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Integration of PEF in food processing for improving food quality, safety and competitiveness

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PEF-Technologie der nächsten Generation verspricht sicherere und gesündere Lebensmittel zu geringeren Kosten

Stellen Sie sich einmal ein Verfahren vor, das Lebensmittel mit einem elektrischen Impuls dekontaminiert. Die Anwendung von Pulsed Electric Fields (PEF) in der Lebensmittelindustrie scheint zwar vielversprechend, der kommerzielle Erfolg lässt jedoch trotz des Potenzials noch auf sich warten. Das Gemeinschaftsunternehmen FieldFOOD identifizierte bestehende Engpässe und entwickelte einen eigenen Impulsgenerator, um sie zu beheben.

Industrielle Technologien

Die Wurzeln des Projekts FieldFOOD (Integration of PEF in food processing for improving food quality, safety and competitiveness) liegen in einem sogenannten Paradoxon. Auf der einen Seite stellt die Anwendung von Pulsed Electric Fields eine äußerst attraktive Lösung dar: Sie kann negativen Auswirkungen wie Hitze, die bei anderen Verfahren der Lebensmittelverarbeitung erzeugt wird, entgegenwirken, den Energiebedarf und den Wasserverbrauch senken und sicherere und gesündere Lebensmittel mit einer längeren Haltbarkeit bieten. Auf der anderen Seite gibt es nach wie vor Hindernisse, die einer breiten Akzeptanz im Wege stehen. Das Verfahren wird zwar bereits in der Kartoffelverarbeitung und bei der Pasteurisierung von Fruchtsäften und Smoothies angewendet, hat abgesehen davon allerdings noch nicht den versprochenen Erfolg erreicht. „Ausgangspunkt unseres Forschungsantrags war die Durchführung einer Umfrage unter den Beteiligung aller Projektpartner, um die Engpässe zu identifizieren, die die Einführung des Verfahrens behinderten. Dazu gehörten die Tatsache, dass die Anwendung von PEF bestehende Verfahren der Lebensmittelverarbeitung ersetzen und nicht ergänzen sollte, das Fehlen eines systematischen Integrationsansatzes, industrielle Systeme, die hinter den Anforderungen der Endnutzer zurückblieben, sowie hohe Kosten, die mit bestehenden Generatoren zur Erzeugung elektrischer Impulse einhergingen“, erklärt Prof. Javier Raso, Koordinator von FieldFOOD im Auftrag der Universität Saragossa. Um diese Probleme zu lösen, führten Prof. Raso und sein Team eine systematische Analyse von Anwendungen wie der Herstellung von Fruchtsäften, Tomatenprodukten, Wein, Olivenöl und Apfelwein durch. Sie ermittelten die spezifischen Anforderungen all dieser Sektoren, entwickelten modulare, tragbare und kostengünstige Impulsgeneratoren sowie modifizierte Verarbeitungsschritte und Parameter, um diese Generatoren erfolgreich in die Verarbeitungslinie zu integrieren. „Unser Verfahren hebt sich sehr stark von seinen kostspieligen, umfangreichen und schweren Pendants ab. Es ist tragbar, ermöglicht eine schnelle Anpassung des Verfahrens an das zu behandelnde Produkt und ist klein genug, um in bestehende Produktionslinien integriert zu werden, ohne dass erhebliche Renovierungsarbeiten erforderlich sind“, so Prof. Raso. „Es könnte sogar gemietet werden, wodurch keine hohen Kapitalinvestitionen nötig wären, die für einige Unternehmen, insbesondere KMU, nur schwer zu tragen sind.“ Im Falle der Weinherstellung wurde festgestellt, dass die Anwendung von PEF in Kombination mit dem FieldFOOD-Verfahren die Mazerationszeit halbiert und einen fruchtigeren Wein ergibt. Der Energiebedarf für das physikalische Schälverfahren wurde um 20 % reduziert und bei Öl und Fruchtsäften wurde die Extraktion um bis zu 5 % verbessert. Das Verfahren wurde erfolgreich in einer Pilotanlage demonstriert, was dem Gemeinschaftsunternehmen unter anderem dabei half, Verbesserungspotenziale für eine einfachere Markteinführung zu erkennen. „Darüber hinaus werden wir auch unsere Forschung im Hinblick auf geeignetes Fachwissen, das im Rahmen von FieldFOOD angeeignet wurde, weiter verfolgen, um die Anwendung von PEF nicht nur auf ihre industrielle Durchführbarkeit im Vergleich zu anderen Anwendungen in der Lebensmittelindustrie hin zu prüfen, sondern auch für andere Branchen wie die pharmazeutische oder biotechnologische Industrie zu bewerten,“ fasst Prof. Raso zusammen.

Schlüsselbegriffe

FieldFood, Pulsed Electric Fields, Dekontaminierung von Lebensmitteln, Lebensmittelverarbeitung

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