Innovativ prosessering av grønnsaker og poteter

På verdensbasis anslås hele 400 millioner tonn avfall fra plantebasert mat hvert år. Nye teknologier i matindustrien kan bidra til at vi bruker mer av hele råvaren, og produserer mat på en mer energi-effektiv måte.

Målsetting

Utvikle bærekraftige matproduksjonssystemer med innovative teknologier som gir matindustrien nye muligheter til å lage mer bærekraftige potet- og grønnsaksprodukter.

Slik jobbet vi

De nye prosessteknologiene vi testet omfatter tre typer mikrobølge-oppvarming, i tillegg til High Moisture Extrusion Cooking (MHEC) og pulserende elektriske felt (PEF). Disse brukte vi for å vise potensialet for å spare både energi og vannforbruk i produksjonen, og forbedre smak og næringsverdi i produktene.

HMEC og forbehandling med PEF kan øke verdien på lite utnyttet restråstoff og avfall.

Vi brukte datamodeller for å forutsi hvordan ulike prosesser vil påvirke næringsinnholdet i matprodukter.

Vi har i tillegg laget et verktøy for å hjelpe matprodusentene å bruke mindre energi og vann, og gjennom det øke lønnsomheten. For å kunne spare enda mer energi, har vi også testet ut helt nye måter å emballere produkter på.

Resultater

Covid-19-effekter

Som følge av covid-19-pandemien med omfattende tiltak i hvert av partnerlandene måtte noen av planene endres på, men prosjektet har likevel hatt god fremdrift, og vi har oppnådd de aller fleste målene som ble satt.

Toroid hermetikkboks

Vi har utviklet prototype og gjort forsøk med toroid hermetikkboks, inkludert modellering:

Ved hermetisering påvirkes varmeoverføringshastigheten hovedsakelig av beholderform og produkttype. Økt varmeoverføringshastighet vil redusere prosesstiden og føre til kvalitetsforbedring.  

I InProVe har vi vist at en ny innovasjon; toroide bokser gir en betydelig økning i oppvarmingshastigheten for både faste og flytende matprodukter. Flere prototyper av toroide bokser ble konstruert og bygd. Det er utført en betydelig mengde arbeid med validering og modellering av varmeoverføring, i ulike typer systemer for statisk og bevegelig autoklavering, der toroide bokser har blitt sammenlignet med standard bokser. Eksperimenter har blitt utført med en rekke modell- og matprodukter, fra den enkleste modellskalaen ved bruk av vann som medium, og i komplekse realistiske produkter, for eksempel tomatbasert soppsaus, grønnsaksupper og grønnsakspuré.

Resultatene viser at toroide bokser har stort potensial for en raskere oppvarmingshastighet sammenlignet med oppvarming i tradisjonelle bokser. Dette innebærer store besparelser i behandlingstid og bruk av energi. På grunn av den reduserte varmebelastningen beholdes næringsstoffene bedre, mens farge og tekstur bevares, og matvaren oppnår den samme lange holdbarhetstiden som tradisjonell hermetikk.

Innsamlede data vil bli brukt i fremtidig modellering og kinetikk-studier av relevante næringsstoffer og vitaminer.

HTST-mikrobølger

Teknologien for High Temperature – Short time (HTST)-mikrobølgeoppvarming har blitt utviklet og implementert i pilotskala. I InProVe-prosjektet har HTST-mikrobølgeteknologi blitt evaluert med tanke på kvalitet av supper (‘Norsk Fiskesuppe’ og suppe med rotgrønnsaker).

Resultatene viser at munnfølelse og tekstur på biter av fisk og grønnsaker, farge, etc. er bedre enn ved konvensjonell prosessering. Næringsinnholdet i supper produsert på denne måten er minst like høgt som i tradisjonelt prosesserte supper.

Utvinne verdifulle komponenter

Vi har også studert bruken av «grønne» teknologier for å utvinne verdifulle fytokjemikalier (f.eks. beta-karoten og polyfenoler) fra restråstoff og ubrukt biomasse fra grønnsaksprosessering.

PEF har blitt evaluert for å kunne forbehandle biomassen før superkritisk CO2 ekstraksjon for å utvinne karotenoider fra restråstoff fra gulrot, og polyfenoler fra restråstoff fra potet.

Resultatene viser at PEF øker utvinningsgraden av betakaroten fra gulrotskrell. Når det gjelder potet, ser PEF ut til å øke utvinningsgraden av polyfenoler både fra potetskrell og kuttet potet.

Tørkede fraksjoner med HMEC

I 2021 har det blitt utført forsøk med tørkede fraksjoner av biprodukter fra blant annet erter og sopp til produksjon av vegan-produkter med ‘kjøttaktig’ tekstur og kjøtt-grønnsak hybrid-produkter, ved å bruke innovasjonen High Moisture Extrusion Cooking (HMEC).

Det ble blant annet utviklet en veganburger som var basert på restråstoff fra skorsonnerot blandet inn i soyamasse. Denne burgeren oppfattes som mer saftig, og har et høyere innhold av kostfiber enn tradisjonelle veganburgere. Mange europeere får i seg for lite kostfiber. Denne teknologien har vist seg å kunne bidra kraftig til reduksjon av svinn fra grønnsaksprosessering, samtidig som forbrukerne får økt tilgang til sunn og bærekraftig mat.

Publikasjoner

End-over-end (EoE) rotation of toroidal cans: An experimentally validated mathematical modelling study

Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2024 Vitenskapelig artikkel

Valorization of Tomato Surplus and Waste Fractions: A Case Study Using Norway, Belgium, Poland, and Turkey as Examples

Foods, 2019 Vitenskapelig artikkel

Vitenskapelige

• Valorization of Tomato Surplus and Waste Fractions: A Case Study Using Norway, Belgium, Poland, and Turkey as Examples. Foods Journal
• Toroidal cans for thermal processing of liquid and solid-liquid mixtures under static and end-over-end rotation.  Innovative Food Science and Emerging Technologies
• EFFoST 11.-14. november 2019: 3 postere og 1 presentasjon
• Evaluation of the carotenoid yield of pulsed electric field followed by supercritical carbon dioxide extraction versus supercritical carbon dioxide extraction of carrots by-products. MSc thesis, Mark Sep, 2019
• The extraction of polyphenols from potato waste through PEF-treatment. MSc thesis, Johnnny Pham, 2019
• Application of novel extraction technologies for extraction of carotenoids from carrots. MSc thesis, Moltas Olofsgård, 2020
• EFFoST 10.-12. november 2021: 1 poster
• ICOME 9.-11. juni 2021: 1 presentasjon
• SAAFoST 20.-22. september 2021: 1 presentasjon
• EFFoST 1.-4. november 2021: 1 poster
• CFD analysis of can heating process. Submitted to Fluid Dynamics & Materials Processing, 2021

Populærvitenskapelige

• Many Europeans lack knowledge of proper  microwave use
• EU research collaboration: Success or failure?
• A hole in the can may provide better canned food
• Banning canning is a misunderstanding
• Less potato waste and better food with new technologies