Pasteuriseren kan steeds duurzamer

Nieuwe ontwikkelingen verminderen het hoge energiegebruik 

Van oudsher wordt het proces pasteuriseren gebruikt om producten langer houdbaar te maken. Door de tijd heen zijn de procesparameters uitvoerig onderzocht en geoptimaliseerd voor diverse producten en doeleinden. Dit heeft geleid tot diverse manieren van pasteurisatie, maar óók tot alternatieven die bijvoorbeeld energiezuiniger zijn en minder (fossiele) brandstof nodig hebben, wat een bijdrage kan leveren aan het verminderen van de wereldwijde CO₂-uitstoot.

Van sterilisatie tot sous-vide

Pasteuriseren is typisch een proces dat in de voedingsindustrie veelvuldig wordt toegepast om bacteriën te vernietigen door het voedsel kortstondig te verhitten en weer af te koelen. Daarbij ligt de focus op het terugbrengen van het aantal micro-organismen tot een aanvaardbaar niveau met betrekking tot het risico voor mensen.

Sterilisatie is een intensievere vorm van pasteurisatie waarbij de veel hogere temperaturen er wél op gericht zijn om alle bacteriën te doden. Een tegenhanger aan de andere kant is de sous-videtechnologie waarbij voedingsmiddelen juist bij een relatief lage temperatuur én vacuüm verpakt worden behandeld. In principe gaart het product hierbij volledig maar is door de vacuümverpakking vervolgens lang houdbaar.

Soorten pasteurisatie

Op dit moment zijn er verschillende pasteurisatietechnieken in gebruik. We noemen hieronder de manier waarop voedingsmiddelen worden gepasteuriseerd.

Batchpasteurisatie

Bij deze vorm van pasteuriseren wordt een volledige batch producten – voordat deze in hun verpakking worden gedaan – volgens een bepaald temperatuurprofiel opgewarmd en afgekoeld. Typisch gebeurt dit in een tank of ketel.

Flashpasteurisatie

Bij flashpasteurisatie wordt met behulp van een warmtewisselaar het inkomende product opgewarmd met het uitgaande product. De eerste wordt hierdoor verwarmd terwijl de tweede het gewenste koelproces doorloopt. Het belangrijkste voordeel hiervan is het besparen van energie door het op deze manier terug te winnen. In de meeste gevallen zal de temperatuur bij een flashpasteurisatie hoger zijn dan bij batchpasteurisatie. UHT (ultrahoog verhitten)-pasteurisatie is een typisch voorbeeld van een flashpasteurisatie. Ook bij flashpasteurisatie gebeurt de pasteurisatie vóór het afvullen van het product in zijn uiteindelijke verpakking.

Tunnelpasteurisatie

In het geval van tunnelpasteurisatie wordt het voedsel wel eerst verpakt voordat het pasteurisatieproces plaatsvindt. Bijvoorbeeld een blikje, fles, bakje of anders. Deze verpakking wordt vervolgens door een tunnel geleid waarin het verschillende temperatuurzones doorloopt die volledig gecontroleerd het verhittings- en koelproces regelen. Door de verpakking bij het verwarmen onder een iets hogere druk te brengen, wordt voorkomen dat de verpakking openspringt door de toenemende druk als gevolg van de hogere temperaturen.

Chamberpasteurisatie

Bij chamberpasteurisatie – of kamerpasteurisatie – wordt het voedingsmiddel eveneens eerst verpakt en ín de verpakking gepasteuriseerd. In dit geval wordt hij hiervoor niet door een tunnel geleid maar in een afgesloten ruimte (de kamer) geplaatst waar een bepaald temperatuurverloop zal plaatsvinden. In tegenstelling tot tunnelpasteurisatie is dit geen continu maar een batchproces waar in principe nog manuele handelingen nodig zijn.

UHT

UHT (ultrahoge-temperatuursterilisatie) is een warmtebehandeling waarbij de temperatuur oploopt tot meer dan 100 °C. De behandeling duurt relatief kort en wordt vooral gebruikt bij vloeibare producten met een lage viscositeit.

Welke is de beste?

Welke keuze de producent maakt, is sterk afhankelijk van het product met zijn specifieke eigenschappen en het productievolume. Niet elk product kan bijvoorbeeld hoge temperaturen verdragen of slechts gedurende korte tijd. Over het algemeen geldt: hoe minder blootstelling aan warmte, hoe minder invloed er is op de smaak.

Sterilisatie is een intensievere vorm van pasteurisatie waarbij de veel hogere temperaturen er wél op gericht zijn om alle bacteriën te doden

Naast de beïnvloeding van producteigenschappen leiden vrijwel alle sterilisatie- en pasteurisatietechnieken tot de vorming van nieuwe, niet-natuurlijke stoffen zoals ethyleenoxide. Sinds 2022 is het gebruik van ethyleenoxide voor de sterilisatie van voedseladditieven expliciet verboden door een Europese verordening (EU) 2022/1396 (wijziging van Verordening (EU) nr. 231/2012).

Dit verbod is ingesteld omdat ethyleenoxide geclassificeerd is als een kankerverwekkende, mutagene en reproductietoxische stof. Hierdoor mag het niet worden gebruikt in de voedselproductie, inclusief als sterilisatiemiddel voor levensmiddelen en voedseladditieven.

In tegenstelling tot chemische benaderingen zorgt uv voor een snelle, effectieve inactivatie van micro-organismen via een fysisch proces

Alternatieven

Naast pasteuriseren zijn er diverse technieken die hetzelfde effect hebben – ze doden bacteriën om de houdbaarheid van voedingsmiddelen te verlengen – maar werken daarbij níet met warmte. Enkele voorbeelden zijn:

HPP

HPP staat voor High Pressure Processing en is een techniek waarbij alle pathogene bacteriën die het voedsel zouden kunnen bederven, worden vernietigd door middel van druk. Bij dit proces wordt het product een aantal minuten gelijkmatig onder een zeer hoge druk (tot 6.000 bar) gebracht. Doordat producten met HPP niet aan hitte of bepaalde stoffen worden blootgesteld, blijft de smaak en textuur over het algemeen behouden, terwijl de houdbaarheid aanzienlijk wordt verlengd.

Uv-sterilisatie

Bij uv-sterilisatie wordt het product blootgesteld aan uv-licht om micro-organismen, of microben, zoals bacteriën, virussen, schimmels en algen te deactiveren door blootstelling aan ultraviolet licht. Vooral in het UVC-lichtbereik (200 – 280 nanometer). In tegenstelling tot chemische benaderingen zorgt uv voor een snelle, effectieve inactivatie van micro-organismen via een fysisch proces. Een voordeel is dat deze wijze van desinfectie gewoon tijdens het productieproces kan plaatsvinden.

Bestraling

Bij deze bewerking van voeding wordt gebruikgemaakt van onder meer gamma- of röntgenstraling of elektronische bestraling. Het gaat hier om een snel proces met een minimaal verlies aan voedingsstoffen terwijl er geen chemische residuen ontstaan. De methode vereist wel veiligheidsmaatregelen voor medewerkers in verband met straling en is ook niet effectief voor het doden van virussen. Ook kan het leiden tot verkleuring van het product en verandering van textuur.

Ozon

Het gebruik van ozon (O₃) voor het verlengen van de houdbaarheid van voeding wordt steeds vaker toegepast. Het is daarbij mogelijk om voedsel – vooral verse groente en fruit – te ozoneren voordat het de opslagruimte ingaat. Daarnaast kan de ozon ook in de opslagruimte zelf worden gedoseerd.

Het belangrijkste effect van ozon is dat het bacteriën en schimmels doodt maar ook het eerder besproken ethyleen oxideert. Veel soorten groente en fruit scheiden deze stof uit om het rijpingsproces te versnellen; ozon gaat dit tegen waardoor de producten langer vers blijven. Het is een effectieve methode maar werkt alleen op het oppervlak en vraagt eveneens om veiligheidsmaatregelen voor medewerkers die hiermee werken.

Nieuwe ontwikkelingen

En dan zijn er ook de ‘new kids on the block'. Bijvoorbeeld:

CO₂-technologie

Bacteriën en virussen in voedingsmiddelen zijn ook te doden met behulp van CO₂-technologie. De methode is het verst ontwikkeld in de medische sector waar het bijvoorbeeld wordt gebruikt voor het steriliseren van botmateriaal van donoren en bij implantaten van polymeren, zoals stents en incontinentiemedicatie. Maar ook de voedingsindustrie profiteert inmiddels van de voordelen. Bijvoorbeeld voor het steriliseren van gedroogde rode vruchten, zoals frambozen en aardbeien maar ook van eidooiermateriaal en zaaigoed.

Plasmatechnologie

Wanneer energie wordt toegevoegd aan een ‘gewoon’ gas, ioniseert dit tot een zogenaamd plasma waarbij de elektronen zijn gescheiden van atomen. De gassen zijn onder meer bekend van het noorderlicht en bliksem. Koud atmosferisch plasma is geïoniseerde lucht dat kan worden ingezet voor het reinigen en desinfecteren van onder meer voedsel. Dit zonder het gebruik van toegevoegde chemicaliën.

Omdat het ook is over te brengen op water, biedt het meer mogelijkheden dan bijvoorbeeld uv-technologie. In het laatste geval vindt alleen desinfectie plaats op de plek waar het licht valt terwijl geïoniseerd water letterlijk in alle hoeken en gaten kan doordringen. Er wordt op dit moment nog veel onderzoek naar gedaan om de voor- en nadelen scherp te krijgen.

Pulsed Electric Field (PEF)

Ook relatief nieuw is PEF, een milde conserveringsmethode, waarbij een sterk, pulserend elektrisch veld wordt aangelegd over een voedingsmiddel. De techniek is onder meer in te zetten voor het verbeteren van de houdbaarheid van vloeibare producten als vruchtensap, melk en soep. Ook biedt het opties om inhoudsstoffen eenvoudiger te ontsluiten én kan processen als extractie, fermentatie en drogen verbeteren.

Kortom: de ontwikkelingen staan niet stil en onderzoek zal zeker door blijven gaan om onder meer het hoge energieverbruik dat met het pasteurisatie- en sterilisatieproces gepaard gaat, terug te dringen.

Met medewerking van Coenco, Feyecon en TMI