olio.
Il tessuto adiposo caratteristico delle bistecche nell'alternativa vegetale di Hofmann consiste in una semplice emulsione di acqua e olio, in cui possono essere integrati additivi come vitamine e oligoelementi. Poiché anche il contenuto di grassi dell'emulsione può essere notevolmente ridotto, la bistecca a base vegetale non è solo più ecologica, ma anche più sana di quella originale a base animale.
Fibre grasse caotiche
La marezzatura è un'importante caratteristica qualitativa delle bistecche. Se è molto pronunciata, come nel caso del manzo giapponese Kobe, ad esempio, la carne è considerata di qualità particolarmente elevata. Tuttavia, la produzione artificiale della marezzatura è tutt'altro che semplice.
"Bisogna replicare qualcosa che non ha alcuna regolarità. Perché se guardiamo una metà di una bistecca, non possiamo semplicemente dedurre come sarà la seconda", spiega Hofmann. Solo i prodotti che tengono conto di questa casualità della natura possono imitare il sapore e la consistenza unici di una bistecca.
"Voglio rendere un po' più facile per le persone evitare la carne a basso costo proveniente dagli allevamenti di fabbrica".Martin Hofmann
Sulla base delle sue ricerche sul comportamento di miscelazione dei materiali morbidi, Hofmann sta sviluppando un processo in cui la proteina del pisello e il grasso fluiscono l'uno nell'altro in modo tale da creare la marmorizzazione tipica della carne di alta qualità. Egli chiama questo metodo "lavorazione advettiva", che, a differenza dei processi di stampa 3D convenzionali, pressa continuamente la massa proteica e il grasso in un attacco e li mescola nel processo.
A questo scopo combina due componenti: L'hardware, costituito da due ugelli di estrusione per la proteina di pisello e un ugello per il grasso. E un software programmato dallo stesso Hofmann che controlla il modo in cui le due sostanze vengono mescolate.
Bistecca a base di proteine vegetali e grassi di pisello. (Immagine: Martin Hofmann / ETH di Zurigo) Le proteine del pisello e il grasso confluiscono l'uno nell'altro in modo tale da creare la marezzatura tipica della carne di alta qualità. (Immagine: Daniel Winkler / ETH di Zurigo) Il software programmato da Hofmann controlla gli ugelli di estrusione per le proteine e i grassi del pisello. (Immagine: Daniel Winkler / ETH di Zurigo)
Pronto per il mercato in un anno
Come parte di un Borse di studio per pionieri, Sostenuto dalla Fondation Alcea, Hofmann vuole ora portare il suo processo sul mercato e creare un'apertura. Si tratterebbe della sua seconda start-up, dato che nel 2014 ha fondato la società Technis insieme a un compagno di studi. Questa società è specializzata nello sviluppo di sensori per il suolo e oggi conta 51 dipendenti.
Ma Hofmann si vede ora più nel ruolo di fornitore. Invece di produrre e vendere lui stesso bistecche a base vegetale, vuole utilizzare la sua tecnologia di produzione per sostenere altre aziende nella produzione di autentiche alternative vegetali alla carne di alta qualità. Il suo obiettivo: "Voglio rendere un po' più facile per le persone evitare la carne a basso costo proveniente dagli allevamenti di fabbrica".