Ny prosessering kan gjøre maten mer bærekraftig
Skal vi bremse klimaendringene, må matproduksjon gjøres mer bærekraftig. I forskningen foregår et intenst arbeid med å finne gode løsninger for både industri, forbrukere og klode. Ny forskning viser at prosesseringsteknologier kan spille en viktig rolle i omstillingen til en mer klimavennlig matproduksjon.
En tredel av de menneskeskapte klimagassutslippene globalt skyldes matproduksjon. Men mat må vi ha, og det haster derfor å finne nye måter å produsere mat på som er mindre belastende for miljøet, og samtidig lønnsomt for produsenten. Samtidig vet vi at mat bør behandles så raskt og skånsomt som mulig for å bevare kvalitet og næring.
Nettopp raske, skånsomme og energibesparende måter å produsere og bevare mat på har vært fokus i det fireårige internasjonale forskningsprosjektet «iNOBox». I prosjektet er seks nyskapende prosesseringsteknologier undersøkt: høytrykk, mikrobølger, pulserende elektriske felt, ultralyd, UV-lys og plasma-aktivert vann.
Både forskere, matprodusenter og utstyrsleverandører har samarbeidet for å dokumentere disse teknologienes effekter på maten og matproduksjonen.
Øke holdbarheten for å redusere matsvinnet
En av de aller viktigste måtene å spare miljøet, er å slutte å kaste mat. I Norge kaster vi over 450 000 tonn mat hvert år, ofte fordi den går ut på dato.
– Vi vet at det er store forskjeller i miljøutslipp av ulike råvarer og produkter. Selv om det er lave utslipp for frukt og grønnsaker, har disse matvarene kort holdbarhet. Derfor er det ekstra viktig å gi dem lengre holdbarhet, og unngå at de havner i søpla, sier prosjektleder Tone Mari Rode.
Hvor bærekraftig er matprosessering?
Når bærekraft skal beregnes, er det gjerne klimagassutslippet og holdbarheten som studeres. Men også utslipp forbundet med for eksempel produksjon av utstyr og transport må tas med i beregningen.
For å få et bilde av helheten og ha mulighet til å sammenligne produkter, bruker forskerne «livsløpsvurderinger» – en systematisk gjennomgang av miljøeffekten i alle prosesser som har med matvaren å gjøre, fra frøet settes i jorda eller dyret avles frem, og helt frem til maten er spist.
Norsus har undersøkt en rekke produkter med denne metoden, for å se hvilken rolle selve matprosesseringen spiller i utslippsregnskapet. Blant annet sammenlignet de CO2-utslippene for en smoothie, en sandwich og en biffrett.
Studiene viser at utslippene fra de fleste prosesseringsteknologier bare utgjør en veldig liten del av hele livsløpsregnskapet til matproduktet.
– Dersom prosesseringen kan forlenge holdbarheten til et produkt, vil den kunne redusere miljøbelastningen til produktet, men bare hvis fordelen ved dette er større enn miljøbelastningen forbundet med prosesseringen, sier prosjektleder Rode.
Livsløpsvurderinger er komplekse analyser hvor veldig mange faktorer spiller inn. Norsus sine studier i dette prosjektet har gitt informasjon om energibesparelse, reduksjon av matsvinn, økt holdbarhet og arbeidsforhold.
Les mer om bærekraft og nye prosesseringteknolgier
Prosessering for å forbedre maten
At råvarer skal gjennomgå behandlinger for å bli bedre, er mange forbrukere skeptiske til. Mange mener at minst mulig behandling er det beste. Men dette er ikke alltid tilfelle.
Noen allergikere kan for eksempel spise nøtter som er varmebehandlet, men ikke rå. Allergenene som er knyttet til allergi ødelegges nemlig når nøttene ristes, mens andre proteiner ikke blir påvirket.
Kan behandling med nye teknologier fjerne spesifikke proteiner som gir allergiske reaksjoner fra matvarer? Analysene av dette er det Veterinærinstituttet og den nederlandske partneren TNO som har stått for. De har undersøkt hvor vidt de nye prosesseringsteknologiene kan fjerne spesifikke proteiner som kan gi allergiske reaksjoner. Og her blir nok egg-allergikere skuffet – analysene av egg viste nemlig ingen forskjeller mellom rå og behandlede egg når det gjelder allergifremkallende proteiner.
Prosessering kan påvirke muligheten kroppen har til å ta opp næring fra maten. Nofima har simulert fordøyelse i laboratoriet, og spesielt undersøkt proteinfordøyelsen av matvarer som er behandlet med de nye teknologiene. Resultatene viste at behandling med de ulike teknologiene ikke påvirker proteinfordøyelsen for noen av matvarene, bortsett fra i en «smart yoghurt» – en yoghurt som var laget ved hjelp av kombinasjoner av teknologier. I denne yoghurten var proteinfordøyelsen bedre enn ved tradisjonell prosessering. Mer om dette her.
Stort potensial for bærekraftig prosessering
Når nye teknologier blir tilgjengelige, kan det ta tid før de blir kjent og tatt i bruk. I matindustri er det flere faktorer som avgjør om en teknologi er interessant å satse på. For det første må den være kjent og tilgjengelig, og interessant å bruke som del av, eller erstatning for, prosesser som allerede er i bruk. Det må også være en overkommelig investering, og skal teknologien forbedre et produkt, må kunden oppleve at de nye endringene i produktet er til det bedre.
Matprodukter som aldri har vært laget før, eller som er laget på nye måter, må ha EUs «Novel food» -godkjenning for å kunne komme inn på det europeiske matvaremarkedet En tilsvarende «ny mat»-forskrift finnes i Norge, og her har vi felles regler og godkjenninger med EU. Dette har tidligere vært en lang og krevende prosess for matprodusenter, men er nå revidert og gjort noe smidigere. Nofima har studert dette regelverket, og oppfordrer matprodusenter til å søke hjelp hos Mattilsynet og hos andre produsenter. Åpenhet mellom produsenter er viktig for at bransjen skal lykkes med innovasjoner, viser Nofimas forskning.
Hvor vidt forbrukerne vil akseptere mat som er laget på nye måter, eller helt nye produkter, er en annen mulig barriere for å ta i bruk nye teknologier. Det er ikke uvanlig å være skeptisk til noe man kjenner lite til. Nofima har derfor gjort omfattende forbrukerstudier som har resultert i et praktisk verktøy for markedskommunikasjon. Her kan produsentene se hva slags informasjon som er gunstigst å bruke når produktet er laget ved hjelp av de ulike prosesseringsteknologiene.
Les mer om dette verktøyet:
– De omfattende studiene vi har gjort i dette prosjektet viser at nye teknologier har et stort potensial til å bidra til mer bærekraftig matproduksjon, sier prosjektleder Tone Mari Rode.
– Derfor fortsetter vi arbeidet i nye prosjekter. Mye utvikling og dokumentasjon gjenstår, men det er mange ulike muligheter som ligger i disse teknologiene. Vi håper norske matprodusenter vil bruke informasjonen vi har lagt ut på nett, og tar kontakt hvis de ønsker å teste teknologiene. Vi matforskere vil jo veldig gjerne bidra til at matproduksjonen foregår på lag med både folk og miljø, sier hun.
Kunnskap om prosesseringsteknologier tilgjengelig på nett
Og nettopp ønsket om at forskningsresultatene skal tas i bruk, er årsaken til at forskerne i dette prosjektet har lagt ned mye arbeid i et nettbasert verktøy spesielt laget for norske matprodusenter. Her er nyttig informasjon og dokumentasjonen fra prosjektet samlet på ett sted.
– For å kunne lage mer trygg, sunn og bærekraftig mat, er matprodusentene avhengige av at produksjonsmetodene er effektive, lønnsomme og bærekraftige. Dessuten må produktene holde minst like høy kvalitet som dagens produkter. Vi ønsker å hjelpe dem å vurdere nye teknologier, og har derfor gjort informasjonen og dokumentasjonen fra forskningen lett tilgjengelig, sier Rode.
På nettstedet kan matindustrien få kunnskap om de seks nye prosesseringsteknologiene, hvordan de fungerer, hvilke muligheter som ligger i dem, og eksempler på hvilke produkter de er egnet til. Informasjonen finnes på både norsk og engelsk, og det er laget enkle animasjonsfilmer som forklarer hva som skjer når maten gjennomgår behandling med de ulike teknologiene. Nettstedet finner du her: innovativefoodprocessing.no
Resultater fra forsøk med de seks teknologiene
For å sikre at matvarer er trygge, og gi dem lengre holdbarhet, er det vanlig at matprodusenter behandler produkter med varme i en autoklav – en trykk-koker hvor mikroorganismer i maten blir inaktivert. Utfordringen med autoklavene er flere, både at varmen som skal til for å drepe bakterier ofte påvirker matkvaliteten, og at behandlingen ofte krever mye tid, vann og energi.
Mange av de nye teknologiene forskerne har testet ut, er laget med tanke på å erstatte autoklavene og finne bedre måter å sikre trygg mat på – samtidig som de sparer tid, kostnader og klimabelastning. Jo raskere og skånsommere maten behandles, jo bedre bevares den naturlige kvaliteten både med tanke på smak, farge og næringsinnhold.
Her har vi samlet noen av resultatene fra forsøk gjort i iNOBox-prosjektet:
Høytrykksprosessering forbedret eggemasse og blomkål
Når maten utsettes for ekstreme trykk, helt opp mot 6000 bar, kan holdbarheten minst tredobles sammenlignet med et ferskt produkt. Jus får minst 2-3 måneders holdbarhet, avhengig av hvilken type. Behandlingen foregår ved romtemperatur eller ved kjølte betingelser, noe som bevarer næringsinnholdet godt, og ikke minst bevares smaken veldig godt. Behandlingen foregår på ferdig emballerte produkter, eller i bulk, hvor produktet etterpå tappes på flasker.
Metoden er godt egnet til pasteurisering både av faste og flytende produkter.
Et helt egg har lang holdbarhet, men når eggene kakkes og man lager en eggemasse, reduseres holdbarheten betraktelig. Det er vanlig å enten tilsette konserveringsmidler eller gi den en mild varmebehandling for at den skal holde seg lengre.
Nofima utsatte eggemassen for høyt trykk. Den fikk da lengre holdbarhet, og i tillegg ble flere egenskaper forbedret. Når den høytrykksbehandlede eggemassen ble pisket, økte skumdannelsen, og skummet holdt seg lenge uten å falle sammen. Blandingen fikk også økt emulgeringsevne, som kan være positivt ved ulike typer matprosessering og matlaging.
I en annen studie ble høytrykksprosessert blomkål undersøkt og sammenlignet med vanlig autoklavert blomkål. Etter fire ukers lagring hadde blomkålen ingen fargeendring, og teksturen var bedre enn hos den autoklaverte blomkålen. Det samme gjaldt blomkål som var behandlet med mikrobølger.
Mikrobølger ga lang holdbarhet på stekt kylling
Selv om mikrobølgeovnen er velkjent på kjøkkenet i mange hjem, er ikke metoden så mye brukt i matindustrien. Fordeler med å bruke mikrobølger i stedet for autoklav er at varmebelastningen på maten blir mye mindre enn ved tradisjonell autoklavering.
I et forsøk med kylling som var stekt og pakket på to ulike måter (vakuum og modifisert atmosfære), ble noen av prøvene videre prosessert med høytrykk eller mikrobølger. Deretter ble de lagret ved 4 °C. Den vakuumpakkede kyllingen hadde en holdbarhet på fire uker, mens høytrykksprøvene var gode i over tre måneder. Mikrobølgeprøvene viste også et stort potensial.
Pulserende elektriske felt (PEF) ga raskere spekepølse-produksjon og blansjering av gulrøtter
Matprodukter kan også utsettes for elektriske felt i korte pulser av ulik intensitet – en metode som kalles pulserende elektriske felt (PEF). Det som skjer da er at det dannes porer i cellemembranen til matproduktet. Dette kan gi en rekke fordeler, blant annet gjøre grønnsaker mer fleksible eller enklere å skrelle, og gi høyere utbytte ved ekstraksjon. Metoden kan også drepe bakterier i for eksempel jus, samtidig som smaken og næringsstoffene tas vare på.
I dette prosjektet undersøkte forskere ved det spanske universitetet i Zaragoza hvilken effekt metoden har i spekepølseproduksjon. De PEF-behandlede pølsene hadde en mye kortere tørketid enn de som var produsert på vanlig måte, og dessuten ble energiforbruket redusert med 40 %.
De gjorde også forsøk hvor gulrotbiter ble blansjert (kokt opp, for så å kjøles ned raskt). Da gulrøttene fikk PEF-behandling, ble tiden det tok å blansjere gulrøttene mer enn halvert.
Ultrafiolett lys (UV) gunstig for å drepe bakterier
UV-lys er allerede i bruk for å drepe bakterier på overflaten av matvarer eller andre flater, men for emballerte produkter er teknologien fortsatt under utvikling. Det er store forskjeller på hvor godt UV-lyset trenger gjennom ulike plastmaterialer. Overflaten på produktet er viktig. Dersom den ikke er glatt, kan bakterier gjemme seg i skyggen i folder og hulrom.
Forskere ved det britiske instituttet Campden BRI undersøkte UV-lysbehandling på tre ulike typer pakket kjøtt: kylling, svin og biff. Behandlingen påvirket ikke farge eller harskning, og holdbarheten var den samme som ved ubehandlede kjøttprodukter. Likevel ser forskerne at teknologien kan ha potensial i kampen mot sykdomsfremkallende bakterier.
UV-lys kan også brukes for å øke innholdet av D-vitamin i matvarer.
Ultralyd sparer energi i matproduksjon
Når matvarer får ultralydbehandling i forkant av annen prosessering, kan det gjøre at den påfølgende prosessen går fortere. For eksempel kan ultralydbehandling gjøre at varme trenger raskere inn i produktet, noe som gjør at man bruker mindre energi. Behandlingen går ikke ut over kvaliteten på produktet.
Kyllingbryst ble fryst og tint med og uten ultralydbehandling. Resultatene viste at innfrysingen gikk 25 % raskere med ultralyd-forbehandling, og tiningen gikk også raskere. Begge deler sparer tid og energi i produksjonen, og i tillegg økte holdbarhetstiden til kyllingen.
I yoghurtproduksjon fant forskerne at kombinasjonen av CO2, høytrykksbehandling og ultralyd kan brukes til å erstatte tradisjonell homogenisering og varmebehandling. Disse teknologiene i kombinasjon har en positiv effekt på det å inaktivere mikroorganismer og enzymer, fermenteringshastigheten, og vannbindingsevnen til yoghurten.
Plasma-aktivert vann har potensial for rå frukt og grønnsaker
Denne teknologien er fortsatt på utviklingsstadiet, og er ikke i bruk i matindustri ennå. Ved hjelp av strøm kan vann få tilført oksygen- og nitrogenforbindelser fra lufta som gjør at vannet får en del nye egenskaper. Dette kalles plasma-aktivert vann, og tanken er å bruke dette vannet til å skylle frukt og grønnsaker i før de selges. Om skyllevannet er plasma-aktivert, vil bakterier kunne inaktiveres, og holdbarheten forlenges.
I dette prosjektet har forskere ved Universitetet i Liverpool studert vannkvaliteten i ulike land, og funnet store forskjeller blant annet i pH-verdi. Vannet fra Norge viste seg å være veldig godt egnet for plasma-aktivering. Når vann fra England var brukt i plasma-aktivering, ble E.coli-bakterier inaktivert etter tjue minutters behandling, mens vann fra Palestina ikke hadde noen effekt på dem. Dette viser at det er viktig å ha kontroll på vannkvaliteten i en slik behandling.
I et annet forsøk gjennomført av Nofima, ble baby-spinatblader skylt i plasma-aktivert vann, og sammenlignet med baby-spinat som var ubehandlet eller skylt med vanlig vann. Etter åtte dagers lagring hadde spinaten som var skylt i plasma-aktivert vann ingen økning i bakterietall. Fargen holdt seg også fin.
Forskerne konkluderer med at teknologien har potensial, men det trengs mer forskning og utvikling før den kan være aktuell for matindustrien.
Utforsk selv!
Informasjon om de seks teknologiene og dokumentasjon av effekter de har på matvarer er gjort tilgjengelig på nettstedet innovativefoodprocessing.no.
Der finner du også informasjon om bærekraft og om markedskommunikasjon av produkter som er laget ved hjelp av nye prosesseringteknologier.
Fakta om forskningen
Prosjektet iNOBox pågår i perioden 2018-2022 og er finansiert av Norges forskningsråd.
Partnere: Nofima (prosjektleder), Norsus, Veterinærinstituttet, Universitetet i Zaragoza, University of Liverpool, Campden BRI, TNO, BAMA Gruppen, Den Stolte Hane, Findus, Fjordkjøkken, Fjordland, HOFF, MatBørsen, Advanced Microwave Technologies, Elea, Hiperbaric, UV Technology, ILSI Europe og Astma- og allergiforbundet.
Teknologiene som er undersøkt: høytrykk, mikrobølger, pulserende elektriske felt, ultralyd, UV-lys og plasma-aktivert vann
Matvarer som var med i forsøkene: Melk, juice, yoghurt, kjøtt fra kylling, svin og storfe, blomkål, gulrot, selleri, potet, babyspinat og egg. (Eventuelt: meieriprodukter, kjøttprodukter og grønnsaker).
Egenskaper som er undersøkt: Mattrygghet, holdbarhet, kvalitet, næringsverdi, allergenisitet ved maten. I tillegg har vi undersøkt bærekraft, forbrukerpreferanser og regelverk ved innovative produkter.
Kontaktpersoner
Forskningsområder
Teknologier for matprosessering
Bærekraft
Holdbarhet og mattrygghet
Markedsføringsstrategi
Temaer
Høytrykksprosessering
Prosjekter