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

Prototypene av den nye boksen med hull i midten ble testet i trykkoker sammen med vanlige hermetikkbokser.
Prototypene av den nye boksen med hull i midten ble testet i trykkoker sammen med vanlige hermetikkbokser.

Et hull i boksen kan gi bedre hermetikkmat

Hermetisering er en bærekraftig måte å oppbevare mat, men krever mye energi og vann og kan påvirke matkvaliteten. En nyutviklet hermetikkboks kan gjøre fremtidens hermetikkmat mer attraktiv.

Publisert

Hermetikk er mat som forsegles hermetisk, det vil si helt tett, for deretter å varmes opp til 110–120 °C, slik at alt av bakterier i maten drepes. Dette gjør at maten får veldig lang holdbarhet.

Hermetikkboksen i metall var en revolusjon da den kom tidlig på 1800-tallet. Som oftest forbindes hermetikk med den tradisjonelle runde hermetikkboksen, men utviklingen har ikke stått stille.

Nå finner du hermetikk i emballasje av både papp, plast og glass. Både poser med surkål, makrell i tomat og pappkartonger med bønner og linser er hermetikk.

Metallboksen er likevel aktuell, forteller seniorforsker Dagbjørn Skipnes i Nofima.

– Hermetikkboksen er gammel som teknologi, men den er svært miljøvennlig. Metallet kan gjenvinnes 100 prosent, i motsetning til mange av alternativene, sier Skipnes.

Ujevn fordeling av varme

For å drepe alt av bakterier, varmes hermetikkboksene i en trykk-koker, også kalt en autoklav, før de sendes ut i butikkene. All mat påvirkes når den utsettes for høy varme.

Utfordringen med de runde metallboksene er at det tar litt tid før maten i boksens kjerne når høy nok temperatur, siden varmen trenger inn fra utsiden og innover mot midten. Maten som ligger ytterst blir utsatt for varmebelastning lenger enn det den trenger, og kvaliteten kan dermed forringes, eller den risikerer å bli brent.

Dette ville forskere gjøre noe med. I et europeisk forskningsprosjekt undersøker de et helt nytt konsept for hermetikkboksen.

Ny boks varmes opp fra utsiden og innsiden

Den nye boksen ser ut som en vanlig hermetikkboks med et hull midt i og finnes fortsatt bare som prototype i laboratoriene til europeiske matforskere.

Den nye fasongen på boksen gjør at den kan varmes opp både fra utsiden og innsiden, noe som både gjør maten bedre og prosessen mindre energikrevende. Dermed vil produsentene kunne spare både tid og strømutgifter, og forbrukerne kan få kjøpt et bedre produkt.

Ideen kom først fra tyrkiske forskere: Hva om vi kunne varme opp maten ikke bare fra utsiden, men også fra innsiden?

Forskerne satte i gang med matematiske modeller og simuleringer av varmeoverføring i en boks med hull i midten. Hvordan vil varmen spre seg i boksen når den kommer både fra utsiden og fra midten?

Den matematiske formen kalles torus, og sylindre med denne fasongen kalles toroide – derav navnet toroid-bokser, som forskerne kaller de nye boksene.

Simuleringene var lovende, og forskerne utviklet prototyper for å gjøre forsøk med ulike typer mat.

Fordeling av varme i vanlige og toroide hermetikkbokser.
Fordeling av varme i vanlige og toroide hermetikkbokser.

Fordelene med hull i midten

Den første prototypen var skreddersydd for ananasringer og ble testet ved Mersin Universitet i Tyrkia under ledelse av professor Ferruh Erdogdu, med lovende resultater. Forbedrede versjoner ble siden testet ved Ankara Universitet.

I år er boksen testet videre hos matforskere i Belgia. Forsker Bart van Droogenbroeck ved det belgiske forskningsinstituttet ILVO, utviklet prototyper i flere størrelser og har gjort forsøk med blant annet potet, svartrot, sopp og tomatsuppe med grønnsaker.

Under forsøkene sto prototypene sammen med vanlige bokser i trykkokeren, for å kunne sammenligne resultatene.

Ikke bare ble boksene testet mens de sto stille i autoklaven. De ble også testet mens de roterte opp-ned under varmebehandlingen.

– Toroid-boksene ga aller best resultater når de ble brukt på pureer og supper. Disse ble mye raskere oppvarmet, opp til nesten dobbel hastighet, forteller van Droogenbroeck.

Det var mindre forskjell på prøvene med hermetiserte grønnsakbiter. Fortsatt gikk oppvarmingen raskere med den nye boksen, men ikke like mye. Nå fortsetter studiene av matkvaliteten.

– Felles for alle produktene var at fargen og utseendet ble bedre på maten i toroid-boksene. Effekten er også avhengig av oppskriften på matproduktet i boksen, sier van Droogenbroeck.

Som forventet gikk varmebehandlingen enda raskere i boksene som roterte.

Svartrot er en mye brukt grønnsak på kontinentet. Hermetiseringen går fortere med den nye toroidboksen, og særlig når den vendes under oppvarmingen.
Svartrot er en mye brukt grønnsak på kontinentet. Hermetiseringen går fortere med den nye toroidboksen, og særlig når den vendes under oppvarmingen.

Risting står for tur

Neste år er det Nofima i Stavanger som skal overta stafettpinnen. Der skal de nye boksene testes i en trykkoker hvor de ristes samtidig som de varmes opp – stadig for å se om oppvarmingstiden kan gå ytterligere ned og bevare mest mulig av kvaliteten på matproduktet.

I et tidligere prosjekt fastsatte forskerne den optimale ristefrekvensen for ordinære hermetikkbokser. Nå er målet å kalkulere en optimal ristefrekvens for boksene med hull i midten.

– Gjennom internasjonalt samarbeid kan vi dele perspektiver og erfaring, og ha nytte av hverandres kompetanse og utstyr. Slik kan vi få gjort undersøkelser som vi hver for oss ikke ville hatt mulighet til å gjøre, sier Skipnes.

Forskerne fra Tyrkia, Belgia og Norge samarbeider med svenske og spanske forskere i det EU-finansierte forskningsprosjektet InProVe, hvor målet er å bidra til mer bærekraftig utnyttelse av råvarene i potet- og grønnsakindustrien.

– Salget av hermetikk på verdensbasis er fortsatt stort. Kan vi få enda mer smak og næring inn i denne maten med denne boksen, vil det være et stort fremskritt for både matindustri og forbrukere, sier Skipnes.

Prototypen på en hermetikkboks med hull i midten testes nå i flere europeiske forskningsinstitutt.
Prototypen på en hermetikkboks med hull i midten testes nå i flere europeiske forskningsinstitutt.

Fremtidens hermetikkboks?

Foreløpig er ikke teknologien tilgjengelig for matprodusenter, ettersom boksfabrikantene enda ikke har utstyr til å produsere boksene med hull i midten.

– Det gjenstår noen utfordringer når det gjelder forsegling av boksene. Vi har heller ikke enda oversikt over hva det ekstra metallforbruket vil få å si for kostnadene med å ta i bruk de nye boksene, sier professor Erdougdu.

Spørsmålet er også om den i det hele tatt skal lages i metall. En boks med hull i midten kan like gjerne lages i andre materialer. Og hvordan skal en slik boks fylles? Utstyr til dette er ikke utviklet enda.

– Det mest interessante med denne nyvinningen er geometrien, det at boksen har hull i midten. Spesielt vil dette være nyttig når det gjelder store hermetikkbokser, for eksempel til storhusholdninger, som vil kunne få et stort løft på kvaliteten til maten de skal servere, sier Skipnes.

Forskerne mener det er all grunn til å se lyst på fremtiden til hermetikken.

– Med tanke på matsikkerheten i en verden med en eksplosiv befolkningsøkning er denne måten å bevare mat på absolutt noe å satse videre på, sier Dagbjørn Skipnes.

Fakta om hermetikk

Hermetikk er mat som forsegles hermetisk (helt tett) for deretter å varmes opp til 110–120 °C, slik at alt av bakterier i maten drepes. Dette gjør at maten får veldig lang holdbarhet. Holdbarhetsdatoen settes som garanti for kvaliteten på produktet, men maten er ikke farlig å spise etter utløpsdatoen. Sånn sett kan hermetikken holde seg nærmest uendelig.

For å beholde mest mulig kvalitet på maten skal den varmes så lite som mulig i så kort tid som mulig. Derfor avkjøles hermetikkboksene med en gang alle bakteriene er drept. Utfordringen med hermetikkboksene er at deler av maten må stå i høy varme litt for lenge.

Når mat skal hermetiseres, settes hermetikkboksene inn i en trykkoker (autoklav) hvor de varmes opp med varm damp eller vann. Varmen trenger inn i boksen fra utsiden og inn mot midten. Når temperaturen i kjernen av boksen er høy nok, er maten ferdig hermetisert.

Referanse:

Mustafa Karaduman, Rahmi Uyar og Ferruh Erdogdu: Toroid cans – An experimental and computational study for process innovation. Journal of Food Engineering, 2012. (Sammendrag). Doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2012.02.009

Om forskningsprosjektet

Prosjektet InProVe - Innovative Processing of Vegetables and Potato – er et treårig forskningsprosjekt finansiert av EUs ERA-net-program Susfood2, som finansierer internasjonale samarbeidsprosjekter innen forskning og innovasjon for bærekraftig mat.

InProVe-forskerne undersøker innovative løsninger for matprosessering, spesielt innen hermetikk, mikrobølgeteknologi og pulserende elektriske felt (PEF).

Prosjektet koordineres av Nofima, med forskningspartnerne RISE, Sverige, ILVO, Belgia, University of Mondragon, Spania, CRIFFC, Ankara University, Tyrkia, i tillegg til industripartnerne Greenyard, Hoff og Fjordland.

Les mer om prosjektet på https://inproveproject.eu