Напредъкът в технологията Pulse Electric Field (PEF) на арена за преработка на храни представлява както спестяване на разходи, така и нарастващи мерки за устойчивост в секторите за пържене и чипс.
PEF е открит за първи път от немски инженери през 1950-те години. Едва през 1990-те години на миналия век приложенията в клетъчната пропускливост и обработката на храни са разработени за първи път в Европа. Технологията PEF излага растителните клетъчни стени на кратки, микросекундни изблици на електричество, докато преминава през водна баня. Импулсното електрическо поле създава пропускливост и омекотяване на тъканите на клетъчната стена, което води до изтичане на клетъчен сок и загуба на редуциращи захари и аминокиселини в хода на процеса.
С усъвършенстването на технологията PEF през 1990-те години дойде първата индустрия, използвана от производителите на пържени картофи в Европа. През първото десетилетие на 21 век технологията е възприета от мултинационални компании в световен мащаб, а днес технологията PEF се счита за индустриален стандарт в производството на пържени картофи по целия свят.
Приемането на тази нова технология от производителите на пържени картофи през последното десетилетие доведе до забележителен напредък в устойчивите мерки за по-малко използване на вода, енергия и масло за пържене, което доведе до допълнителни икономии на разходи. В стремежа си да подобри отпечатъка на Айдахо в картофопреработвателната индустрия, Министерството на търговията на Айдахо присъди Глобална предприемаческа мисия в Айдахо (IGEM) безвъзмездна помощ в размер на 291,770 23 щатски долара за Държавния университет в Бойсе (BSU) в партньорство с Food Physics, базирана в Бойсе, на 2021 февруари XNUMX г., за да помогне на Food Physics да въведе PEF технологията в производството на картофени чипсове и закуски.
Безвъзмездните средства от IGEM служат като мост за университетските изследователи да си сътрудничат с бизнеса от частния сектор в Айдахо и чрез тези партньорства подобряват, култивират и потенциално създават нови икономически възможности в държавата. Безвъзмездните средства бяха отпуснати за изследвания и развитие на технологията PEF за намаляване на захарите и аминокиселините в картофите, което в крайна сметка доведе до потенциално намаляване на акриламида при производството на картофени чипове.
Макдугал, професор от БСУ и председател на катедрата по химия и биохимия, каза, че финансираното с безвъзмездни средства изследване ще се съсредоточи върху производството на картофени чипове, но ще включва и други кореноплодни зеленчуци. „Ще можем да наемем докторска степен учен, който ще може да работи между Физиката на храните и Бойз Стейт “, каза той. „Това (позицията) ще бъде неразделна връзка за преодоляване на научната пропаст между частната индустрия и академичната среда.“ Макдугал каза, че безвъзмездните средства също ще предоставят възможности за работа на студентите и ще им помогнат да се подготвят за бъдеща работа.
„Студентите, които работят по този тип проекти, са изследвания, които имат пряко значение за индустрията, така че те придобиват умения и обучение, което е пряко приложимо в индустрията“, каза той.
Физика на храните е ексклузивен лицензополучател на технологични системи PEF за Северна Америка, Ирландия и Обединеното кралство и работи с DIL, германска компания и нейния партньор Elea за хранителни технологии. Безвъзмездните средства са възможност за компанията да пусне на пазара технология за производството на картофени чипсове и закуски, която се е превърнала в индустриален стандарт от производителите на пържени картофи.
„Луксът, който ни предоставя тази безвъзмездна помощ, е да навлезем дълбоко в компания, която честно казано все още не разполага с финансова огнева мощ, все още да навлезе толкова дълбоко“, каза Джим Грацек, технически директор на Food Physics в Бойсе. „Големите компании имат хора, които могат да направят това, и честно казано, те имат лаборатории, ние нямаме.“ Текущият технологичен напредък в техниките за преработка на храни доведе до напредък в мерките за устойчивост, заедно с допълнително намаляване на акриламида, канцероген, който се развива в храни, приготвени при високи температури.
Макдугал и неговите студенти и служители от BSU ще предоставят физика на храните с данни, специфични за въздействието, което PEF има върху картофите. „Ние правим анализ на редуциращата захар, като използваме комбинация от течна хроматография с детектиране на заредени аерозоли“, каза Макдугал. „Правим анализ на свободни аминокиселини чрез газова хроматография и масспектрометрия и след това правим анализ на акриламид чрез течна хроматография и тройна или четворна мас спектрометрия.“
Gratzek е предпазлив, когато обсъжда влиянието, което PEF има върху намаляването на количеството акриламид в пържените храни. Той представя PEF като „техника, когато се прилага с други неща“ може да доведе до по-ниски нива на акриламид. "Не че PEF изпуска акриламид, но промените в PEF казват, че феноменът на излугване във вода, което прави, той също променя скоростта на пържене, което със сигурност прави, и двете ще доведат до по-ниски нива на акриламиди", каза той.
„Захар, температура, време, ниво на влага - това са всички данни за това колко акриламид получавате в края на процеса на пържене“, добави той. Намаляването на твърдите вещества под формата на редуциращи захари и аминокиселини позволява на преработвателите на картофи да заменят или намалят количеството бланширане или предварително загряване на гореща вода при производството на пържени картофи и чипс. „Ако бланширането се използва само за омекотяване, то (PEF) може да елиминира процеса на бланширане“, каза Грацек.
Друго предимство за спестяване на разходи е намаляването на износването на режещите остриета, използвани в процеса на производство на пържени и чипове. Технологията PEF омекотява клетъчните стени, което прави картофите по-лесни за нарязване. „Рязането е много по-гладко, така че ще имате много по-малко това, което се нарича специфична повърхност“, каза Грацек. „Така че, това може да бъде съчетано с факта, че водата излиза много по-лесно и с по-малко енергия води до по-ниско усвояване на масло във пържени картофи или картофен чипс.“ Gratzek добави, че в този момент не е огромно количество, 5-10%, но се надява да проучи допълнително процеса на пържене с McDougal.
През последните 20 години технологията PEF се превърна в индустриален стандарт сред производителите на пържени картофи и сега се приема постепенно от някои от производителите на чипс и закуски. Според Карл Крюгер, ръководител инженеринг в Food Physics в Бойсе, Европа е водеща в технологичния преход, както и във френската индустрия за пържене.
„През последните няколко години се наблюдава разширяване на използването на PEF в картофения чипс в Европа“, каза Крюгер. „Това беше много важно. Някак като там, където бяхме с пържени картофи. Ние сме малко по-езда на тези коктейли зад тях, но имаме доста производители на картофени чипове, с които разговаряме, които проявяват много силен интерес към PEF. "
Крюгер каза, че общата нишка на безпокойство сред производителите на храни, когато се обмисля нова технология, е това, което е известно в хранителната индустрия като „усещане за уста“, термин, използван за описание на това качество, уникално за конкретна марка. Независимо дали става дума за тайна формула или за тайния сос, компаниите са изключително защитни към идентичността на марката си и запазват лоялността на клиентите. Никоя компания не иска да повтори вида фиаско за връзки с обществеността Coca-Cola, с което се сблъска в средата на 1980-те години с въвеждането на „New Coke“.
„Всъщност срещнахме това с голям клиент на хранителни услуги, който не искаше продуктът им да се променя, защото променяхме технологията“, каза Крюгер. Крюгер каза, че са успели да докажат по устойчив начин, че процесът PEF ще даде точно пържени картофи, които винаги са произвеждали.
Грацек вярва, че напредъкът в технологията PEF ще спомогне за нейното приемане в индустрията за чипове и закуски в бъдеще, но също така признава, че хранителната индустрия не винаги приема бързо нововъведенията. „Внедряването на технологии в промишлеността, особено в хранителната промишленост, обикновено е доста бавно“, каза той. „Той трябва да реши значителен проблем, да донесе значителна стойност по отношение на нов продукт или иновация или да спести много пари.“
Gratzek смята, че една от причините, поради които технологията PEF може да бъде възприета по-бързо в бъдеще, е, че са разработили знанията и техниките за прилагане, които обикновено се поддържат от производителите на чипове. „Смятам, че тази безвъзмездна помощ е особено полезна за нас, тъй като ще ни позволи да направим изследванията в Бойсе и Бойзе, така че да можем с голяма конкретност да решим проблемите, които клиентите имат“, каза Грацек.
"Ако искат по-малко масло, ще им помогнем с това, ако искат да запазят маслото, но по-ниски, по-добри нива на пържене, ще можем да им помогнем с това “, добави той. „Накратко, чипсът е по-сложен от пържените картофи, мисля, че може би проблемите в чипса са малко по-трудни за решаване.“ Грацек каза, че приблизително 20 от PEF процесорите са продадени в Европа по множество причини.
„Подозирам, че ги купуват по причини, свързани с акриламид, оперативна ефективност и съображения за качество на продукта“, каза той.
