Przetwarzanie wysokociśnieniowe w celu zwiększenia bezpieczeństwa żywności
Aktualnie stosowane metody przetwarzania i wytwarzania żywności koncentrują się przede wszystkim na łączeniu różnych procesów w celu uzyskania pożądanych właściwości i okresu przydatności do spożycia. Poza fermentacją i dodawaniem środków konserwujących procesy te mają przede wszystkim czysto fizyczny wpływ na matrycę żywnościową. Niedawno zastosowanie wysokiego ciśnienia hydrostatycznego stworzyło nową możliwość efektywnego kontrolowania przemian fazowych podczas przetwarzania żywności w niskich temperaturach. Projekt SAFE ICE, finansowany w ramach Piątego Programu Ramowego, miał na celu oszacowanie wpływu nowych wysokociśnieniowych procesów niskotemperaturowych (ang. HPLT, high-pressure low-temperature) na atrybuty jakości mrożonych artykułów żywnościowych. Badania przeprowadzone na Politechnice Berlińskiej skupiły się na wpływie przetwórstwa na materiał komórkowy, który obejmował tkankę roślinną (bulwy ziemniaka), tkankę rybną i mikroorganizmy (Listeria innocua). Próbki schładzano pod ciśnieniem do temperatury poniżej 0°C, ale utrzymywano je w stanie ciekłym zgodnie z odpowiednim diagramem fazowym. Po osiągnięciu pożądanej temperatury ciśnienie zostawało obniżone, co wywoływało nieomal natychmiastową nukleację kryształów lodu w całej próbce. Jednorodna nukleacja w próbce wraz ze skróconymi czasami przemian fazowych prowadzi zazwyczaj do lepszego zachowania mikrostruktury przetwarzanej żywności i, co ważne, mniejszych wycieków cieplnych. Chociaż zastosowanie wysokiego ciśnienia nie jest przeszkodą, nadal wymagane są długie czasy przetwarzania. Dlatego też przed wprowadzeniem procesów HPLT w przemyśle spożywczym należy najpierw zoptymalizować te czasy. W tym celu przyjęto model doświadczalny, który dokładnie opisywał krzywe topnienia różnych odmian polimorficznych lodu dla ciśnień do 400 MPa. Ponadto zbadano zamrażanie wspomagane ciśnieniem w celu opracowania modelu umożliwiającego obliczenie profili temperaturowych i temperatur krzepnięcia zależnych od ciśnienia. Obserwowano doświadczalnie różne metastabilne stany wody (ciekły i stały) i zdefiniowano je zgodnie ze stabilnością zależną od procesu. Ponadto badano wpływ procesu na materiał komórkowy, stosując analizę tekstury i impedancji w celu oszacowania stanu błon komórkowych w próbce po przetworzeniu. Na podstawie zgromadzonych wyników i w odniesieniu do niezbędnych kryteriów przetwarzania zaproponowano różne strategie przetwarzania żywności w celu efektywnego wykorzystania potencjału technik wysokociśnieniowych.