Denne artikkelen er produsert og finansiert av Nofima - les mer.

Søtpotet og gulrot til PEF-behandling: Innsatsen settes i en maskin som behandler mat med pulserende elektriske felt (PEF).

Høytrykk, ultralyd og UV-lys kan gjøre at maten holder seg frisk og smakfull mye lenger

Forskere eksperimenterer med nye og mer klimavennlige metoder for å produsere og bevare mat.

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.

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, såkalt prosessering, har vært fokus i det fireårige internasjonale forskningsprosjektet iNOBox.

Forskerne har undersøkt seks nyskapende teknologier for prosessering: høytrykk, mikrobølger, pulserende elektriske felt, ultralyd, UV-lys og plasma-aktivert vann.

Både forskere, matprodusenter og utstyrsleverandører har samarbeidet for å dokumentere effektene på maten og matproduksjonen.

Prosjektleder Tone Mari Rode.

Øke holdbarheten for å redusere matsvinnet

Vi kan spare miljøet ved 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?

I beregninger av bærekraft teller klimagassutslipp og holdbarhet. Men også utslipp forbundet med produksjon av utstyr og transport må tas med i beregningen.

Forskerne gjør derfor såkalte livsløpsvurderinger av mat. Miljøeffekten i alle prosesser som har med matvaren å gjøre tas med, fra frøet settes i jorda eller dyret avles frem, og helt frem til maten er spist.

Norsus, Norsk institutt for bærekraftsforskning, har undersøkt hvilken rolle matprosesseringen spiller i utslippsregnskapet. De så blant annet på CO2-utslipp for en smoothie, en sandwich og en biffrett.

Resultatene er klare: Utslippene fra de fleste teknologier for prosessering 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 Rode.

Prosessering for å forbedre maten

Forbrukere er ofte skeptiske til at råvarer skal gjennomgå behandlinger for å bli bedre. Mange mener at minst mulig behandling er best. Men dette er ikke alltid tilfelle.

Noen allergikere kan for eksempel spise nøtter som er varmebehandlet, men ikke rå. Allergenene som gir 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?

Forskere ved Veterinærinstituttet og den nederlandske partneren TNO undersøkte om de nye prosesseringsteknologiene kan fjerne spesifikke proteiner som kan gi allergiske reaksjoner.

Svarene vil nok skuffe egg-allergikere. Analysene viste nemlig ingen forskjeller i allergifremkallende proteiner mellom rå og behandlede egg.

Forskerne undersøkte også hvordan prosessering kan påvirke hvordan kroppen tar opp næring, spesielt proteiner, fra maten. De simulerte fordøyelse av mat behandlet med de nye teknologiene.

Resultat: De påvirket ikke 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.

Den tynne, svarte streken viser høytrykksteknologiens bidrag til CO2-utslippet fra en smoothie, en sandwich og en biffrett. Det er tydelig at selve matproduktet utgjør det største bidraget til det samlede klimaavtrykket. (I denne figuren er ikke matsvinn med i beregningen.)

Stort potensial for bærekraftig prosessering

Det tar tid før matindustrien velger å satse på ny teknologi som erstatter dagens prosesser. Investeringen må være overkommelig. Kunden bør oppleve at endringene er til det bedre.

Dessuten må nye matprodukter ha EUs «Novel food» -godkjenning for å kunne komme inn på det europeiske matvaremarkedet.

En tilsvarende «ny mat»-forskrift finnes i Norge. Her har vi felles regler og godkjenninger med EU.

Nofima har forsket på veien frem til markedet for ny mat og ser at det er blitt noe enklere for matprodusenter å få godkjent nye produkter. Matforskerne 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 denne forskningen.

Forbrukene er ofte skeptiske til matvarer som er prosessert med nye metoder. Derfor har Nofima gjort forbrukerstudier. Målet er at produsenter skal kunne nå markeder med mat fremstilt med ny prosesseringsteknologi.

– Studiene viser at nye teknologier har et stort potensial til å bidra til mer bærekraftig matproduksjon. Vi matforskere vil veldig gjerne bidra til at matproduksjonen foregår på lag med både folk og miljø sier Rode.

Hun forteller at mye utvikling og dokumentasjon gjenstår.

iNOBox-forskere med råvarer Tone Mari Rode, Tem Thi Dang, Dagbjørn Skipnes, Estefanía Noriega Fernández.

Kunnskap om prosesseringsteknologier tilgjengelig på nett

Matforskerne har utviklet et verktøy på nett for norske matprodusenter: innovativefoodprocessing.no

Nettstedet har vitenskapelig dokumentasjon om hvordan seks innovative teknologier for matprosessering fungerer på ulike matprodukter.

– 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.

Her finner matindustrien kunnskap om mulighetene som finnes med de seks nye prosesseringsteknologiene. Enkle animasjonsfilmer forklarer hva som skjer når maten gjennomgår behandlingene.

Resultater fra forsøk med de seks teknologiene

Matprodusenter varmer mange matvarer i trykkoker, en såkalt autoklav, som dreper bakterier. Maten blir trygg og får bedre holdbarhet. En ulempe er at varmen påvirker matkvaliteten og at behandlingen ofte krever mye tid, vann og energi.

Nye teknologier kan kanskje gi trygg og god mat med helt andre metoder. Her er resultater fra forsøk i iNOBox-prosjektet:

Høytrykk forbedret eggemasse og blomkål

  • Når maten utsettes for ekstreme trykk, helt opp mot 6.000 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-forskere 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

  • Mikrobølger gir mye mindre varmebelastningen på maten enn 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 prosent.
  • 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 prosent 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.

Om forskningen

  • Prosjektet iNOBox pågår i perioden 2018–2022 og er finansiert av Norges forskningsråd.
  • Teknologiene som er undersøkt: høytrykk, mikrobølger, pulserende elektriske felt, ultralyd, UV-lys og plasma-aktivert vann
  • Matvarer som var med i forsøkene: ulike 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.
  • 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.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER

Powered by Labrador CMS