Innowacyjne techniki utrwalania soków i napojów

Transkrypt

1 Innowacyjne techniki utrwalania soków i napojów dr inż. Krystian Marszałek Zakład Technologii Przetworów Owocowych i Warzywnych

2 Od czego zależy trwałość produktu? Jakość mikrobiologiczna Trwałość produktu pasteryzacja/ sterylizacja Aktywność enzymów metody innowacyjne

3 Aktywność enzymatyczna Aktywne enzymy Oksydoreduktazy (PPO, POD) Hydrolazy (PE, PG) Utlenianie Polifenoli Antocyjanów Witaminy C Degradacja barwy i składników biologicznie aktywnych, zmiana smaku i zapachu Hydroliza Estrów metylowych Łańcuchów poligalakturonowych Spadek lepkości i powstawanie osadów

4 Tradycyjne metody utrwalania napojów: Pasteryzacja (ph < 4,4 owoce) W opakowaniu min, C W przepływie: 0,5-1 min, C Sterylizacja (ph > 4,4 warzywa) W opakowaniu min, C W przepływie 0,5-1 min, C 4

5 Dlaczego poszukuje się nowych metod utrwalania? Ochrona substancji termolabilnych: Witamina C Barwniki: karotenoidy, antocyjany, betacyjany Polifenole Składniki aromatowe Zachowanie cech sensorycznych świeżego surowca: Barwa Smak Zapach 5

6 Innowacyjne metody utrwalania napojów: nietermiczne termiczne ciśnieniowe inne Ogrzewanie mikrofalowe w przepływie Ogrzewanie omowe OH Wysokie ciśnienia hydrostatyczne HHP Ditlenek węgla pod wysokim ciśnieniem HPCD/SCCD Pulsacyjne pole elektryczne PEF Homogenizacja ciśnieniowa HPH Termosonikacja Ozonowanie Zimna plazma Promieniowanie UV Światło pulsacyjne

7 Wysokie ciśnienia hydrostatyczne (HPP) zasada działania: destrukcyjne działanie na substancje wielkocząsteczkowe białka inaktywacja drobnoustrojów i enzymów typowe parametry procesu: MPa, C, kilka-kilkanaście minut zalety: świeżość wysoka wartość żywieniowa ograniczenia: proces o charakterze periodycznym wysoki koszt urządzeń produkty wymagają przechowywania chłodniczego konieczność stosowania specjalnych opakowań dostępność urządzeń w skali przemysłowej: dostępne 7

8 Wysokie ciśnienia hydrostatyczne HHP Liczba pracujących instalacji HHP: L 1 L 650 L Producenci: Hiperbaric do kg/h Avure do kg/h Multivac do kg/h 8

9 Ditlenek węgla w stanie nadkrytycznym- SCCD zasada działania: zakwaszanie cytoplazmy, rozpuszczanie ścian komórkowych drobnoustrojów typowe parametry procesu: p > 7,29 MPa; 31,1 C < t < 50 C zalety: 10 x niższe p niż w HPP ograniczenia: tylko do produktów płynnych niska skuteczność inaktywacji enzymów w sokach warzywnych dostępność urządzeń w skali przemysłowej: możliwość adaptacji przemysłowych urządzeń do ekstrakcji nadkrytycznej 9

10 Homogenizacja wysokociśnieniowa (HPH) zasada działania: destrukcyjne działanie ciśnienia oraz efektu kawitacji na komórki drobnoustrojów typowe parametry procesu: MPa, C zalety: ciągły charakter procesu, homogenność produktu, stabilność ograniczenia: wzrost temperatury podczas procesu wysoki koszt urządzeń konieczność stosowania rozlewu aseptycznego dostępność urządzeń w skali przemysłowej: dostępne 10

11 Ogrzewanie mikrofalowe w przepływie zasada działania: zamiana energii elektromagnetycznej w cieplną na skutek wprawiania w ruch dipolowych cząsteczek wody produktu przepływającego przez komorę rezonansową typowe parametry procesu: 0,915 lub 2,45 GHz, C, kilka-kilkanaście sekund zalety: szybkie ogrzanie produktu w całej masie, brak efektu miejscowego przegrzania, przypalania produktu, nawet przy produktach gęstych i lepkich możliwoś całkowitej inaktywacji drobnoustrojów i enzymów mniejsze zużycie energii niż przy pasteryzacji cieplnej ograniczenia: maksymalna średnica przewodów 4 cm Dla częstotliwości cząstki drgają 2 miliardy 450 milionów razy na sekundę dostępność urządzeń w skali przemysłowej: dostępne 11

12 Ogrzewanie mikrofalowe w przepływie Mikrofalowy Sterylizator Przepływowy EnbioJet HPM firmy ENBIO TECHNOLOGY, l/h 12

13 Pulsacyjne pola elektryczne (PEF) zasada działania: zastosowanie pola elektrycznego o dużym natężenia, impulsy o krótkim czasie trwania (μs) zaburzenie integralności błony komórkowej na skutek elektroporacji typowe parametry procesu: zalety: natężenie pola kv/cm zminimalizowany efekt grzania omowego praca w przepływie ograniczenia: utrwalanie płynnych produktów o niskim przewodnictwie elektrycznym dostępność urządzeń w skali przemysłowej: dostępne, np. konstrukcje DIL, Niemcy, Pure-Pulse (Wageningen, Holndia): proces ciągły, 600, lub l/h 13

14 Pulsacyjne pole elektryczne PEF Elea, Niemcy 14

15 zasada działania: przepływ prądu elektrycznego przez produkt wytwarzanie wewnętrznej energii wzrost temperatury, elektroporacja typowe parametry procesu: zalety: Ogrzewanie omowe w przepływie khz, Kilka sekund kila minut szybkie ogrzewanie w całej objętości produktu proces ciągły wysoki stopień konwersji energii (>95%) koszty zbliżone do tradycyjnej pasteryzacji ograniczenia: elektroliza elektrod koszt aparatury przemysłowej > 9 mln $ dostępność urządzeń w skali przemysłowej: dostępne, co najmniej 18 linii w Europie i USA (2014), zwłaszcza do produktów owocowych i warzywnych 15

16 Ogrzewanie omowe w przepływie Producenci linii OH : C-Tech Innovation, UK max kg/h Emmepiemme SRL, Włochy max kg/h APV Baker Ltd., UK max kg/h Alfa laval, Szwecja Alfa Laval 16

17 Ultradźwięki (termosonikacja) zasada działania: generowanie fal uderzeniowych, którym towarzyszą ekstremalne temperatury oraz ciśnienie efekt kawitacji niszczenie komórek drobnoustrojów typowe parametry procesu: częstotliwość KHz, temperatura C zalety: jednoczesna homogenizacja i emulgowanie ograniczenia: niska wydajność urządzeń wzrost temperatury podczas procesu dostępność urządzeń w skali przemysłowej: Industrial Sonomechanics, USA ISP khz, generator W, Pasteryzacja soku z marchwi - 60 l/h 17

18 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ ZAPRASZAMY DO WSPÓŁPRACY