Os avances na tecnoloxía Pulse Electric Field (PEF) na área de procesamento de alimentos representan un aforro de custos e un aumento das medidas de sustentabilidade nos sectores de alevíns e chips.
O PEF foi descuberto por enxeñeiros alemáns por primeira vez na década de 1950. Non foi ata a década de 1990 cando se desenvolveron por primeira vez en Europa aplicacións de permeabilidade celular e procesamento de alimentos. A tecnoloxía PEF expón as paredes das células vexetais a pequenas explosións de electricidade ao pasar ao baño de auga. O campo eléctrico do pulso crea unha permeabilidade e un suavización dos tecidos da parede celular dando lugar a unha fuga de zume celular e unha perda de azucres redutores e aminoácidos no transcurso do proceso.
Co perfeccionamento da tecnoloxía PEF nos anos 1990 chegou o primeiro uso da industria por parte dos fabricantes de alevíns franceses en Europa. Durante a primeira década do século XXI a tecnoloxía foi adoptada por empresas multinacionais a nivel mundial e hoxe en día a tecnoloxía PEF é considerada o estándar da industria na produción de alevíns en todo o mundo.
A adopción desta nova tecnoloxía por parte dos produtores franceses de alevíns durante a última década deu lugar a notables avances en medidas sostibles nun menor uso de auga, enerxía e aceite para freír, o que supón un aforro complementario. Buscando avanzar na pegada de Idaho na industria de transformación da pataca, o Departamento de Comercio de Idaho outorgou un premio Misión empresarial global de Idaho (IGEM) subvención de 291,770 dólares á Boise State University (BSU) en colaboración con Food Physics, con sede en Boise, o 23 de febreiro de 2021 para axudar a Food Physics a introducir a tecnoloxía PEF na industria de patacas fritas e aperitivos.
As subvencións do IGEM serven de ponte para que investigadores universitarios colaboren con empresas do sector privado de Idaho e, a través destas asociacións, melloran, cultivan e potencialmente establecen novas oportunidades económicas no estado. A subvención concedeuse á investigación e desenvolvemento avanzado da tecnoloxía PEF sobre a redución de azucres e aminoácidos na pataca, o que resultou nunha redución potencial da acrilamida na produción de patacas fritas.
McDougal, profesor da BSU e presidente do Departamento de Química e Bioquímica, dixo que a investigación financiada por subvencións centrarase na produción de patacas fritas, pero tamén incluirá outras verduras de raíz. “Poderemos contratar un doutorado. científico que poderá traballar entre Física dos Alimentos e Boise State ", dixo. "El (a posición) será un enlace integral para salvar a brecha científica entre a industria privada e o ámbito académico". McDougal dixo que a subvención tamén proporcionará oportunidades de traballo aos estudantes e axudará a preparalos para o futuro emprego.
"Os estudantes que traballan neste tipo de proxectos son investigacións que teñen un valor relevante directo para a industria, polo que adquiren habilidades e formación que son directamente aplicables no ámbito industrial", dixo.
Física dos alimentos é o licenciado exclusivo de sistemas de tecnoloxía PEF para América do Norte, Irlanda e Reino Unido e traballa con DIL, unha empresa alemá e a súa compañeira de tecnoloxía alimentaria Elea. A subvención é unha oportunidade para que a empresa comercialice unha tecnoloxía para a industria de patacas fritas e merendas que se converteu no estándar da industria dos produtores de alevíns franceses.
"O luxo que nos brinda esta subvención é afondar nunha empresa que, francamente, aínda non ten o poder financeiro para disparar", dixo Jim Gratzek, o director técnico de Food Physics en Boise. "As grandes empresas teñen xente que pode facelo e, francamente, teñen laboratorios, nós non". Os continuos avances tecnolóxicos nas técnicas de procesamento de alimentos deron lugar a avances nas medidas de sostibilidade xunto cunha redución complementaria da acrilamida, un canceríxeno que se desenvolve nos alimentos cociñados a altas temperaturas.
McDougal e os seus estudantes e persoal da BSU proporcionarán a Física dos Alimentos datos específicos do impacto que o PEF ten sobre as patacas. "Facemos a análise de azucre redutor usando unha combinación de cromatografía líquida con detección de aerosois cargados", dixo McDougal. "Facemos análise de aminoácidos gratuíta por cromatografía de gases e espectrometría de masas e despois facemos a análise de acrilamida por cromatografía de líquidos e espectrometría de masas tripla ou cuádruple."
Gratzek é prudente cando discute o impacto do PEF na redución da cantidade de acrilamida nos alimentos fritos. Presenta o PEF como unha "técnica cando se aplica con outras cousas" pode producir niveis máis baixos de acrilamida. "Non é que o PEF caia acrilamida, pero os cambios de PEF din que o fenómeno de lixiviación en auga, o que fai, tamén modifica as taxas de fritura, o que sen dúbida fai, o que levará a acrilamidas máis baixas", dixo.
"O azucre, a temperatura, o tempo e o nivel de humidade son eses elementos para a cantidade de acrilamida que obtés ao final dun proceso de fritura", engadiu. A redución de sólidos en forma de azucres redutores e aminoácidos permite aos procesadores de patacas substituír ou reducir a cantidade de escaldado de auga quente ou precalentamento na produción de alevíns e patacas fritas. "Se o blanqueo se usa para suavizar só, este (PEF) pode eliminar o proceso de branqueo", dixo Gratzek.
Outra vantaxe de aforro de custos é a redución do desgaste das láminas de corte empregadas no proceso de elaboración de alevíns e astillas. A tecnoloxía PEF suaviza as paredes celulares facendo máis fáciles de cortar as patacas. "O corte é moito máis suave, polo que terás moito menos o que se chama superficie específica", dixo Gratzek. "Entón, isto pode unirse ao feito de que a auga sae moito máis facilmente e con menos enerxía leva a unha menor absorción de aceite na alevín ou na pataca frita". Gratzek engadiu que non é unha cantidade enorme neste momento, entre o 5 e o 10%, pero espera seguir estudando o proceso de fritura con McDougal.
A tecnoloxía PEF converteuse no estándar da industria dos fabricantes de alevíns franceses nos últimos 20 anos e agora está a ser adoptada de forma incremental por algúns dos produtores de chips e aperitivos. Segundo Carl Krueger, xefe de enxeñaría de Física dos Alimentos en Boise, Europa lidera a transición tecnolóxica, do mesmo xeito que na industria dos alevíns franceses.
"O último par de anos experimentou unha expansión da utilización de PEF en patacas fritas en Europa", dixo Krueger. “Iso foi significativo. Un pouco como onde estabamos en patacas fritas. Estamos un pouco andando detrás deles, pero temos bastantes fabricantes de patacas fritas cos que estamos a falar e que están mostrando un forte interese polo PEF ".
Krueger dixo que un dos fíos comúns de preocupación entre os fabricantes de alimentos ao considerar unha nova tecnoloxía é o que se coñece na industria alimentaria como "boca, un termo usado para describir esa calidade exclusiva dunha marca específica. Tanto se se trata dunha fórmula secreta como da salsa secreta, as empresas son extremadamente protectoras da súa identidade de marca e preservan a lealdade dos clientes. Ningunha empresa quere reproducir o tipo de fiasco de relacións públicas que enfrontou a mediados dos anos oitenta a introdución de "Nova Coca-Cola".
"En realidade atopámonos con iso cun gran cliente de servizos de comida que non quería que o seu produto cambiase porque cambiamos a tecnoloxía", dixo Krueger. Krueger dixo que foron capaces de demostrar de xeito sostible que o proceso PEF produciría o alevín exacto que sempre produciran.
Gratzek cre que os avances na tecnoloxía PEF axudarán a incorporar a aceptación na industria de chips e merendas no futuro, pero tamén recoñece que a industria alimentaria non sempre acepta innovacións. "A adopción de tecnoloxía na industria, especialmente na industria alimentaria, adoita ser bastante lenta", dixo. "Ten que resolver un problema significativo, aportar un valor significativo en termos dun novo produto ou innovación ou ten que aforrar moito diñeiro".
Gratzek pensa que unha das razóns polas que a tecnoloxía PEF podería adoptarse máis rápido no futuro é porque desenvolveron o coñecemento e as técnicas de aplicación que normalmente gardan os fabricantes de chips. "Creo que esta subvención é especialmente útil para nós, xa que nos permitirá facer a investigación en Boise e Boise State para que poidamos resolver con gran especificidade os problemas que teñen os clientes", dixo Gratzek.
"Se queren menos aceite, axudarémoslles a iso, se queren manter o aceite pero baixan as taxas de fritura, poderemos axudalos a iso ", engadiu. "En resumo, as patacas fritas son máis complicadas que as patacas fritas, creo, quizais os problemas das patacas fritas sexan un pouco máis difíciles de resolver". Gratzek dixo que aproximadamente 20 dos procesadores PEF vendéronse en Europa por múltiples motivos.
"Sospeito que os están mercando por motivos de acrilamida, eficiencia operativa e calidade de produto", dixo.