Досягнення технології імпульсного електричного поля (PEF) на харчовій арені представляють як економію витрат, так і посилення заходів стійкості у секторах мальків та чіпсів.
Вперше PEF був відкритий німецькими інженерами в 1950-х роках. Лише в 1990-х роках застосування в проникності клітин та переробці їжі було вперше розроблено в Європі. Технологія PEF піддає рослинні клітинні стінки коротким мікросекундним сплескам електрики під час проходження через водяну баню. Імпульсне електричне поле створює проникність і розм’якшення тканин клітинної стінки, що призводить до витоку клітинного соку та втрати відновлюючих цукрів та амінокислот в процесі.
З удосконаленням технології PEF у 1990-х роках першими в Європі стали виробники мальків. Протягом першого десятиліття 21 століття технологія була прийнята транснаціональними компаніями у всьому світі, і сьогодні технологія PEF вважається галузевим стандартом у виробництві французьких мальків у всьому світі.
Впровадження цієї нової технології французькими виробниками мальків за останнє десятиліття призвело до помітного прогресу в стійких заходах із меншим використанням води, енергії та олії для смаження, що призвело до додаткових заощаджень. Прагнучи просунути слід Айдахо в галузі переробки картоплі, Міністерство торгівлі Айдахо присудило Глобальна підприємницька місія Айдахо (IGEM) грант в розмірі 291,770 23 доларів Державному університету Бойсе (БДУ) у партнерстві з Фізикою харчових продуктів, що базується в Бойсе, 2021 лютого XNUMX р., Щоб допомогти Фізиці харчових продуктів впровадити технологію PEF у виробництво картопляних чіпсів та закусок.
Гранти IGEM слугують містком для співпраці університетських дослідників з бізнесом приватного сектору в Айдахо і завдяки цим партнерствам посилюють, розвивають та потенційно створюють нові економічні можливості в державі. Грант був присуджений на дослідження та вдосконалення технології PEF щодо зменшення цукру та амінокислот у картоплі, що в кінцевому підсумку призвело до потенційного зменшення акриламіду у виробництві картопляних чіпсів.
Макдугал, професор БДУ, голова кафедри хімії та біохімії, заявив, що грантові дослідження будуть зосереджені на виробництві картопляних чіпсів, але також включатимуть інші коренеплоди. “Ми зможемо найняти доктора філософії науковець, який зможе працювати між фізикою харчових продуктів та штатом Бойсе », - сказав він. "Це (позиція) буде невід'ємним зв'язком для подолання наукового розриву між приватною галуззю та академічним середовищем". Макдугал сказав, що грант також надасть можливість працевлаштування студентам та допоможе підготувати їх до майбутньої роботи.
"Студенти, які працюють над проектами такого типу, саме дослідження мають безпосереднє значення для галузі, тому вони отримують навички та підготовку, що безпосередньо застосовуються в промислових умовах", - сказав він.
Фізика харчових продуктів є ексклюзивним ліцензіатом технологічних систем PEF для Північної Америки, Ірландії та Великобританії та працює з DIL, німецькою компанією та її партнером у галузі харчових технологій Elea. Грант - це можливість для компанії продати на ринок технологію для виробництва картопляних чіпсів та снеків, яка стала галузевим стандартом виробників французьких мальків.
"Розкіш, яку дає нам цей грант, полягає в тому, щоб заглибитися в компанію, яка, відверто кажучи, ще не має фінансової вогневої сили, щоб зайти так глибоко", - сказав Джим Грацек, технічний директор Food Physics в Бойсе. "У великих компаній є люди, які можуть це робити, і, чесно кажучи, у них є лабораторії, у нас немає". Поточний технологічний прогрес у технологіях переробки харчових продуктів призвів до прогресу у заходах щодо сталого розвитку, а також додаткового зменшення акриламіду, канцерогену, який розвивається у продуктах, приготованих при високих температурах.
Макдугал та його студенти та співробітники БДУ будуть надавати фізику харчових продуктів дані, що стосуються впливу PEF на картоплю. "Ми проводимо аналіз рівня цукру за допомогою комбінації рідинної хроматографії з детектором зарядженого аерозолю", - сказав Макдугал. "Ми проводимо аналіз вільних амінокислот за допомогою газової хроматографії та мас-спектрометрії, а потім робимо аналіз акриламіду за допомогою рідинної хроматографії та потрійної або чотирикратної мас-спектрометрії".
Грацек обережний, обговорюючи вплив ПЕФ на зменшення кількості акриламіду у смажених продуктах. Він представляє ПЕФ як "техніка, яка застосовується з іншими речами", може призвести до зниження рівня акриламіду. "Не те, що ПЕФ падає акриламід, але зміни ПЕФ говорять про явище вимивання у воду, що воно і робить, а також змінює швидкість смаження, що, безумовно, робить, і те, і інше призведе до зниження рівня акриламідів", - сказав він.
"Цукор, температура, час, рівень вологи - це всі дані, скільки акриламіду ви отримаєте в кінці процесу смаження", - додав він. Зменшення кількості твердих речовин у формі відновлюючих цукрів та амінокислот дозволяє переробникам картоплі замінювати або зменшувати кількість бланширування або попереднього нагрівання гарячої води у виробництві фритюру та чіпсів. "Якщо бланшінг використовується для пом'якшення в поодинці, він (PEF) може усунути процес бланшування", - сказав Грацек.
Ще однією перевагою економії коштів є зменшення зносу ріжучих лез, що використовуються в процесі виготовлення мальки та стружки. Технологія PEF пом’якшує клітинні стінки, роблячи картоплю легше різати. "Різання набагато більш плавне, тому у вас буде набагато менше, що називається питомою поверхнею", - сказав Грацек. "Отже, це може поєднуватися з тим фактом, що вода виходить набагато легше і з меншою кількістю енергії призводить до нижчого поглинання олії у картоплі або картопляній стружці". Грацек додав, що на даний момент це не величезна кількість, 5-10%, але він сподівається на подальше вивчення процесу смаження з Макдугалом.
За останні 20 років технологія PEF стала галузевим стандартом серед французьких виробників мальків, і зараз її поступово застосовують деякі виробники чіпсів та закусок. За словами Карла Крюгера, керівника інженерного відділу фізики харчових продуктів у Бойсе, Європа є лідером у технологічному переході, як і у французькій галузі.
"Останні пару років спостерігається розширення використання ПЕФ у картопляних чіпсах в Європі", - сказав Крюгер. “Це було суттєво. Начебто там, де ми були у картоплі фрі. Ми трохи їдемо на цих коктейлях позаду, але у нас є чимало виробників картопляних чіпсів, з якими ми говоримо, які виявляють дуже сильний інтерес до PEF ».
Крюгер сказав, що спільна нитка, яка викликає занепокоєння серед виробників харчових продуктів, при розгляді нових технологій - це те, що в харчовій промисловості відоме як "відчуття у роті", термін, що використовується для опису якості, властивої конкретній торговій марці. Незалежно від того, чи це секретна формула, чи секретний соус, компанії надзвичайно захищають свою ідентичність бренду та зберігають лояльність клієнтів. Жодна компанія не хоче повторити такий фіаско зі зв'язків з громадськістю, як Coca-Cola, з яким зіткнулося в середині 1980-х років із введенням "нової коки".
"Ми насправді зіткнулися з цим із великим клієнтом громадського харчування, який не хотів, щоб їх продукт змінювався, оскільки ми змінювали технології", - сказав Крюгер. Крюгер сказав, що вони змогли стійко довести, що в процесі ПЕФ буде отримано саме те смажене картоплю, яке вони завжди виробляли.
Грацек вважає, що досягнення в галузі технологій PEF допоможуть у майбутньому прийняти її в галузі виробництва чіпсів та закусок, але він також визнає, що харчова промисловість не завжди швидко приймає інновації. "Впровадження технологій у промисловості, особливо в харчовій промисловості, як правило, відбувається досить повільно", - сказав він. "Це має вирішити значну проблему, принести значну цінність з точки зору нового продукту чи інновації, або це має заощадити багато грошей".
Грацек вважає, що одна з причин, чому технологія PEF може бути швидше застосована в майбутньому, полягає в тому, що вони розробили знання та методи застосування, які зазвичай зберігаються у виробників мікросхем. "Я думаю, що цей грант особливо корисний для нас тим, що він дозволить нам проводити дослідження в Бойсе і штаті Бойсе так, щоб ми могли з великою конкретністю вирішувати проблеми, що виникають у споживачів", - сказав Грацек.
"Якщо вони хочуть менше олії, ми допоможемо їм у цьому, якщо вони хочуть зберегти олію, але з нижчими, кращими показниками смаження, ми зможемо їм у цьому допомогти », - додав він. "Коротше кажучи, чіпси складніші за картоплю фрі, я думаю, можливо, проблеми з чіпсами дещо складніше вирішити". Грацек зазначив, що приблизно 20 процесорів PEF продано в Європі з багатьох причин.
"Я підозрюю, що вони купують їх з причин акриламіду, експлуатаційної ефективності та якості продукції", - сказав він.
