PEF ტექნოლოგიის განვითარება კარტოფილის ჩიპების ინდუსტრიაში

პულსის ელექტრული ველის (PEF) ტექნოლოგიის მიღწევები სურსათის გადამამუშავებელ ასპარეზზე წარმოადგენს როგორც ხარჯების დაზოგვას, ასევე მდგრადობის ზომების გაზრდას ფურის და ჩიპების სექტორებში.

PEF პირველად გერმანელმა ინჟინრებმა აღმოაჩინეს 1950-იან წლებში. მხოლოდ 1990-იან წლებში ევროპაში პირველად შეიქმნა განაცხადები უჯრედების გამტარიანობისა და საკვების გადამუშავების საკითხებში. PEF ტექნოლოგია გამოაქვეყნებს მცენარეული უჯრედების კედლებს ელექტროენერგიის მოკლე, მიკროწამებში, წყლის აბაზანის გავლისას. პულსის ელექტრული ველი ქმნის გამტარიანობას და უჯრედის კედლის ქსოვილის დარბილებას, რის შედეგადაც ხდება უჯრედის წვენის გაჟონვა და ამცირებს შაქრის შემცირებას და ამინომჟავებს პროცესში.

1990-იან წლებში PEF ტექნოლოგიის დახვეწასთან ერთად ევროპაში ფრანგი მწარმოებლების მიერ პირველი ინდუსტრიული გამოყენება მოხდა. XXI საუკუნის პირველი ათწლეულის განმავლობაში ტექნოლოგია მიიღეს მრავალეროვნულმა კომპანიებმა გლობალურად და დღეს PEF ტექნოლოგია ითვლება ინდუსტრიის სტანდარტად საფრანგეთის ფურის წარმოებაში მთელ მსოფლიოში.

ბოლო ათწლეულის განმავლობაში საფრანგეთის შემწვარი მწარმოებლების მიერ ამ ახალი ტექნოლოგიის მიღებამ გამოიწვია მდგრადი ზომების მნიშვნელოვანი მიღწევები წყლის, ენერგიისა და შემწვარ ზეთის ნაკლებ გამოყენებაში, რაც დაზოგავს დამატებით ხარჯებს. აიდაჰოს კარტოფილის გადამამუშავებელ ინდუსტრიაში კვალიფიკაციის ამაღლების მიზნით, აიდაჰოს სავაჭრო დეპარტამენტმა დააჯილდოვა აიდაჰოს გლობალური სამეწარმეო მისია (IGEM) 291,770 აშშ დოლარის ოდენობის გრანტი Boise State University (BSU) 23 წლის 2021 თებერვალს, Boise– ში დაფუძნებული სურსათის ფიზიკასთან თანამშრომლობით, რათა დაეხმაროს კვების ფიზიკას PEF ტექნოლოგიის დანერგვაში კარტოფილის ჩიპებისა და საჭმლის საჭმლის ინდუსტრიაში.

IGEM გრანტები წარმოადგენს ხიდს უნივერსიტეტის მკვლევარებისთვის აიდაჰოს კერძო სექტორის ბიზნესთან თანამშრომლობისთვის და ამ პარტნიორობის მეშვეობით აძლიერებს, ამუშავებს და პოტენციურად ქმნის ახალ ეკონომიკურ შესაძლებლობებს შტატში. გრანტი მიენიჭა PEF ტექნოლოგიის კვლევას და წინასწარ განვითარებას კარტოფილში შაქრისა და ამინომჟავების შემცირებაზე, რამაც საბოლოოდ გამოიწვია აკრილამიდის პოტენციური შემცირება კარტოფილის ჩიპების წარმოებაში.           

მაკდუგალმა, ბსუ-ს პროფესორმა, ქიმიისა და ბიოქიმიის დეპარტამენტის თავმჯდომარემ, თქვა, რომ გრანტით დაფინანსებული კვლევა ფოკუსირდება კარტოფილის ჩიპების წარმოებაზე, მაგრამ ასევე მოიცავს სხვა ძირეულ ბოსტნეულს. ”ჩვენ გვექნება დოქტორის აყვანა. მეცნიერი, რომელიც შეძლებს მუშაობას კვების ფიზიკასა და Boise State- ს შორის ”, - თქვა მან. ”ეს (პოზიცია) იქნება განუყოფელი მეკავშირე კერძო ინდუსტრიასა და აკადემიურ გარემოს შორის სამეცნიერო უფსკრული გადასალახად.” მაკდუგალმა თქვა, რომ გრანტი ასევე შეუქმნის სტუდენტებს სამუშაო ადგილებს და დაეხმარება მათ მომავალი დასაქმებისთვის.

”სტუდენტები, რომლებიც მუშაობენ ამ ტიპის პროექტებზე, ეს არის კვლევა, რომელსაც პირდაპირი მნიშვნელობა აქვს ინდუსტრიისთვის, ამიტომ ისინი იძენენ უნარებსა და ტრენინგებს, რომლებიც პირდაპირ გამოიყენება სამრეწველო გარემოში”, - თქვა მან.

კვების ფიზიკა არის PEF ტექნოლოგიის სისტემების ექსკლუზიური ლიცენზიატი ჩრდილოეთ ამერიკის, ირლანდიისა და გაერთიანებული სამეფოსთვის და მუშაობს DIL- თან, გერმანულ კომპანიასთან და მის კვების ტექნოლოგიის პარტნიორ Elea- სთან. გრანტი შესაძლებლობას აძლევს კომპანიას კარტოფილის ჩიპისა და საჭმლის ინდუსტრიისთვის ტექნოლოგია მიაწოდოს, რომელიც ფრანგი მწარმოებლების მიერ გახდა ინდუსტრიის სტანდარტი.

”ფუფუნება, რომელსაც ეს გრანტი გვაძლევს, არის კომპანიისთვის სიღრმისეულად წასვლა, რომელსაც გულწრფელად არ აქვს ფინანსური ძალა, მაგრამ ჯერ კიდევ იმდენად ღრმაა,” - თქვა ჯო გრატზეკმა, ბოისის კვების ფიზიკის ტექნიკურმა დირექტორმა. ”დიდ კომპანიებს ჰყავთ ხალხი, ვისაც ამის გაკეთება შეუძლია და გულწრფელად რომ ვთქვათ, მათ აქვთ ლაბორატორიები, ჩვენ არა”. მიმდინარე ტექნოლოგიურმა მიღწევებმა საკვების გადამუშავების ტექნიკაში გამოიწვია მდგრადობის ზომების მიღწევები, აგრეთვე აკრილამიდის, კანცეროგენის დამატებითი შემცირება, რომელიც ვითარდება მაღალ ტემპერატურაზე მომზადებულ საკვებში.

მაკდუგალი და მისი BSU– ს სტუდენტები და თანამშრომლები კვების ფიზიკას მიაწვდიან სპეციფიკურ მონაცემებს, რაც PEF– ს აქვს კარტოფილზე. ”ჩვენ ვაკეთებთ შაქრის შემცირების ანალიზს თხევადი ქრომატოგრაფიის კომბინაციის გამოყენებით, დამუხტული აეროზოლის გამოვლენისთანავე”, - თქვა მაკდუგალმა. ”ჩვენ ვაკეთებთ უფასო ამინომჟავების ანალიზს გაზქრომატოგრაფიით და მასობრივი სპექტრომეტრიით და შემდეგ ვაკეთებთ აკრილამიდის ანალიზს თხევადი ქრომატოგრაფიით და სამმაგი ან ოთხმაგი მასობრივი სპექტრომეტრიით.”

გრატზეკი ფრთხილია, როდესაც განიხილავს რა გავლენას ახდენს PEF შემწვარი საკვებში აკრილამიდის ოდენობაზე. ის წარმოადგენს PEF- ს, როგორც "ტექნიკას, როდესაც გამოიყენება სხვა რამეებში", შეიძლება გამოიწვიოს აკრილამიდის დაბალი დონე. ”არა ის, რომ PEF წვავს აკრილამიდს, არამედ PEF ცვლილებები ამბობს, რომ გამჟღავნების ფენომენი წყალში ხდება, რასაც ის აკეთებს, ის ასევე ცვლის შემწვარი ტემპებს, რასაც ნამდვილად აკეთებს, რაც გამოიწვევს აკრილამიდების დაქვეითებას”, - თქვა მან.

”შაქარი, ტემპერატურა, დრო, ტენიანობის დონე - ეს ყველაფერი არის ის, თუ რამდენი აკრილამიდი მიიღეთ შემწვარი პროცესის ბოლოს”, - დასძინა მან. მყარი ნივთიერებების შემცირება შაქრისა და ამინომჟავების შემცირების სახით საშუალებას აძლევს კარტოფილის გადამამუშავებლებს შეცვალონ ან შეამცირონ ცხელი წყლის გაბრწყინება ან წინასწარი გათბობა ფრანგულ და ჩიპურ წარმოებაში. ”თუკი ბლანირება გამოიყენება მარტო დარბილების მიზნით, მას (PEF) შეუძლია აღმოფხვრას ბლანჩების პროცესი”, - თქვა გრატზეკმა.

ხარჯების დაზოგვის კიდევ ერთი უპირატესობაა ჭრის და პირსახოცების დამზადების პროცესში გამოყენებული საჭრელი პირების ცვეთის შემცირება. PEF ტექნოლოგია არბილებს უჯრედის კედლებს, რაც კარტოფილის დაჭრას უფრო ამარტივებს. ”ჭრა გაცილებით გლუვია, ასე რომ თქვენ გაცილებით ნაკლები გექნებათ, რასაც კონკრეტულ ზედაპირს უწოდებენ”, - თქვა გრატზეკმა. ”ასე რომ, ეს შეიძლება დაერთოს იმ ფაქტს, რომ წყალი გაცილებით ადვილად გამოდის და ნაკლები ენერგიით, იწვევს ნავთობის დაბალ შეწოვას კარტოფილში ან კარტოფილის ჩიპში.” გრატზეკმა დასძინა, რომ ამ ეტაპზე ეს არ არის დიდი თანხა, 5-10%, მაგრამ იგი იმედოვნებს, რომ მაკდუგალთან ერთად შემწვარი პროცესის შესწავლას შეძლებს.

ბოლო 20 წლის განმავლობაში PEF ტექნოლოგია ინდუსტრიის სტანდარტად იქცა ფრანგთა შემწვარი მწარმოებლებისათვის და ახლა მას ინერგურად ატარებენ ჩიპებისა და საჭმლის საჭმლის ზოგიერთი მწარმოებლები. კარლ კრიუგერის თანახმად, Boise- ის კვების ფიზიკის ინჟინერიის ხელმძღვანელი, ევროპა ლიდერობს ტექნოლოგიურ გარდამავალ ეტაპზე, ისევე როგორც ეს საფრანგეთის ფურის ინდუსტრიაში ხდებოდა.

”ბოლო ორი წლის განმავლობაში ევროპაში გაიზარდა PEF– ის გამოყენება კარტოფილის ჩიპებში,” - თქვა კრუგერმა. ”ეს მნიშვნელოვანი იყო. მსგავსი, სადაც კარტოფილ კარტოფილში ვიყავით. ჩვენ გარკვეულწილად ვისხედით იმ ქურთუკებს უკან, მაგრამ ჩვენ გვაქვს უამრავი კარტოფილის ჩიპის მწარმოებელი, რომლებთანაც ვსაუბრობთ, რომლებიც ძალიან გამოხატავენ PEF- ს ინტერესს. ”

კრუგერმა თქვა, რომ სურსათის მწარმოებლებს შორის საყოველთაო შეშფოთებაა ახალი ტექნოლოგიის განხილვისას ის, რაც კვების მრეწველობაში ცნობილია, როგორც ”პირის ღრუს შეგრძნება”, ტერმინი, რომელიც აღწერს ამ ხარისხს, სპეციფიკური ბრენდისთვის. იქნება ეს საიდუმლო ფორმულა თუ საიდუმლო სოუსი, კომპანიები უკიდურესად იცავს ბრენდის პირადობას და ინარჩუნებს მომხმარებელთა ერთგულებას. არცერთ კომპანიას არ სურს გაიმეოროს ისეთი ტიპის საზოგადოებასთან ურთიერთობის ფიასკო, რომელსაც კოკა-კოლა შეხვდა 1980-იანი წლების შუა პერიოდში "ახალი კოქსის" შემოღებით.

”ჩვენ რეალურად შევხვდით ამას დიდი კვების მომხმარებელთან, რომელსაც არ სურდა მათი პროდუქტის შეცვლა, რადგან ტექნოლოგიას ვცვლიდით”, - თქვა კრუგერმა. კრიუგერმა თქვა, რომ მათ შეძლეს მდგრადი მეთოდით დაამტკიცონ, რომ PEF პროცესი აწარმოებს ზუსტად იმ კარტოფილს, რომელსაც ისინი ყოველთვის აწარმოებდნენ.

გრატზეკს მიაჩნია, რომ PEF ტექნოლოგიის მიღწევები ხელს შეუწყობს მის მიღებას ჩიპებისა და საჭმლის ინდუსტრიაში მომავალში, მაგრამ ის ასევე აცნობიერებს, რომ კვების მრეწველობა ყოველთვის არ არის სწრაფად ინოვაციების მიღება. ”ტექნოლოგიის დანერგვა ინდუსტრიაში, განსაკუთრებით კვების მრეწველობაში, ჩვეულებრივ, საკმაოდ ნელა მიმდინარეობს”, - თქვა მან. ”მან უნდა გადაჭრას მნიშვნელოვანი პრობლემა, მოიტანოს მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა ახალი პროდუქტის ან ინოვაციის თვალსაზრისით, ან მან უნდა დაზოგოს ბევრი ფული.”    

გრატზეკი ფიქრობს, რომ PEF ტექნოლოგიის მომავალში მიღება უფრო სწრაფად არის ის, რომ მათ განავითარეს ცოდნა და გამოყენების ტექნიკა, რომელსაც ჩვეულებრივ ინახავს ჩიპების მწარმოებლები. ”მე ვფიქრობ, რომ ეს გრანტი განსაკუთრებით სასარგებლოა ჩვენთვის, რადგან ის საშუალებას მოგვცემს ჩავატაროთ კვლევები Boise- სა და Boise- ში, რათა დიდი სპეციფიკით შევძლოთ იმ პრობლემების მოგვარება, რაც მომხმარებელს აქვს”, - თქვა გრატზეკმა.

"თუ მათ ნაკლები ზეთი სურთ, ჩვენ მათ დავეხმარებით ამაში, თუ მათ სურთ შეინარჩუნონ ზეთი, მაგრამ უფრო დაბალი, უკეთესი შემწვარი მაჩვენებლები, ჩვენ მათ დახმარებას შევძლებთ ამაში ”, - დასძინა მან. ”მოკლედ, ჩიპები უფრო რთულია ვიდრე კარტოფილი კარტოფილი, ვფიქრობ, შესაძლოა ჩიპებში პრობლემები ცოტა უფრო მკაცრი იყოს.” გრატზეკმა თქვა, რომ PEF პროცესორებიდან დაახლოებით 20 გაიყიდა ევროპაში მრავალი მიზეზის გამო.

”ეჭვი მაქვს, რომ ისინი მათ აკრილამიდის, ოპერატიული ეფექტურობის და პროდუქტის ხარისხის მიზეზების გამო ყიდულობენ.” - თქვა მან.

/ კარტოფილის გადამამუშავებელი ტექნოლოგია /