Электропорация – одна из передовых технологий пищевой промышленности. Здесь мы поговорим о том, в чём она заключается и какие возможности даёт производителям.
Что такое электропорация?
Электропорация – это биофизическое явление, заключающееся в повышении проницаемости клеточных мембран с помощью импульсно-электрических полей (по-английски PEF). Под воздействием PEF в мембранах формируются поры (отсюда и название термина), причём, регулируя частоту импульсов и силу электрического поля, можно воздействовать на различные клетки. Так, поры, формируемые в патогенах, деактивируют их.
Поры в мембране клетки облегчают проникновение молекул внутрь или наружу. В пищевой промышленности этот метод применяется для экстракции компонентов, улучшения процесса сушки и модификации текстуры.
Рассмотрим каждый способ применения электропорации отдельно.
Консервация
Итак, PEF могут деактивировать патогены и вредные бактерии, но не споры и ферменты. Это значит, что электропорация позволяет обеззараживать продукты и повышать их срок годности, не повреждая их текстуру и полезный состав. Этот метод используется для обработки жидких продуктов высокой кислотности, в первую очередь фруктовых соков. Также он подходит для молочных, яичных и овощных продуктов.
Один из недостатков PEF в том, что применение этого метода является энергозатратным – особенно в том случае, если это единственный применяемый способ консервации. Как правило, PEF используют в сочетании с термообработкой, и в этом случае требуются более низкие температуры, чем при применении обычного нагрева или пастеризации, а энергии тратится меньше, чем при применении только PEF.
Системы PEF, применяемые в пищевой промышленности, обычно оборудованы встроенными системами нагрева и охлаждения, так что температура продукта в них может варьироваться от 30 до 60оС.
Экстракция компонентов
То, что электропорация повышает проницаемость клеточных мембран, делает её эффективным методом для экстракции компонентов из тканей животных, растений, грибов и микроорганизмов. Преимущества такого метода – высокая селективность, низкие расходы энергии, отсутствие необходимости применения химикатов.
Таким образом получают экстракты, содержащие конкретные компоненты: хлорофилл, каротиноиды, полифенолы, лютеины, различные белки – из самых разных источников. Процесс экстракции является ключевым в производстве некоторых категорий продуктов, в том числе вин, соков и растительных масел.
Сушка
Повышенная проницаемость мембран может также ускорить процесс сушки продуктов (в первую очередь мяса и овощей), который нужен для замедления развития микробов, то есть повышения срока годности. Применение PEF для сушки сокращает её время в среднем на 20%, предотвращает уменьшение объёма продукта и формирование жёстких корок, а также снижает минимально необходимую для сушки температуру (это значит, что цвет, вкус, форма и полезный состав продукта ухудшаются в меньшей степени).
Электропорация сама по себе не является методом сушки, но может дополнить любой существующий метод (вакуумная, холодная, осмотическая или сушка горячим воздухом).
Модификация текстуры овощей
Электропорация растительных клеток может давать и другие эффекты, помимо повышения их проницаемости. Один из этих эффектов – повышение количества воды под кожурой. Эту воду впоследствии испаряют термообработкой, чтобы срок годности продукта не снизился, и получившийся продукт гораздо легче очистить от кожуры.
Что касается внутренних тканей овощей, электропорация их размягчает, что облегчает процесс нарезания и делает продукт более мягким и гибким. Такое применение актуально не только при производстве овощей в нарезке, но и при очистке орехов от скорлупы, потому что повышенная эластичность снижает риск разлома ореха при очистке (особенно автоматической).
Ещё электропорацию применяют перед хранением и транспортировкой замороженного картофеля фри – опять же, чтобы куски не поломались. В случае этого продукта PEF также обеспечивает лучший цвет, хруст и меньшее количество масла в конечном продукте, а также снижает необходимую для жарки температуру. Последний эффект не только позволяет экономить воду и энергию, но и снижает количество акриламида, вырабатываемого при жарке картофеля.
Другие процессы в мясной промышленности
Электропорация также может облегчить другие процессы, используемые при обработке мяса и рыбы, в том числе замачивание в рассоле и обвалку в барабане. С другой стороны, применение PEF для размягчения мяса пока что изучено плохо, и данные разных исследований на этот счёт противоречат друг другу.
Производители оборудования
Три самых популярных коммерческих системы для применения PEF – это Elea одноимённой немецкой компании, Thomson-CSF французской компании Thales Group и PurePulse голландской компании Coolwave Processing.
В России системы PEF производит компания iClim. Впрочем, область применения их «Потока» – не сами продукты, а воздух в зоне производства, который может стать причиной перекрёстного заражения патогенами. Принцип тот же: деактивация микробных клеток путём создания пор в их мембранах. Системы «Поток» применяются для обеззараживания воздуха в пищевых компаниях не только России, но также США, Японии и европейских стран.
Источник: crispy.news
