Дасягненні ў тэхналогіі імпульснага электрычнага поля (PEF) у харчовай прамысловасці азначаюць як эканомію выдаткаў, так і павышэнне ўзроўню ўстойлівасці ў сектарах смажання і чыпсаў.
PEF быў упершыню адкрыты нямецкімі інжынерамі ў 1950-х гадах. Толькі ў 1990-х гадах у Еўропе былі распрацаваны яго прымяненне ў галіне пранікальнасці клетак і апрацоўкі харчовых прадуктаў. Тэхналогія PEF падвяргае клеткавыя сценкі раслінных раслін уздзеянню кароткіх мікрасекундных імпульсаў электрычнасці пры праходжанні праз вадзяную лазню. Імпульснае электрычнае поле стварае пранікальнасць і размякчэнне тканін клеткавай сценкі, што прыводзіць да ўцечкі клеткавага соку і страты рэдукуючых цукроў і амінакіслот у ходзе працэсу.
З удасканаленнем тэхналогіі PEF у 1990-х гадах адбылася першая спроба выкарыстання тэхналогіі ў прамысловасці вытворцамі бульбы фры ў Еўропе. У першае дзесяцігоддзе 21-га стагоддзя гэтая тэхналогія была ўкаранёна транснацыянальнымі кампаніямі па ўсім свеце, і сёння тэхналогія PEF лічыцца галіновым стандартам у вытворчасці бульбы фры ва ўсім свеце.
Укараненне гэтай новай тэхналогіі вытворцамі бульбы фры за апошняе дзесяцігоддзе прывяло да значнага прагрэсу ў галіне ўстойлівых мер па скарачэнні спажывання вады, энергіі і алею для смажання, што прывяло да дадатковай эканоміі выдаткаў. Імкнучыся пашырыць прысутнасць Айдаха ў бульбаперапрацоўчай прамысловасці, Міністэрства гандлю Айдаха ўзнагародзіла... Глабальная прадпрымальніцкая місія Айдаха Грант (IGEM) у памеры 291,770 23 долараў ЗША быў прадастаўлены Дзяржаўнаму ўніверсітэту Бойсе (BSU) у партнёрстве з кампаніяй Food Physics са штаб-кватэрай у Бойсе 2021 лютага XNUMX года, каб дапамагчы Food Physics укараніць тэхналогію PEF у прамысловасць вытворчасці бульбяных чыпсаў і закусак.
Гранты IGEM служаць мастом для ўніверсітэцкіх даследчыкаў, каб яны маглі супрацоўнічаць з прыватным сектарам Айдаха і праз гэтыя партнёрскія адносіны пашыраць, развіваць і патэнцыйна ствараць новыя эканамічныя магчымасці ў штаце. Грант быў прысуджаны на даследаванні і далейшую распрацоўку тэхналогіі PEF для зніжэння ўзроўню цукру і амінакіслот у бульбе, што ў канчатковым выніку прывядзе да патэнцыйнага зніжэння ўзроўню акрыламіду ў вытворчасці бульбяных чыпсаў.
Макдугал, прафесар БДУ і загадчык кафедры хіміі і біяхіміі, сказаў, што даследаванні, якія фінансуюцца за кошт гранта, будуць сканцэнтраваны на вытворчасці бульбяных чыпсаў, але таксама будуць уключаць іншыя карняплоды. «Мы зможам наняць навукоўца са ступенню доктара філасофіі, які зможа працаваць паміж Харчовай фізікай і Універсітэтам штата Бойсе», — сказаў ён. «Гэта (пасада) будзе неад'емным сувязным звяном для пераадолення навуковага разрыву паміж прыватным сектарам і акадэмічным асяроддзем». Макдугал сказаў, што грант таксама дасць студэнтам магчымасці працаўладкавання і дапаможа падрыхтавацца да будучай працы.
«Студэнты, якія працуюць над такімі праектамі, — гэта даследаванні, якія маюць непасрэдную каштоўнасць для прамысловасці, таму яны атрымліваюць навыкі і падрыхтоўку, якія можна непасрэдна прымяніць у прамысловых умовах», — сказаў ён.
Фізіка харчавання з'яўляецца эксклюзіўным ліцэнзіятам тэхналагічных сістэм PEF для Паўночнай Амерыкі, Ірландыі і Вялікабрытаніі і супрацоўнічае з нямецкай кампаніяй DIL і яе партнёрам па харчовых тэхналогіях Elea. Грант дае кампаніі магчымасць прасоўваць тэхналогію ў індустрыі бульбяных чыпсаў і закусак, якая стала галіновым стандартам для вытворцаў бульбы фры.
«Раскоша, якую нам дае гэты грант, заключаецца ў тым, каб зрабіць больш глыбокі ўнёсак для кампаніі, якая, шчыра кажучы, пакуль не мае фінансавай магутнасці для гэтага», — сказаў Джым Гратцэк, тэхнічны дырэктар Food Physics у Бойсе. «У буйных кампаній ёсць людзі, якія могуць гэта зрабіць, і, шчыра кажучы, у іх ёсць лабараторыі, а ў нас — не». Пастаянны тэхналагічны прагрэс у галіне перапрацоўкі харчовых прадуктаў прывёў да прагрэсу ў мерах устойлівага развіцця, а таксама да дадатковага зніжэння ўзроўню акрыламіду — канцэрагену, які ўтвараецца ў прадуктах, прыгатаваных пры высокіх тэмпературах.
Макдугал, яго студэнты і супрацоўнікі БДУ будуць прадастаўляць аддзел фізікі харчовых прадуктаў дадзенымі аб уплыве PEF на бульбу. «Мы праводзім аналіз рэдукуючага цукру, выкарыстоўваючы камбінацыю вадкаснай храматаграфіі з выяўленнем зараджанага аэразолю», — сказаў Макдугал. «Мы праводзім аналіз свабодных амінакіслот з дапамогай газавай храматаграфіі і мас-спектрометрыі, а затым праводзім аналіз акрыламіду з дапамогай вадкаснай храматаграфіі і патройнай або чатырохкратнай мас-спектрометрыі».
Гратцэк асцярожна абмяркоўвае ўплыў PEF на зніжэнне колькасці акрыламіду ў смажанай ежы. Ён прадстаўляе PEF як «тэхніку, якая ў спалучэнні з іншымі рэчамі можа прывесці да зніжэння ўзроўню акрыламіду. «Не тое каб PEF зніжаў акрыламід, але PEF змяняе, скажам, з'яву вымывання ў ваду, што ён і робіць, а таксама змяняе хуткасць смажання, што, безумоўна, робіць, і абодва гэтыя фактары прывядуць да зніжэння ўзроўню акрыламіду», — сказаў ён.
«Цукар, тэмпература, час, узровень вільготнасці — усё гэта ўплыў на колькасць акрыламіду ў выніку смажання», — дадаў ён. Зніжэнне колькасці цвёрдых рэчываў у выглядзе рэдукуючых цукроў і амінакіслот дазваляе перапрацоўшчыкам бульбы замяніць або паменшыць колькасць бланшыравання гарачай вадой або папярэдняга нагрэву пры вытворчасці бульбы фры і чыпсаў. «Калі бланшыраванне выкарыстоўваецца толькі для размякчэння, гэта (PEF) можа ліквідаваць працэс бланшыравання», — сказаў Гратцэк.
Яшчэ адна перавага эканоміі — гэта зніжэнне зносу рэжучых лязоў, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе смажання і падрыхтоўкі бульбы фры. Тэхналогія PEF змякчае клеткавыя сценкі, што палягчае нарэзку бульбы. «Нарэзка атрымліваецца значна больш гладкай, таму ў вас будзе значна меншая так званая ўдзельная плошча паверхні», — сказаў Гратцэк. «Такім чынам, гэта можна спалучыць з тым фактам, што вада выходзіць значна лягчэй і з меншымі выдаткамі энергіі прыводзіць да меншага паглынання алею бульбай фры або бульбяным чыпсам». Гратцэк дадаў, што на дадзены момант гэта невялікая колькасць, 5-10%, але ён спадзяецца далей вывучыць працэс смажання з Макдугалам.
За апошнія 20 гадоў тэхналогія PEF стала галіновым стандартам сярод вытворцаў бульбы фры і цяпер паступова ўкараняецца некаторымі вытворцамі чыпсаў і закусак. Паводле слоў Карла Кругера, кіраўніка інжынернага аддзела Food Physics у Бойсе, Еўропа з'яўляецца лідэрам тэхналагічнага пераходу, гэтак жа, як гэта было ў галіне вытворчасці бульбы фры.
«За апошнія пару гадоў у Еўропе назіраецца пашырэнне выкарыстання PEF у вытворчасці бульбяных чыпсаў», — сказаў Кругер. «Гэта значна. Падобна таму, як мы былі з бульбай фры. Мы крыху адстаем ад іх, але ў нас ёсць даволі шмат вытворцаў бульбяных чыпсаў, з якімі мы вядзем перамовы і якія праяўляюць вельмі вялікую цікавасць да PEF».
Кругер сказаў, што агульнай праблемай сярод вытворцаў прадуктаў харчавання пры разглядзе новых тэхналогій з'яўляецца тое, што ў харчовай прамысловасці вядома як «адчуванне ў роце», тэрмін, які выкарыстоўваецца для апісання якасці, унікальнай для пэўнага брэнда. Няхай гэта будзе сакрэтная формула ці сакрэтны соус, кампаніі надзвычай беражліва ставяцца да сваёй ідэнтычнасці брэнда і захоўваюць лаяльнасць кліентаў. Ніводная кампанія не хоча паўтарыць такое ж фіаска ў галіне сувязяў з грамадскасцю, з якім сутыкнулася Coca-Cola ў сярэдзіне 1980-х гадоў з увядзеннем «Новай колы».
«Мы сутыкнуліся з гэтым з буйным кліентам з сферы грамадскага харчавання, які не хацеў, каб яго прадукт змяняўся, бо мы мяняем тэхналогію», — сказаў Кругер. Кругер дадаў, што ім удалося даказаць устойлівым чынам, што працэс PEF дазволіць вырабляць менавіта такую бульбу фры, якую яны заўсёды выраблялі.
Гратцэк лічыць, што прагрэс у тэхналогіі PEF дапаможа ў будучыні пашырыць яе ўкараненне ў індустрыі чыпсаў і закусак, але ён таксама прызнае, што харчовая прамысловасць не заўсёды хутка ўспрымае інавацыі. «Укараненне тэхналогій у прамысловасці, асабліва ў харчовай, звычайна адбываецца даволі павольна», — сказаў ён. «Гэта павінна вырашыць значную праблему, прынесці значную каштоўнасць з пункту гледжання новага прадукту або інавацыі, або гэта павінна зэканоміць шмат грошай».
Гратцэк лічыць, што адна з прычын, чаму тэхналогія PEF можа быць укаранёна хутчэй у будучыні, заключаецца ў тым, што яны распрацавалі веды і метады прымянення, якія звычайна захоўваюцца ў вытворцаў чыпаў. «Я думаю, што гэты грант асабліва карысны для нас, бо ён дазволіць нам праводзіць даследаванні ў Бойсе і штаце Бойсе, каб мы маглі з вялікай канкрэтнасцю вырашаць праблемы кліентаў», — сказаў Гратцэк.
"«Калі яны хочуць менш алею, мы ім дапаможам, калі яны хочуць захаваць алей, але з больш нізкімі і лепшымі хуткасцямі смажання, мы зможам ім у гэтым дапамагчы», — дадаў ён. «Карацей кажучы, чыпсы больш складаныя, чым бульба фры, я думаю, магчыма, праблемы з чыпсамі крыху цяжэй вырашыць». Гратцэк сказаў, што прыблізна 20 працэсараў PEF былі прададзены ў Еўропе па розных прычынах.
«Я падазраю, што яны купляюць іх з-за праблем з акрыламідам, павышэння эфектыўнасці эксплуатацыі і якасці прадукцыі», — сказаў ён.
