Koffiemelk
Koffiemelk, ook wel geëvaporeerde melk genoemd, is ingedikte, vaak gesuikerde, gehomogeniseerde, gesteriliseerde melk bedoeld voor het gebruik in koffie. Vroeger werd vaak hete gekookte melk aan koffie toegevoegd om de smaak van koffie te verzachten. Koude melk zou de koffie namelijk te veel afkoelen. Vandaar dat men deze melk is gaan indikken, zodat deze direct aan de koffie kan worden toegevoegd. Koffiemelk heeft dan ook een dikkere structuur dan gewone melk en een hoger vetpercentage. Naast volle koffiemelk bestaat er ook halfvolle of magere koffiemelk met een lager vet en suikergehalte.
Productie koffiemelk
Men onderscheidt twee processen: de in de verpakking gesteriliseerde bereiding en de in-lijn gesteriliseerde bereiding van koffiemelk. Onderstaand wordt de bereiding van de in de verpakking gesteriliseerde koffiemelk besproken en zal slechts kort worden ingegaan op de andere methode.
In verpakking gesteriliseerde koffiemelk
Grondstof
In de te gebruiken rauwe melk mogen geen zuren of andere stofwisselingsproducten in hoeveelheden van betekenis aanwezig zijn. Het kiemgetal moet laag zijn, omdat de melk dan gemakkelijker gesteriliseerd kan worden. Bovendien mag de melk geen colostrum bevatten, aangezien het product hierdoor minder hittestabiel wordt. Met behulp van infraroodmetingen wordt het vet- en eiwitgehalte van de rauwe melk bepaald.
Standaardiseren
In het verleden werden in Nederland warenwettelijke eisen gesteld aan het vetgehalte en drogestofgehalte van koffiemelk:
- koffiemelk: tenminste 7,5% vet en tenminste 25% droge stof
- halfvolle koffiemelk: tussen 4 en 4,5% vet en tenminste 24% droge stof
- magere koffiemelk: minder dan 1% vet en tenminste 20% droge stof
Vandaar dat de melk voor verdere bewerkingen eerst wordt gestandaardiseerd. Aangezien er tijdens het indampproces alleen water aan het product wordt onttrokken, moet de te concentreren melk al de gewenste verhouding tussen het vetgehalte en het vetvrije drogestofgehalte hebben. Standaardisatie vindt plaats door aan de volle rauwe melk ondermelk (melk, waarvan een deel van de room is verwijderd) of zoete karnemelk (als bijproduct van de boterbereiding) of wei (als bijproduct van de kaasbereiding) toe te voegen, zodat deze gewenste verhouding wordt verkregen.
Voorverhitten
Na het standaardiseren wordt de melk zeer intensief voorverhit (1 - 3 min bij 100 tot 135°C) in een platen- of buizenwarmtewisselaar om:
- pathogene micro-organismen en een groot gedeelte van de thermoresistente micro-organismen en bacteriesporen af te doden;
- enzymen te inactiveren;
- de hittestabiliteit van de geëvaporeerde melk te verhogen;
- het nadikken van de geëvaporeerde melk tijdens bewaring te verminderen;
- de melk in temperatuur te verhogen voor de eerste trap van de indampinstallatie:
- voor bepaalde smaakbeleving (karamelisatie van melksuikers).
De hittestabiliteit wordt verhoogd, doordat het hittelabiele serumeiwit uit de melk neerslaat op het aanwezige caseïne-eiwit. Door dit laagje serumeiwit wordt het coaguleren van de caseïnemicellen tijdens het steriliseren verhinderd. Bovendien daalt de hoeveelheid opgelost calcium en fosfaat door het voorverhitten, wat een gunstig effect heeft op de hittestabiliteit.
Na het voorverhitten is de melk witter van kleur, doordat de serumeiwitten tijdens het voorverhitten denatureren en hierdoor het licht meer verstrooien.
De melk wordt na het voorverhitten afgekoeld tot ongeveer 70°C.
Indampen
Met behulp van een vacuümvalstroom- of omloopverdamper wordt de melk ingedikt tot een drogestofgehalte van ongeveer 31%. Te ver indikken geeft een lagere opbrengst en verlaagt de hittestabiliteit van de ingedikte melk. Door het gebruik van vacuüm wordt het kookpunt van de melk verlaagd (65 à 70°C), zodat de melk zo min mogelijk een kooksmaak krijgt en aanbranden wordt tegengegaan. Een lagere temperatuur ontstaat een risico dat thermofiele micro-organismen kunnen uitgroeien.
Homogeniseren
Om oproming van de koffiemelk tijdens langdurig bewaren bij een hogere temperatuur tegen te gaan, wordt de ingedikte melk vervolgens met een tweetraps hogedruk homogenisator gehomogeniseerd bij een temperatuur van 60 tot 65°C en een druk tussen 125 en 250 bar. Door het homogeniseren wordt de viscositeit wat verhoogd en gaat de hittestabiliteit achteruit. De melk mag dus niet te intensief gehomogeniseerd worden. Het homogeniseren heeft een vergroting van de witkracht van de koffiemelk in koffie tot gevolg.
Koelen
Na het homogeniseren wordt de ingedikte melk met behulp van een warmtewisselaar gekoeld tot ongeveer 8°C. Vervolgens wordt het drogestofgehalte gecontroleerd en kan zonodig worden nagestandaardiseerd met water. Hierbij moet men er rekening mee houden dat door toevoeging van de 10%-oplossing van het stabilisatiezout de melk weer wat verdund wordt. Het geheel wordt hierna tijdelijk in geïsoleerde tanks opgeslagen, totdat de juiste hoeveelheid stabilisatiezout is bepaald.
Stabiliseren
Om ervoor te zorgen dat de ingedikte, gehomogeniseerde koffiemelk niet coaguleert tijdens het steriliseren, wordt er een stabilisatiezout (meestal Na2HPO4) toegevoegd. Doordat het stabilisatiezout basisch is, wordt de pH van de koffiemelk hierdoor verhoogd. Bovendien bindt het zout een deel van de aanwezige Ca2+, waardoor het caseïne-eiwit een negatievere, afstotende lading krijgt. Beide veranderingen zorgen voor een verhoogde hittestabiliteit. Aangezien er verschil zit in de partijen melk, worden doorgaans eerst een aantal proefsterilisaties uitgevoerd met kleine charges om de juiste hoeveelheid stabilisatiezout te bepalen. Er kan nu eventueel nog een vitamine aan de koffiemelk worden toegevoegd.
Verpakken
Na het toevoegen van het stabilisatiezout wordt de koffiemelk afgevuld in glazen flessen of vertinde blikken. Deze blikken zijn voorzien van inwendige laklaag om te voorkomen dat op den duur ijzer of tin in het product terecht komen. Voordat de blikken worden dichtgefelst, wordt stoom in de kopruimte toegediend om de overdruk tijdens de sterilisatie te beperken.
Steriliseren
De blikken en flessen worden vervolgens roterend gesteriliseerd in een batchgewijze autoclaaf of continue sterilisator gedurende 15 tot 20 minuten op 110 tot 120°C. Wanneer het gewenste steriliserende effect is bereikt, worden de producten afgekoeld tot bewaartemperatuur. Door Maillardreacties (karamelisatie) wordt de koffiemelk bruiner van kleur. Men kan deze kleur beïnvloeden, door een andere temperatuur- en tijdcombinatie toe te passen. Daarnaast neemt de viscositeit van de koffiemelk door het steriliseren toe.
Etiketteren
De verpakkingen worden geëtiketteerd en tot verzendeenheden verpakt. Wanneer de koffiemelk bij een temperatuur tussen 0 en 15°C wordt opgeslagen, is deze gedurende lange tijd houdbaar.
Stromend gesteriliseerde koffiemelk.
Tot aan het homogeniseren is het productieproces van stromend gesteriliseerde koffiemelk gelijk. Omdat deze koffiemelk UHT wordt gesteriliseerd, hoeft er niet zo intensief gehomogeniseerd te worden. Het homogeniseren dient er in dit geval alleen voor om oproming tijdens tijdelijke opslag tegen te gaan. Vervolgens wordt de koffiemelk teruggekoeld tot 5 à 8°C en tijdelijk opgeslagen. Het homogeniseren kan zelfs achterwege worden gelaten, als het gehele proces in één gang uitgevoerd wordt. Omdat tussentijds koud bewaren de neiging tot nadikken verhoogd, wordt aan deze laatste methode de voorkeur gegeven.
De koffiemelk wordt gedurende 4 seconden tot 8 minuten bij 122 tot 140°C UHT gesteriliseerd met behulp van een buizenwarmtewisselaar. Over het algemeen is het niet nodig om stabilisatiezout aan deze koffiemelk toe te voegen.
Na het steriliseren wordt de koffiemelk aseptisch gehomogeniseerd om eventueel gevormde eiwitaggregaatjes te verkleinen. Nadat het geheel is gekoeld, kan het in diverse verpakkingen aseptisch worden afgevuld. De koffiemelk kan vervolgens gedurende 6 tot 9 maanden bij kamertemperatuur worden bewaard.
Voedselveiligheid & Hygiënisch Ontwerp
Het bereidingsgedeelte moet tenminste voldoen aan GMP: zichtbaar schoon bij aanvang gebruik, en geen langdurig achtergebleven naspoelwater.
Het voorverhitten is een van de twee kritische stappen in het proces m.b.t. de afdoding van micro-organismen. Het is van belang dat dit gedeelte van het proces goed ontworpen is – volgens EHEDG-richtlijn no.1. Als voorverhitter wordt vaak een platenwarmtewisselaar gekozen. Het is bekend dat als in nieuw staat, maar vaker na verloop van tijd lek raken. Regelmatige controle is aan te geen last hebben van spannings- en spleetcorrosie bij de sterk vervormde dunne platen van de platenwarmtewisselaar.
Na de voorverhitter moet de hele lijn inclusief afvulmachine hygiënisch ontworpen. D.w.z. reinigbaar tot op microbieel niveau. Als het product na het afvullen in de verpakking gesteriliseerd wordt, dan is GMP na de koeler voldoende. De indamper moet in alle gevallen hygiënisch ontworpen zijn, omdat hierover langdurig product wordt gecirculeerd en er een risico bestaat van de vorming van hittestabiele thermofiele micro-organismen, die bij hogere opslagtemperatuur (tropen) ook na sterilisatie kunnen uitgroeien.
Maar ook bij GMP, is de sterilisatie in de verpakking geen vrijbrief om minder nauwkeurig zorgvuldig met het voorproces om te gaan of de procesapparatuur minder frequent of niet volledig te schoon te maken, of een langere productierun te voeren. Grote hoeveelheden van hittestabiele giftige stoffen, afkomstig van micro-organismen, kunnen ook na sterilisatie giftig (m.n. toxines van S.aereus) blijven, en vormen een bedreiging van de gezondheid van de consument.
Pulserend elektrisch veld - principe
Pulserend elektrisch veld om micro-organismen af te doden is al lang bekend. Enige tijd is de toepassing duur geweest in vergelijking met ander technieken, maar de toepassing kan voor sommige producten interessant zijn. Voordelen zijn dat het te behandelen voedselproduct niet in chemische en fysische eigenschappen verandert, nauwelijks in temperatuur stijgt, er weinig water en energie nodig is en weinig reiniging (vergeleken met UHT).
Het antibacteriële effect van een pulserend elektrisch veld was reeds getest aan het eind van de 19de eeuw, maar de dodelijke gevolgen voor micro-organismen met lage frequentie toepassing van de wisselstroom werden later gevonden.
In de jaren '20 van de vorige eeuw werd in Europa en de V.S een proces genaamd “Electropure” geïntroduceerd. Het was één van de eerste pogingen om elektriciteit voor melkpasteurisatie te gebruiken en het werd uitgevoerd door de toepassing van een (niet gepulseerde) wisselstroom van 220 V binnen een behandelruimte van koolstofelektrode. Ongeveer vijftig installaties waren binnen verrichting tot de jaren '50, maar wegens toenemende energiekosten en de concurrentie van nieuwe milde thermische conserveringstechnieken (zoals UHT en Ohmic Heating), zijn deze installaties vervangen.
Behalve thermische gevolgen die op het mechanisme van Ohmic Heating berusten, werden de dodelijke gevolgen van elektrochemische reacties zoals de hydrolyse van chloor gevonden toen voedsel werd behandeld met ontlading van 3-4 kV.
Pulserende ontlading van hoogspanningselektriciteit over twee elektroden voor microbiële inactivering werden voor het eerst in de jaren '50 onderzocht. Deze behandeling resulteerde in een genoemde “elektrohydraulische behandeling”. De elektroden werden ondergedompeld in een vloeibare middel binnen een drukvat, de elektrische bogen werden geproduceerd door hoogspanningspulsen die voorbijgaande drukgolven tot 250 MPa en ultraviolet licht pulsen vormden.
Verschillende experimenten werden toonden aan dat de pulserend elektrische velden kunnen worden toegepast voor verstoring van cellen in voedselmateriaal. Deze experimenten werden verder ontwikkeld en uitgebreid voor de inactivering van micro-organismen en afvalwaterbehandeling. [1]
1 Principe
De belangrijkste componenten die voor pulserend elektrisch veld van toepassing zijn vereist, zijn één pulsgeneratiesysteem en een behandelruimte. Een essentiële eis voor een efficiënte productie is een continu stromend systeem met een hoge capaciteit die aan ontwikkeling van continue behandelingkamers leidt. Het voedsel wordt daarin doorgepompt terwijl het blootgesteld wordt, aan het omringend elektrische veld en hoge temperaturen.
Voordat de verhitting begint, zouden de warmtewisselaars kunnen worden gebruikt, om de media te verhitten. Na de behandeling, zou de gedissipeerde elektrische energie in een temperatuurverhoging kunnen resulteren. Deze energie dient te worden verwijderd voordat het product aseptisch verpakt wordt.
Een aseptische verpakkingsmethode wordt vereist om opnieuw verontreinigen te verhinderen/voorkomen. Eén van de belangrijkste voordelen om het product te behandelen met PEF, is het continu stromend systeem met zeer korte verwerkingstijden, met als vervolg dat het systeem gemakkelijk kan worden uitgevoerd in een bestaande verwerkingslijnen.
Het pulsgeneratiesysteem zet de elektrische sterkte om van een laag voltage niveau naar hoog pulserend elektrische velden. [2]
Door een pulserend spanningsverschil van meer dan 1 Volt over het celmembraan van vegetatieve micro-organismen raakt dat membraan lek of gaat zelfs kapot. Boven de kritische sterkte van ongeveer 1 Volt ontstaan microporiën in de celwand, waardoor voedingsstoffen weglekken en gifstoffen de cel binnen kunnen dringen. Het micro-organisme heeft al zijn energie nodig om “in stand te blijven”. Daardoor is voor de groei geen energie meer over.
Een elektrisch veld wordt aangelegd over een vloeibaar voedingsmiddel, dat tussen een positief geladen en een negatief geladen elektrode doorstroomt. Dat veld wordt telkens zeer kort, tussen enkele microseconden tot milliseconden gehandhaafd waarna de plus en min lading weer naar nul daalt. Vervolgens wordt opnieuw een zeer kort elektrisch veld aangelegd. Dit is de reden waarom deze term “Pulserend Elektrisch Veld” wordt genoemd.
Men geeft een voedingsmiddel tussen 10 en 100 van dergelijke korte pulsen, met een gebruikte veldsterkte tussen ongeveer 10 KV/cm en 40 KV/cm. Bij 40 kV/cm is het spanningsverschil zo groot dat door het voedingsmiddel kortsluiting ontstaat. Dit effect is uiteraard niet gewenst. Vanaf ongeveer 15 kV/cm sterven vegetatieve micro-organismen in het product af. [3]
Een vereenvoudigde kring voor het afwikkelen van pulsen wordt getoond in Figuur 1.1, welke bestaat uit een “het laden en het lossen eenheid”. Een voorraad energie component wordt dwars opgeladen door een “charging resistor” via een DC hoog energiespanning voorziening.
Figuur 1.1: Vereenvoudigde stroomkringen van de pulsgeneratiesystemen en de ideale voltagepatronen van exponentieel bederf en vierkante golfpulsen (Sun et. al 2005, p.76)
Figuur 1.2: Principe hoge pulserend elektrisch veld (Barbosa et. al. 1998, p.55)
[2]
2 Indeling apparatuur
De behandelruimte
De behandelruimte, waarin het voedsel aan het pulserend elektrische veld wordt blootgesteld, bestaat uit minstens twee elektroden: één op hoogspanning en de andere op grondpotentieel, dat door materiaal in verschillende geometrieconfiguraties te isoleren wordt gescheiden. Parallelle platen, de coxiaal of co-lineaire cilinders zijn algemeen gebruikt. Een groot aantal studies is uitgevoerd met parallelle plaatsystemen binnen iedere partij en later in ononderbroken stroomrichting. Batch-ruimtes verstrekken vele voordelen voor laboratoriumgebruik; de kleine volumes van behandelingsmedia worden vereist en de behandelingstemperatuur is gemakkelijk om door de elektroden te koelen en door langzame herhalingsbesturing te handhaven.
Tussen de verschillende elektroden configuraties (Figuur 2.1), geven de parallelle platen het meest eenvormige elektrische veld op een groot bruikbaar veld tussen de platen, maar de behandelingsintensiteit wordt verminderd in grensvelden. In batch-kamers kunnen productstroom tot veranderingen van positie leiden (zonder zich te mengen) en een aanzienlijk deel van het volume kan onder-bewerkt blijven, dit is namelijk noodzakelijk voor de micro-organismen inactivering. In continue behandelruimtes, kan dit worden verhinderd door veelvoudige behandelingszones toe te voegen in lijn of in stroomkanalen. Om de hoge doorstroom te bereiken die voor industriële toepassingen wordt vereist, moeten de pulsen met een hoge herhalingsstroom worden toegepast, wat tot een snelle temperatuurverhoging van de media leidt. Het elektrode en isolatiemateriaal moet food grade en autoclavable zijn. Voorts moeten de elektrochemische eigenschappen in acht worden genomen. Goud, platina, koolstof en metaaloxides worden als alternatief gezien voor algemeen gebruikte roestvrij staalelektroden. Om productblootstelling aan de elektroden oppervlakte te vermijden, werd een systeem ontwikkeld dat uit een glasrol bestaat: het omringen van de werkstukelektrode. Dit bevestigde dat de microbiële inactivering zelfs zonder direct contact kan worden verkregen.
Figuur 2.1: Configuraties van behandelruimtes voor continu PEF behandeling:
a) Parallel plaat
b) Coxiaal plaat
c) Co-lineaire configuratie
(Sun et. al. 2005, p. 78)
[4]
3 Microbiële afdoding
3.1 Microbiële afdoding
Voor voldoende inactivering van micro-organismen kunnen een aantal factoren van belang zijn: behandelingstijd, pulsvorm en behandelingstemperatuur (waarvan het laatste het meeste effect heeft).
Behandelingstijd
Een verhoging van de behandelingstijd zorgt voor uitstekende inactivatie, maar in sommige gevallen wordt verzadiging verkregen. Indien de puls in breedte toeneemt, neemt de micro-organismen afdoding ook toe. De pulsbreedte is niet gelijk gekoppeld aan behandelingstijd voor de afdoding van micro-organismen. Afhankelijk van de soort micro-organismen heeft de behandelingstijd meer effect op de inactivering dan de pulsbreedte.
Uit een onderzoek is gebleken dat voor inactivering van Salmonella senftenberg de behandelingstijd veel meer effect heeft dan de pulsbreedte. [5]
Pulsvorm
Afhankelijk van de topologie en de capaciteit van de PEF apparatuur, kunnen verschillende pulsvormen worden verkregen: exponentieel, rechthoekig (rectangular), monopolair, bipolair, oscillerend.
Uit onderzoek is gebleken dat de oscillerende vorm het minste effect heeft op inactivering van micro-organismen. Terwijl rectangular pulsen meer effect geven als het gaat om energie en inactivering ten opzichte van exponentiële pulsen.
Uit hetzelfde onderzoek in gebleken dat door het gebruik van monopolaire pulsvorm 4,5 decimale reductie is verkregen van Bacillus subtillis in melk, terwijl bipolair 5,5 decimale reductie heeft veroorzaakt. In beide gevallen zijn er 13 pulsen van 16kV/cm toegepast met een pulsbreedte van 180 microseconden (μsec). [5]
Behandelingstemperatuur
De temperatuur van de behandeling heeft een groot effect op de inactivatie van micro-organismen. Verschillende onderzoekers hebben het synergie effect van temperatuur (25-55°C) in combinatie met PEF behandeling voor de inactivering van micro-organismen alsmede enzymen kunnen aantonen. De toename van temperatuur leidt tot een toename van de kinetisch energie van de ionen, daardoor worden de celwanden van de micro-organismen permeabel.
Uit onderzoek kon men constateren dat de combinatie van PEF en een temperatuur van 55°C, de celwanden van Escherechia coli O157:H7 kon afbreken. Uit een ander onderzoek is gebleken dat door het gebruik van 35 pulsen van 25 en 31 kV/cm, respectievelijk 3 decimale reductie van Staphlococcus aureus en 2 decimale reductie van Bacillus cereus kon worden verkregen bij magere melk. De tijd en temperatuur combinatie die werden gehanteerd waren respectievelijk: 15 min / 45°C, 20 en 40 min / 60°C voor S. aureus en 5 – 10 min / 70°C voor B cereus. [5]
Er is een studie uitgevoerd omtrent het temperatuureffect op behandeling van Escherichia coli in appelsap. Deze studie wilde het effect van gecombineerd behandeling van PEF en milde hitte-behandeling wijzen voor microbiële inactivering. Men kon aantonen dat een temperatuurbehandeling van 35-55°C Escherichia coli tot 6 decimale-reductie kon veroorzaken. Hierboven wordt 10 tot 40 kJ/kg vereist wanneer het werken bij een eerste behandelingstemperatuur van 55°C is toegepast. [6]
Uit een ander onderzoek is gebleken dat het toepassen van PEF behandeling van 15 tot 30 pulsen van 30 kV/cm bij 43°C tot 2 decimale reductie leidt van Bacillus subtillis. Vervolgens heeft men de temperatuur verhoogd naar 55°C. Dit resulteert in 5 decimale reductie van Bacillus subtillis. [7]
3.2 Enzym inactivering
De enzymatische activiteit wordt veranderd door PEF behandeling.
In het algemeen, enzyminactivering door PEF te bereiken, is minder significante ten opzichte van microbiële inactivering. Dit feit is belangrijk omdat sommige enzymen nuttig zijn voor de voedselindustrie, PEF zou tot de vernietiging van micro-organismen leiden. Terwijl het handhaven van de activiteit van sommige enzymen gewenst is. De PEF behandeling beïnvloedt enzymactiviteit. In de meeste gevallen, zijn de hoge niveaus van inactivering bereikt, maar in sommige gevallen zijn geen effecten of geen verhoging van aanvankelijke activiteit ontdekt. Afhankelijk van de product soort en de behandelingsconditie (tijd/temperatuur) is de enzymen inactivering groot of juist klein (zie figuur 3.4).
Zoals in figuur 3.4 wordt weergegeven is de inactivering van Pectin methyl esterase in jus’orange tot 88% bereikt bij een behandeling van 35kV/cm, 59μs bij 60°C, terwijl minder dan 10% inactivering is verkregen bij 35 kV/cm, 1000 μs. [8]
| Enzyme | Media | Treatment conditions | Inactivation (%) | Reference |
|---|---|---|---|---|
| Pectin methyl esterase (tomato) | NaCl solution (8.8%) | a24 kV/cm, 8000µs, 15°C | 93.8 | Giner et al. (2000) |
| Distilled water | a30 kV/cm, 4000µs | < 10 | Van Loey et al. (2002) | |
| Pectin methyl esterase | Orange juice | b35 kV/cm, 59µs, 60.1°C | 88 | Yeom et al. (2000b) |
| Orange juice | b25 kV/cm, 250000µs, 65°C | 90 | Yeom et al. (2002) | |
| Orange juice | b35 kV/cm, 1500µs, 45°C | 80 | Elez-Martinez et al. (2003a) | |
| Blended orange-carrot juice | b25 kV/cm, 340µs, 63°C | 79 | Rodrigo et al. (2001) | |
| Pectin methyl esterase (orange peel) | Orange juice | a35 kV/cm, 1000µs | < 10 | Van Loey et al. (2002) |
| Distilled water and MccIlvaine buffer (pH=3.7) | a30 kV/cm, 40000µs | < 10 | Van Loey et al. (2002) |
Figuur 3.4 overzicht enzymen inactivatie (Sun, et. al 2005, p. 162-163)
Conclusie:
PEF behandeling kan eenvoudig vegetatieve micro-organismen, alsmede enzymen inactiveren. PEF kan ook ziekteverwekkers vernietigen. Sporenvormers en bederf veroorzakende bacteriën worden vernietigd, mits de juiste behandeling wordt toegepast, met name hogere temperatuur.
4 Toepassing
PEF behandeling wordt toegepast in verpompbare producten zoals melk, yoghurt, vruchtensappen en eventueel een heel ei (tussen twee elektroden). [9]
Het wordt ook toegepast bij droogprocessen bij fruit, plantencellen extractie en bij behandeling van zure producten. [10]
In de onderstaande figuur (4.1) wordt weergegeven welke producten behandeld worden door PEF:
| Treated medium | Reference |
|---|---|
| 0.1% NaCl solution | Sale and Hamilton (1967), Gupta and Murray (1989) |
| 17.1 mM saline solution | Hülsheger and Niemann (1980) |
| 0.9% NaCl solution | Jacob et al. (1981), Yonemoto et al. (1993) |
| Phosphate buffer, pH 7.0 | Hülsheger et al. (1983), Matsumoto et al. (1991), Jayram et al. (1992) |
| Milk | Dunn and Pearlman (1987), Gupta and Murray (1989), Reina et al. (1998), Bendicho et al. (2002a) |
| Yogurt | Dunn and Pearlman (1987) |
| Deionized water | Mizuno and Hori (1988) |
| Sodium alginate | Grahl et al. (1992) |
| Orange juice | Grahl et al. (1992), Qiu et al. (1998), Hodgins et al. (2002), Liang et al. (2002), Zhang et al. (2002) |
| UHT milk (1.5% fat) | Grahl et al. (1992) |
| Potato dextrose sugar | Zhang et al. (1994a) |
| Apple juice | Qin et al. (1994), Zhang et al. (1994b), Qin et al. (1995), Evrendilek et al. (1999) |
| Simulated milk ultrafiltrate (SMUF) | Qin et al. (1994), Zhang et al (1994), Pothakamury et al. (1995) |
| Skim milk | Zhang et al. (1994a), Martin et al. (1997), Calderon-Miranda el al. (1999) |
| Sucrose and xanthan solution | Ho et al. (1995) |
| Pea soup | Vega-Mercado et al. (1996a) |
| Liquid egg | Martin-Belloso et al. (1997), Calderon-Miranda et al. (1999), Góngora-Nieto et al. (2001) |
| Cranberry juice | Raso et al. (1998), Jin and Zhang (1999) |
| Dry spices | Keith et al. (1997) |
| Wheat flour | Keith et al. (1998) |
| Liquid egg white | Jeantet et al. (1999) |
| Rice wine | Mok and Lee (2000) |
| Orange carrot juice | Rodrigo et al. (2001) |
| Rice pudding | Ratanatriwong et al. (2001) |
| Apple cider | Iu et al. (2001) |
| Cheese sauce | Ruhlman et al. (2001a) |
| Beef burgers | Bolton et al. (2002) |
| Horchata | Góngora-Nieto et al. (2002) |
(Barbosa – Cánovas, 2005, p. 24)
5 Voor en nadelen
Voordelen
- Continu proces: het product kan stromend geconserveerd worden;
- Chemische en fysische product eigenschappen blijven in stand;
- Apparatuur is eenvoudig: een kleine behandelruimte met aan beide zijden een elektrode;
- Het product kan de gewone omgevingstemperatuur hebben of zelfs gekoeld zijn;
- Als gevolg van de zeer korte pulstijd en de korte behandelduur stijgt de producttemperatuur maar gering;
- Sterk verlaagd gebruik van water en energie, dus milieuvriendelijk t.o.v. bijvoorbeeld UHT;
- PEF-installatie hoeft (vergeleken met UHT) veel minder gereinigd te worden.
Nadelen
- Het te behandelen product moet homogeen zijn qua samenstelling om overal een veldsterkte van 15 kV/cm te bereiken;
- Niet homogene producten veroorzaken bij hogere veldsterkten een elektrische doorslag (kortsluiting).
[3]
6 Nomenclature
PEF = Pulsed Electric Field
KV/cm = kiloVolt per cm (laagdikte
UHT = Ultra Hoge Temperatuur
7 Referenties
[1] = Sun, Da-Wen, Emerging Technologies for food processing, 2005, Elsevier Academic Press, Hoofdstuk 4, bladzijde 70
[2] = Sun, Da-Wen, Emerging Technologies for food processing, 2005, Elsevier Academic Press, Hoofdstuk 4, bladzijden 74 en 75
[3] = Rouweler, J.w, Conserveren, 2006, Dictaat HAS Den Bosch, Hoofdstuk 5, bladzijde 5-11
[4] = Sun, Da-Wen, Emerging Technologies for food processing, 2005, Elsevier Academic Press, Hoofdstuk 4, bladzijden 77 en 78
[5] = Barbosa-Cánovas., Novel Food Processing Technologies, , 2005, CRC Press, Hoofdstuk 4, bladzijden 71 en 72
[6] = Sun, Da-Wen, Emerging Technologies for food processing, 2005, Elsevier Academic Press, Hoofdstuk 5, bladzijden 122
[7] = Sun, Da-Wen, Emerging Technologies for food processing, 2005, Elsevier Academic Press, Hoofdstuk 5, bladzijden 113
[8] = Sun, Da-Wen, Emerging Technologies for food processing, 2005, Elsevier Academic Press, Hoofdstuk 7, bladzijden 161
[9] = Rouweler, J.w, Conserveren, 2006, Dictaat HAS Den Bosch, Hoofdstuk 5, bladzijde 5-11
[10] = Barbosa-Cánovas, Novel Food Processing Technologies, 2005, CRC Press, Hoofdstuk 7, bladzijden 153 en 154
