Русский
English
Deutsch
Пищевое производство активно принимает инновации, предоставляя широкий простор для деятельности разработчиков и инженеров. Западные специалисты выбрали Топ-5 прорывных технологий, которые способны помочь компаниям из сферы пищепрома существенно расширить границы своих производственных возможностей.
В обзор попали новые производственные технологии, которые используют традиционные виды энергии и воздействий, такую как тепло, электричество, давление и вакуум, принципиально новыми способами. Они убивают микроорганизмы, вытесняют влагу и выполняют другие функции, чтобы увеличить срок годности готовой продукции, сделать ее более безопасной и улучшить ее вкус.
Spirajoule
Технология Spirajoule — это способ уменьшить или полностью устранить бактериальную нагрузку на порошки и другие сыпучие материалы. Основным рабочим элементом этой технологии является шнек специальной конструкции с электрическим подогревом, который подходит для перемещения таких продуктов, как травы, орехи, зерно и другие сыпучие материалы. Во время транспортировки объекты подвергаются воздействию перегретого пара, который обеспечивает нужную температуру и одновременно нормализует содержание влаги.
Аарон Норрис, президент Norris Thermal Technologies, единственного североамериканского дистрибьютора Spirajoule, говорит, что эта технология прогревает продукты эффективнее, чем использовавшиеся ранее решения. Оборудование для Spirajoule-комплексов производится и продается французской фирмой Etia SAS под торговой маркой Safesteril.
«Мы используем нагреваемый шнек, чтобы направлять энергию непосредственно в продукт и в окружающий его воздух, а затем уже в пар, что позволяет довести его до перегретого состояния и получить оптимальную влажность» — уточняет Норрис.
Уровень влажности, длительность обработки и температура системы могут гибко настраиваться, что даёт возможность создать оптимальные условия для широкого спектра продуктов. Результат может варьироваться от пятикратной пастеризации до промышленной стерилизации. Поскольку воздействие пара происходит во время перемещения продукции, исключается его конденсация, поэтому Spirajoule может использоваться даже для липких, комкующихся порошков.
Norris Thermal установила более 10 линий Spirajoule в Северной Америке. С их помощью обрабатываются самые разные виды продуктов, в том числе специи, нутрицевтики, орехи, молотое льняное семя, паприка и измельченная мята. А значительная гибкость настроек позволяет использовать один и тот же комплекс при производстве широкой номенклатуры продукции, что востребовано на крупных пищевых производствах.
Микроволновая термическая стерилизация
Технология микроволновой термической стерилизации (MATS) способна обеспечить повышенную стабильность и безопасность при хранении целого ряда продуктов, включая цельное мясо и морепродукты. Потенциально MATS может превзойти по эффективности все используемые сегодня технологии
Подобно многим новшествам в области пищевых продуктов, технология MATS изначально разрабатывалась для нужд вооруженных сил США. Американской армии требовался реально работающий способ повысить качество выдаваемых военнослужащим рационов питания длительного хранения или, говоря другими словами, сухпайков. Подходящий метод был разработан исследователями из Университета штата Вашингтон и поставлен на коммерческие рельсы компанией 915Labs, стартапом из Денвера.
Микроволновая стерилизация проводится следующим образом: пакет с продуктом погружают в воду и подвергают воздействию микроволн частотой 915 МГц, в результате чего внутренняя температура поднимается примерно до 121 °C. Это тепло генерирует пар и внутреннее давление. Чтобы упаковка не лопнула, вода, находящаяся вокруг нее, также находится под давлением. Для обработки по технологии MATS продукты могут упаковываться в различные пластиковые упаковки, как жесткие, так и гибкие. Главное условие: они не должны иметь металлических компонентов.
«Используемые нами пакеты очень похожи на пластиковую ретортную упаковку», — говорит Роберта Брюстер, вице-президент по развитию бизнеса 915Labs. — «Единственное требование здесь такое же, как и при использовании обычной микроволновки — не должно быть никаких компонентов из металла. Также мы предоставляем возможность нашим клиентам разрабатывать свои собственные варианты упаковки».
Один из наиболее популярных вариантов — герметичный пластиковый лоток, в котором продукт упаковывается в вакууме. В частности, такой формат отлично подходит для упаковывания мяса и морепродуктов. Микроволновая стерилизация обеспечивает таким продуктам впечатляющую сохранность в условиях стабильного хранения. Поэтому появляется возможность выкладывать их на открытых холодильных стеллажах, не имеющих двери или другого барьера между потребителем и продуктом.
«Вакуумная упаковка позволяет готовить такие продукты в микроволновой печи, поскольку внутри отсутствует воздух», — говорит Брюстер. Также, по ее словам, это помогает предотвращать смешивание ингредиентов, если в один лоток упаковано несколько продуктов или если приходится транспортировать или хранить продукцию вверх ногами».
Схожий эффект обеспечивает и пастеризация с помощью микроволновой печи (MAPS), которая технологически практически идентична MATS, однако проводится при более низких температурах — от 75 °C до 90 °C. Эти температуры не приводят к образованию избыточного внутреннего давления, способного повредить упаковку, поэтому нет необходимости создавать давление воды, в которой проводится пастеризация. MAPS позволяет реализовывать продукты, которые обычно стерилизуются путем реторты, в охлажденном виде — от напитков до готовых блюд.
Перечень продуктов, которые можно обрабатывать с помощью MATS или MAPS, достаточно обширен: цельные белки, овощи, рис и злаки, макароны, хумус, соусы, напитки, готовые блюда и многое другое.
Крупнейшим заказчиком технологии MATS пока остаются американские военные. Однако есть некоторые свидетельства, что интерес к микроволновой стерилизации проявили Amazon и Walmart. Брюстер отказалась идентифицировать каких-либо текущих коммерческих клиентов, хотя отметила, что самый крупный на сегодняшний день заказчик находится в Индии.
Энергия излучения в вакууме
Микроволны используются и в другой передовой технологии: это т.н. энергия излучения в вакууме (REV). Ее действие заключается в вытеснении влаги из пищи под воздействием микроволн в условиях вакуума. При этом удаление влаги происходит равномерно и может быть откалибровано для каждого применения.
«Технология Radiant energy vacuum обеспечивает высокую точность удаления влаги из любых пищевых продуктов при контролируемых низких температурах», —
говорит Брент Чарлтон, президент и главный исполнительный директор EnWave Corp., единственного поставщика этой технологии. —«Это обеспечивает полноценное сохранение питательных свойств, цвета и вкуса, потому что процесс протекает очень быстро, а также можно очень гибко изменять конечное содержание влаги».
Ключевым моментом, по словам Карлтона, является то, что микроволны сушат продукт равномерно по всей толщине, а не только снаружи, в то время как вакуум снижает температуру кипения влаги, позволяя быстрее вытеснять ее.
По оценкам Чарльтона, около 70% нынешних клиентов этой технологии используют ее для обработки молочных продуктов, снэков и продуктов длительного хранения, а оставшиеся 30% — для фруктов и овощей.
Как и многие по-настоящему инновационные технологии, REV изначально столкнулась с сопротивлением. «В 2013 году, когда мы начали осмысленно коммерциализировать нашу технологию, у нас были серьезные трудности при переходе от среднего к старшему уровню менеджмента компаний CPG, которые были не совсем готовы поставить под сомнение вопрос об эффективности использовавшихся ими технологий и вложиться в предлагаемое нами решение», — говорит Чарлтон. — «Поэтому мы поняли, что мы должны начинать практическое использование нашей разработки сами».
EnWave открыла филиал в штате Вашингтон, где и родилась практическая возможность использования REV-технологии, получившая название NutraDried. Изначально единственным продуктом, для которого она использовалась, был Moon Cheese — закуска из 100% сыра, высушенного до хруста при воздействии REV.
«Это не пшеничный продукт с небольшим количеством сыра», — говорит Майкл Питлински, генеральный директор NutraDried. — «Это на 100% натуральный сыр». Питлински говорит, что высокое содержание белка, низкое содержание углеводов и логотип “Clean label” необычны для закусок длительного хранения — и поэтому такое сочетание свойств привлекательно для потребителей. Moon Cheese распространяется по всей территории США через более чем 25 000 розничных магазинов, в том числе Whole Foods, Publix, Starbucks, Target, Wegmans и других. В конце этого года ожидается выход нового дизайна упаковки. По словам Чарльтона, потенциальные новые рынки для технологии REV включают производителей мяса, морепродуктов, трав и специй.
Обработка под высоким давлением
Технология обработки под высоким давлением (HPP) позволяет уничтожить микроорганизмы внутри запечатанной упаковки без какого-либо нагрева, существенно увеличивая срок годности продуктов и сохраняя их свежими.
Как следует из названия, HPP может использоваться исключительно при создании высокого давления. Для обработки пища запечатывается в водонепроницаемую гибкую упаковку и погружается в емкость с водой, которая доводится до давления в 87 000 фунтов на квадратный дюйм или еще более высокого. Это буквально сдавливает клетки микроорганизмов — но поскольку давление прикладывается со всех сторон, продукт не деформируется и не разрывается. Поэтому эта технология может применяться для колбасных изделий или нарезанных мясных деликатесов.
Последняя категория, по сути, является одним из крупнейших в настоящее время рынков для HPP. Деликатесное мясо и гуакамоле (первый продукт, коммерчески обработанный с HPP) составляют около 60% рынка использования технологии HPP, говорит Джойс Лонгфилд, председатель Совета Cold Pressure и вице-президент по инновациям GoodFoods. Другие продукты, на которые приходится примерно 15-20% использования HPP, включают в себя свежий сок, супы, рагу, салаты, соусы, и многое другое.
Что касается будущего HPP-технологии, то Эррол Рагхубеер, старший вице-президент по микробиологии и технологиям питания поставщика оборудования JBT Avure, говорит, что аналоги мяса на растительной основе и сырое молоко — как напиток, так и ингредиент — входят в число продуктов, которые могут в ближайшее время создать высокий спрос на данный метод обработки.
HPP может применяться только периодически, что дает ей преимущество перед технологиями, сопровождающимися непрерывной термической обработкой. Кроме того, она предоставляет облегченные условия для масштабирования: увеличение емкости HPP-системы может быть сделано без расширения ее площади. В то же время при ее использовании нужно суметь довести воду до необходимого предельного давления за меньшее время, что требует добавления большего количества насосов. Комплекс от JBT Avure имеет модульную систему, которая позволяет конечным пользователям при необходимости добавлять дополнительные насосы.
Импульсное электрическое поле
Ещё одна перспективная технология нетепловой обработки пищевых продуктов — импульсное электрическое поле (PEF). PEF может не только инактивировать микроорганизмы без нагревания — она способна улучшать характеристики и состав пищи, вытесняя из неё излишнюю влагу и другие компоненты.
Принцип действия PEF основан на воздействии электромагнитных импульсов, длящемся всего 1 секунду. Этот метод обработки подходит для обширного спектра продуктов, начиная от напитков и заканчивая целым картофелем. Импульсы, воздействуя на объект, прокалывают клеточные стенки — причём как микроорганизмов, так и самого продукта. В первом случае увеличивается срок годности продукта, а во втором удаляется заключенная в клетках внутренняя влага, а вместе с ней и растворенные сахара.
PEF-обработка облегчает нарезку и приготовление картофеля и других овощей. Марк де Боевер, управляющий директор Pulsemaster, поставщика PEF-оборудования, считает, что для разрезания цельного картофеля, обработанного по данной технологии, требуется на 40% меньше усилий.
Обработка по методу PEF также повышает гибкость продуктов, что облегчает нарезку картофеля и других овощей в сложные формы. Это также облегчает их приготовление, особенно жарку, потому что пониженная влажность уменьшает их способность впитывать масло. А это не только снижает калорийность блюд, но и сокращает время их приготовления. Это открывает новые перспективы для рынка картофельных чипсов и картофеля фри, которые традиционно отличаются критической жирностью.
Воздействие PEF-технологии перед жаркой может сделать пищу более здоровой. Сочетание более низкой температуры и пониженного содержания сахара приводит к образованию меньших количеств акриламида, побочного продукта жарки, который является доказанным канцерогеном.
Антимикробные свойства PEF-технологии могут быть использованы для увеличения срока годности жидких и полутвердых продуктов, включая молоко, фруктовые и овощные соки, йогурт, яйца, яблочное пюре, соусы и заправки для салатов. Тем не менее, на текущий момент она используется преимущественно для предварительной обработки твердых продуктов, в частности, того же картофеля. Отчасти это обусловлено конкуренцией со стороны других нетепловых методов антимикробной обработки, а отчасти тем, что для PEF-технологии пока ещё не разработана достаточная нормативная база и указания по возможностям и условиям применения.
