artikel

Jarenlange samenwerking Hoogesteger en WUR: PEF is beter te sturen

Technologie & Techniek

Jarenlange samenwerking Hoogesteger en WUR: PEF is beter te sturen

In 2011 bracht Hoogesteger als een van de eersten ter wereld lang houdbaar vers sinaasappelsap op de markt, behandeld met de baanbrekende Pulsed Electric Fields (PEF)-technologie. De volumes waren echter klein en de kennis over mogelijke toepassingen was beperkt. Jarenlange samenwerking tussen Hoogesteger en experts van Wageningen Food & Biobased Research heeft de efficiëntie van het proces verdubbeld en de kennis vergroot: PEF is nu beter te sturen. Dit artikel komt uit de printuitgave van VMT 9.

Het managementteam van sapfabrikant Hoogesteger besloot in 2010 verse sappen te gaan leveren aan het buitenland. Dat vereist een houdbaarheid van minimaal 18 dagen, terwijl de onbehandelde sappen maximaal 8 dagen houdbaar zijn. “Die houdbaarheid hebben we bereikt dankzij een heel hoge hygiënestandaard. Daar viel geen winst meer te behalen”, vertelt Sander Wierenga, quality engineer bij Hoogesteger. In de zoektocht naar een nieuwe technologie voor een verbeterde houdbaarheid kwam al snel Wageningen Food & Biobased Research in beeld, een van de instituten voor toegepast onderzoek van Wageningen University & Research. Daar is veel kennis over nieuwe milde conserveringstechnieken. De keuze voor Pulsed Electric Fieldstechnologie was snel gemaakt, want die was gemakkelijk in te passen in het productieproces. De samenwerking van Hoogesteger met Wageningse onderzoekers en een engineeringsbedrijf leidde tot de marktintroductie van met PEF behandelde sappen in september 2011. Ze waren met een houdbaarheid van 16 tot 21 dagen meteen een groot succes.

Pionieren

Terwijl de media enthousiast reageerden op de lang houdbare onverhitte sappen, waren de technologen achter de schermen nog aan het bijkomen van een paar maanden pionieren. “PEF werd nog nergens op deze schaal toegepast,” vertelt Wierenga, “We waren soms van ’s ochtends zes tot ’s avonds acht uur aan het werk. Elke keer stonden we voor nieuwe verrassingen. We ontdekten bijvoorbeeld dat de druk in de leiding lager werd als we ergens een klep openmaakten. Daardoor kwam er een luchtbel in het sap en dat veranderde de geleidbaarheid. Die is weer van invloed op het effect van de PEF-behandeling. Zo was er steeds iets nieuws om aan te sleutelen. Dankzij een goede samenwerking tussen machinebouwers, Wageningse onderzoekers en onze eigen mensen hebben we elk probleem kunnen oplossen.”

Black box

Toen Hoogesteger met PEF begon, stond deze technologie nog in de kinderschoenen. Ariette Matser, senior onderzoeker Duurzame processing in Wageningen en projectleider van het onderzoek in de publiek- private samenwerking (pps) Milde conservering: “We wisten dat PEF de micro-organismes die aanwezig waren in sinaasappelsap voldoende inactiveerde om gedurende twee tot drie weken een veilig en smakelijk product te garanderen, maar verder was er nog weinig bekend. Dankzij de onderzoeken van de laatste jaren hebben we een veel breder begrip gekregen van de technologie zelf, de invloeden van productparameters als pH en geleidbaarheid, en de eigenschappen van de micro-organismes. PEF is geen black box meer.”

In Wageningen is veel onderzoek gedaan naar de invloed van PEF op pathogenen en bedervers in verschillende sappen. Rian Timmermans, onderzoeker Milde conservering, heeft daarvoor de afdodingskinetieken bepaald van Salmonella, Escherichia coli en Listeria monocytogenes – pathogenen die in sappen kunnen voorkomen – en Saccharomyces cerevisiae, een belangrijke bederfveroorzakende gist. “Bij dit soort testen voeg je grote hoeveelheden micro-organismes toe aan een sap om het effect van PEF goed te kunnen meten. Dat type onderzoek doe je natuurlijk niet in een lab van een voedingsmiddelenproducent, want daar wil je geen pathogenen introduceren,” vertelt Timmermans.

De proeven hebben aangetoond dat het voorverhitten van het sap van 20 tot 36 ºC de PEF-behandeling veel effectiever maakt, omdat micro-organismes bij 36 º gemakkelijker geïnactiveerd worden dan bij 20 ºC. Hoogesteger heeft op basis van dit onderzoek zijn proces ingericht. Bij de vergelijking van verschillende micro-organismes blijkt dat gisten, die ongeveer tien keer groter zijn dan bacteriën, het snelst worden afgedood. Ook Salmonella en E. coli leggen vrij snel het loodje bij een PEF-behandeling. Listeria blijkt minder makkelijk te inactiveren. “Dat komt waarschijnlijk omdat de samenstelling van het celmembraan anders is,” legt ze uit.

Zuurgraad

Ook de invloed van het soort sap op de afdoding van verschillende micro-organismes is bepaald. De afdodingscurves in appel- en sinaasappelsap blijken ongeveer gelijk, maar in watermeloensap – een van de weinige vruchtensappen met een hogere pH (5,3) – zijn de verschillende micro-organismes veel beter bestand tegen PEF. Na aanzuring van dit sap tot pH 3,6 is de afdoding weer hetzelfde als bij de andere sappen. “Voor een industriële toepassing van PEF is dus een lage pH nodig om de voedselveiligheid te garanderen,” licht Timmermans toe. “In sappen met een hoge pH kunnen pathogenen overleven.” Voor melk, een heel ander type product dan een sap, en met een pH van 6,7 is PEF geen geschikte behandeling gebleken. Zelfs met voorverwarmen tot een hogere temperatuur en een hogere sterkte van het elektrisch veld bleef Listeria monocytogenes, een bekende pathogeen in melk, moeilijk te inactiveren.

Winst

“Dankzij dit project hebben we handvatten gekregen om het proces van verschillende soorten fruit tot sap te optimaliseren, en we hebben meer inzicht in het PEF-proces zelf,” vertelt Wierenga. “Dat heeft geresulteerd in een tweede behandelkamer, met een andere diameter en gemaakt van ander materiaal. Hierdoor hebben we de doorloopsnelheid kunnen verhogen van 1.500 naar 3.200 liter per uur. Voor sommige sappen hebben we de houdbaarheid met een paar dagen kunnen verlengen. Dankzij PEF kunnen we de Duitse en Belgische markt beleveren.” Hoogesteger weet nu ook wat niet kan met PEF. “Voor producten met een hoge pH, zoals de groentesappen die we sinds vorig jaar op de markt brengen, en voor vruchtensappen voor de Scandinavische markt is PEF niet geschikt. Daarvoor gebruiken we hogedrukpasteurisatie.”

Praktisch toepasbare kennis

Projectleider Matser is enthousiast over de uitkomsten van de pps. “Wij ontwikkelen kennis die praktisch toepasbaar moet zijn, en waar kan dat beter dan in samenwerking met bedrijven? We hebben de meeste resultaten inmiddels gepubliceerd en horen van voedingsmiddelenproducenten dat ze er veel aan hebben. Daar zijn we blij mee. Als ik tien jaar geleden vertelde over milde conserveringsmethoden, noemde ik PEF steeds een veelbelovende techniek. Nu wordt ze volop toegepast in de industrie. Het is mooi daaraan bij te dragen.” Wierenga is vol lof over de samenwerking: “Je leert zoveel van elkaar, van de Wageningse onderzoekers en de technologen van de andere deelnemende bedrijven. Zeker bij de introductie van een heel nieuwe technologie als PEF helpen die gesprekken enorm om de mogelijkheden en beperkingen te ontdekken. Ik kan iedereen deelname aan een pps-project aanraden.”

Reageer op dit artikel