Pulserende elektrische velden

Stel je eens voor: sinaasappelsap van 21 dagen oud die nog even gezond en lekker is als op de dag dat het geperst werd. Dat is slechts één van de projectvoorbeelden waarbij Wageningen Food & Biobased Research de milde conserveringstechniek pulserende elektrische velden heeft toegepast.

Het gebruik van pulserende elektrische velden (Pulsed Electric Field, PEF) vindt langzaam maar zeker zijn weg van het lab naar de markt. Deze conserveringsmethode biedt nieuwe perspectieven voor de voedingsindustrie. De methode is geschikt voor het conserveren van vloeibare bulkproducten, zoals vruchtensap, melk, yoghurt en soep. De elektrische impulsen kunnen homogeen in het product worden toegepast en de technologie is eenvoudig in te zetten voor de pasteurisatie van vloeibare levensmiddelen bij een lage temperatuur.

Wageningen Food & Biobased Research heeft meer dan vijftien jaar ervaring met pulserende elektrische velden, inclusief microbiologie, productonderzoek, procesimpact, technologieontwikkeling en consumentenacceptatie. De belangrijkste toepassingen zijn:

  • Conservering van vloeistoffen: bij een voldoende hoge intensiteit kunnen pulserende elektrische velden worden gebruikt voor het inactiveren van vegetatievemicro-organismen, waaronder gisten, bederf veroorzakende micro-organismen en pathogenen. PEF kan daarom worden gebruikt om  vloeistoffen te pasteuriseren, zoals sappen, zuivelproducten en soepen, zonder additieven te gebruiken. De producten moeten echter koel worden bewaard, aangezien PEF slechts beperkt invloed heeft op enzymen. Aangezien de temperaturen lager liggen dan bij conventionele pasteurisatie door verhitting, blijven de kwaliteit en hittegevoelige vitaminen behouden. PEF kan worden gebruikt als een continu proces; na verwerking moeten de producten aseptisch worden verpakt.
  • Permeabilisatie van plantaardig en dierlijk weefsel: bij elektrische velden die krachtig genoeg zijn ontstaan er door PEF grote, permanente poriën in de celmembraan. Deze methode kan worden gebruikt voor het verbeteren van massaoverdrachtscoëfficiënten door middel van desintegratie van biologische materialen. Voorbeelden zijn een hogere sapopbrengst, een hogere concentratie van functionele componenten in extracten, een betere verwerking van suikerbiet en een verbeterd droogproces.

Verbetering van de houdbaarheid

Wageningen Food & Biobased Research werkt samen met verschillende bedrijven om de houdbaarheid van verse vruchtensappen te verbeteren door middel van pulserende elektrische velden. We onderzoeken het effect van deze technologie op de houdbaarheid en kwaliteit van een reeks vruchtensappen. Hieruit blijkt dat een adequate selectie van de procesomstandigheden noodzakelijk is om een veilig product van hoge kwaliteit te produceren. We gebruiken faciliteiten op labschaal voor gedetailleerd microbiologisch onderzoek, waarbij onder andere wordt gekeken naar pathogenen. Onze pilotfaciliteiten worden gebruikt voor onderzoek naar de productkwaliteit en houdbaarheid. We doen ook consumententests om het effect op de productkwaliteit te beoordelen. In samenwerking met de bedrijven worden de resultaten geïntegreerd in industriële productielijnen voor PEF-behandeling van verse vruchtensappen.

Microbiële veiligheid

Bij de PEF-methode is het belangrijk om na de behandeling de microbiële veiligheid van het product te beoordelen. Niet alleen bederf veroorzakende micro-organismen, maar ook pathogenen die eventueel aanwezig kunnen zijn in het proces moeten worden geïnactiveerd. Wageningen Food & Biobased Research beschikt over de faciliteiten om het effect te beoordelen van PEF op de inactivatie van plantaardige cellen, waaronder pathogenen. We hebben de inactivatiekinetiek vastgesteld van bederf veroorzakende micro-organismen en pathogenen die aanwezig kunnen zijn in vruchtensappen en hebben aangetoond dat het essentieel is om de juiste procesomstandigheden te selecteren, zodat niet alleen de houdbaarheid verbeterd wordt, maar ook de voedselveiligheid gegarandeerd blijft.

NovelQ

In Europa werkten 37 partners samen aan de ontwikkeling van nieuwe conserveringstechnologieën. Wageningen Food & Biobased Research coördineerde dit project, dat ook een Industrial Advisory Platform omvatte om de samenwerking met de industrie te stimuleren en de projectresultaten beschikbaar te maken voor mogelijke gebruikers van de technologieën. Bij NovelQ is onderzoek gedaan naar de invloed van pulserende elektrische velden op micro-organismen, enzymen en voedselcomponenten. Daarnaast zijn ook andere milde conserveringsmethoden zoals hoge druk, koude plasma en snelle verhittingsmethoden onderzocht. De resultaten zijn beschreven in het eindrapport van het project en in meer dan 150 wetenschappelijke publicaties.