Pulsed Electric Field (PEF) processing in de voedingsindustrie

Het effect van een behandeling met gepulseerde hoogspanning is afhankelijk van de veldsterkte. Bij hoge veldsterkte (10-30 kV/cm) kunnen micro-organismen geïnactiveerd worden (enkel pasteurisatie). Bij lage veldsterkte (0.5-1.5 kV/cm) krijgen we permeabilisatie van cellen (celdesintegratie).

Tijdens een behandeling met gepulseerde hoogspanning wordt het levensmiddel tussen twee electrodes geplaatst en wordt het onderworpen aan een gepulseerde hoogspanning.

Onderzoek rond deze technologie dateert van eind jaren ’90 en de toepassing op industriële schaal staat nog in de kinderschoenen.

PEF toepassingen bij hoge veldsterkte (10-30 kV/cm)

Een behandeling met gepulseerde hoogspanning bij hoge veldsterkte kan toegepast worden voor de pasteurisatie van fruitsappen, melk, yoghurt, soepen, vloeibare eieren, …

Door toepassing van deze niet-thermische conserveringstechniek wordt de houdbaarheid van het product verlengd met een minimaal verlies aan kwaliteit. Het is een continu aseptisch proces, enkel toepasbaar voor verpompbare producten.

De voordelen van een behandeling met gepulseerde hoogspanning als milde conserveringstechniek zijn:

(i)             vegetatieve micro-organismen worden afgedood bij milde temperaturen (T<40-50°C);

(ii)            de gepulseerde hoogspanning heeft slechts een minimaal effect op de kwaliteit;

(iii)           slechts korte procestijden (slechts enkele sec) zijn vereist;

(iv)          de energiekost van het proces is laag;

(v)           het is een afvalvrij proces.

Een behandeling met gepulseerd hoogspanning heeft echter ook een aantal belangrijke nadelen:

(i)     enkel homogene vloeistoffen zonder gasbellen en zonder partikels komen in aanmerking;

(ii)    sporen worden niet afgedood ;

(iii)   de meeste enzymen worden niet geïnaktiveerd;

(iv)  de electrische veldsterkte in de behandelingskamer kan niet-uniform zijn;

(v)   de electrische conductiviteit van het levensmiddel mag niet te groot zijn;

(vi)  het proces moet voldoen aan de Novel Food Regulation.

PEF toepassingen bij lage veldsterkte (0.5-1.5 kV/cm)

Een behandeling met gepulseerde hoogspanning bij lage veldsterkte leidt tot de permeabilisatie van cellen en kan bijgevolg toegepast worden om:

-       het rendement bij de productie van groenten- en fruitsappen te verbeteren (vb. wortelsap, appelsap);

-       het extractierendement te verhogen (vb. olijfolie-extractie, suikerextractie);

-       de kracht nodig voor het versnijden van levensmiddelen te reduceren (vb. versnijden van aardappelen);

-       de opname van pekel bij de productie van bereide vleeswaren te verbeteren en te versnellen.

Bron:

§  Picart L. & Cheftel J.C. (2003). Pulsed electric fields. In: ‘Food preservation techniques’. Edited by P. Zeuthen & L. Bøgh-Sørensen.

§  ‘Food preservation by pulsed electric fields - from research to application’ (2007). Edited by H.L.M. Lelieveld, S. Notermans & S.W.H. de Haan.