Høytrykksprosessering i matindustrien

Gå tilbake Høytrykksbehandling av juice

Høytrykksprosessering av juice. Foto: Jon-Are Berg-Jacobsen © Nofima

Å utsette matprodukter og råvarer for høyt trykk kan være effektivt for å inaktivere bakterier. Metoden er skånsom for maten og prosesseringen kan skje ved romtemperatur eller lavere temperaturer. Dermed kan næringsstoffer og andre egenskaper bevares bedre enn ved alternative prosesseringsmetoder.

Sist oppdatert: 18.07.22

Hvorfor høytrykk?

Høytrykksprosessering (HP) er en teknologi som kan benyttes for industriell skånsom prosessering av mat. HP brukes i økende grad for å konservere matvarer, og egner seg både for flytende og faste produkter. Prosessen er godt egnet for varmesensitive produkter og produkter med lav pH.

HP brukes hovedsakelig til å forlenge holdbarheten på matprodukter, og/eller for å inaktivere mikroorganismer. HP brukes også til å konservere en rekke ulike produkter, slik som jus, ferdigretter, salater, påleggskjøtt, puréer og posteier.

Høytrykksbehandling kan brukes for å gi matprodukter

lengre holdbarhet (guacamole, ferdigretter, jus)
økt mattrygghet (spekepølse, kjøttpålegg, røkt laks og kylling)
forbedret kvalitet (tekstur i sauser, supper og yoghurt)
sunnere og friskere mat (bevarer næringsstoffene godt)
økt ressursutnyttelse (enklere prosessering og økt utbytte fra skjell og skalldyr)

Hovedsakelig benyttes HP for å forlenge holdbarhet og/eller inaktivere patogene mikroorganismer. HP benyttes ofte på et utvalg av produkter som selges som høykvalitetsprodukter hvor nettopp bruken av denne skånsomme prosesseringen benyttes som et salgsargument. Fokus er da på matsikkerhet og at produktene er rene, naturlige (ikke tilsetningsstoffer) og sunne.

Slik foregår høytrykksbehandling av mat

Matproduktet må være ferdig emballert, og plasseres i en beholder som fylles med vann. De største maskinene har kammer med en kapasitet på over 600 liter. Når maskinen er full, blir enda mer vann presset inn, og slik skapes det høye trykket.

Dersom formålet er å oppnå pasteuriseringsbetingelser, så skjer prosesseringen vanligvis ved 400–600 MPa (megapascal) med en holdetid på 1–5 minutter. Produktet med denne type prosessering bli utsatt for likt trykk overalt, uavhengig av fasong og størrelse.

Siden det benyttes ekstreme trykk i et lukket system, så medfører den høye trykkøkningen at også temperaturen i produktet øker. Generelt øker temperaturen med cirka 3 °C per 100 MPa, men dersom produktet inneholder store mengder fett kan økningen komme opp i 7–9 °C per 100 MPa. Etter prosessering går temperaturen i produktet raskt ned.

Se også: Hvordan fungerer høytrykksprosessering? | Kort film om høytrykksprosessering

Bruksområder i matindustri

HP har flere bruksområder i matproduksjon.

En stor fordel er at størrelse og geometri til matproduktet ikke han noen betydning. Dette er til forskjell fra for eksempelvarmebehandling. Ved prosessering skjer nemlig trykkbelastningen umiddelbart i hele produktet uavhengig av størrelse og geometri. Dette er bl.a. gunstig i oppskaleringsprosesser.

Effekten av HP for inaktivering av vegetative bakterier er godt dokumentert. I de fleste tilfeller så ønsker matprodusenter som benytter HP som et alternativ til andre typer konservering. Mange produsenter profilerer produktene sin som rene og uten bruk av konserveringsmidler. Derfor ser man ofte minimal bruk av konserveringsmidler sammen med HP. Det er også eksempler hvor selve høytrykksprosessen kan bidra til at en kan justere på resepter og bruke for eksempel mindre salt eller tilsatt søtning i produkter.

Ulikt pakkemateriale kan benyttes, men en forutsetninger er at emballasjen er fleksibel og tåler vann.

Mer om emballasje for høytrykksprosessering

Konservering av mat 

HP kan inaktivere både kvalitetsforringende og sykdomsfremkallende bakterier (men ikke sporer eller enzymer) i næringsmidler, uten at sensoriske og ernæringsmessige egenskaper forringes.

Hvilke matprodukter kan behandles med høyt trykk?

Høytrykksprosessering kan brukes på mange ulike matprodukter. Denne type prosessering er kanskje spesielt godt egnet for flytende produkter som jus, supper, sauser, puréer og posteier, men også en rekke kjøttprodukter er godt egnet for HP. Noen matprodukter er imidlertid lite egnet. Eksempler er tørre produkter og produkter som inneholder en del luft.

Drikke

HP kan derfor brukes til pasteurisering for å forlenge holdbarheten til flytende matvarer, særlig produkter med lav pH der sporer ikke vil kunne vokse. Dette betyr at et av de mest relevante bruksområdene for HP er pasteurisering av fruktjuice.

Det er en rekke enzymer i frukt-, bær- og grønnsakjuicer, og disse blir i varierende grad påvirket av høytrykk. Effekten av høytrykksprosessering på enzymer er et stort felt som vi ikke skal gå nærmere inn på her, men generelt kan en si at sammenlignet med pasteurisering med bruk av varme, så blir ikke alle enzymer inaktivert ved bruk av trykk. Dette resulterer ofte i at juice-produkter som har blitt utsatt for høytrykk får et bunnfall slik at en må riste flasken før bruk.

Det finnes en rekke jus, smoothie og grønnsakdrikker som er kommersielle. Det finnes også flere eksempler på produkter innen disse kategoriene i Norge.

Kjøttprodukter

I tillegg til drikke finnes det en rekke andre produkter hvor HP benyttes for å øke holdbarhet og for å sikre mattryggheten. Kjøttprodukter har vist seg å være godt egnet for HP. Kokt kjøttpålegg, ferdigretter og spekemat er typer produkter som høytrykk er mye benyttet på.

HP kan gi flere fordeler for kjøttprodukter. Det blir ofte fokusert på økt holdbarhet og økt mattrygghet. I tillegg kan man se bort fra krysskontaminering ved bruk av denne teknologien siden HP blir benyttet på ferdig emballerte produkter. Det er mulig å benytte HP for både vakuumpakkede og modifisert atmosfære-pakkede (MAP) produkter.

Dersom HP benyttes under prosessering, kan det gjøre det enklere å få eksportert produkter til f.eks. USA og Japan. Det er hovedsakelig kjøttprodukter som allerede er bearbeidet eller prosessert HP benyttes på. Dersom et rått kjøttprodukt skal prosesseres med høytrykk, så ligger gjerne produktet i en marinade.

Meieriprodukter

HP er benyttet for å øke holdbarheten til probiotiske og prebiotiske produkter som inneholder sunne melkesyrebakterier og/ eller komponenter som er følsomme for f.eks. varme (råmelksprodukter).

Per i dag brukes HP hovedsakelig for å høyne kvalitet og holdbarhet til ferske osteprodukter, prosessert ostesnacks (sticks) og yoghurtdressinger. HP er også vist å kunne gi teksturendringer av yoghurt, og det er gjort forsøk med bruk av HP for modning av ost.

Sjømatprodukter

Fisk og andre sjømatprodukter har generelt kort holdbarhet på grunn av høyt vanninnhold, nøytral pH og en rekke autolytiske enzymer. Det er flere eksempler på at HP blir benyttet for å forlenge holdbarheten til sjømatprodukter. Høytrykk kan brukes på ferske østers, og man oppnår to fortrinn; Vibrio inaktiveres og i tillegg blir lukkemuskelen inaktivert slik at skjellet enkelt lar seg åpne.

Teksturendring på produkter 

Høytrykk kan benyttes for å mørne kjøtt, men da gjerne ved lavere trykk som rundt 200 MPa. En del forskning har vært gjort rundt calpainer, og andre proteaser, og hvordan disse blir påvirket av høyt trykk. For å oppnå en mørningseffekt på kjøtt bør en hovedsakelig benytte pre-rigor trykkbehandling. Mørningseffekten av kjøtt har vist seg å være direkte relatert til den kontraksjonsgraden som oppnås under behandlingen. Bruk av HP i løpet av pre-rigorperioden kan være utfordrende å gjennomføre da det kreves ‘hot-boning’ og trykkbehandling av kjøttet mens pH fortsatt er høy.

Høytrykksprosessering av melk til bruk i lettyoghurtproduksjon har vist at denne typen yoghurt kan få en viskositet som kan ligne på den viskositeten til vanlig yoghurt.

Ekstraksjon av ønskede komponenter 

Høytrykk kan benyttes som et preprosesseringstrinn i ulike ekstraksjonsprosesser. Ekstraksjon på tradisjonell måte krever ofte løsemidler, kan være tidkrevende prosesser og gir ofte varierende utbytte. Ved bruk av høytrykk som del av en ekstraksjonsprosess kan man i flere tilfeller oppnå at prosessen går raskere, at utbyttet går opp og at bruk av løsemidler unngås.

I litteraturen benyttes ofte HPE (high pressure extraction) eller HHPE (high hydrostatic pressure extraction) når høytrykksprosessering benyttes i forbindelse med ekstraksjonsprosesser.

Kriterier for matprodukter som skal behandles med høyt trykk

Må ikke inneholde luft eller ha indre luftlommer (hele jordbær og marshmallows er for eksempel ikke egnet)
Må ha en viss mengde vann: tørre produkter kan være en utfordring, da det ofte er nødvendig med nok fuktighet for å inaktivere mikroorganismer effektivt ved hjelp av HP
Produkter med lavt syreinnhold (høy eller nøytral pH) må lagres kjølig etter HP på grunn av fare for vekst fra sporer. HP i kombinasjon med andre prosesser, for eksempel varme, kan også drepe sporer

Fordeler med HP

Trykket overføres momentant til hele produktet uavhengig av geometri og størrelse
Mulig å prosessere mat ved romtemperatur
Kan kombineres med for eksempel høy eller mild varme
Inaktiverer bakterier i hele produktet
Gir god bevaring av næringsstoffer
Muligheter for nye typer produkter, siden prosessen kan gi endringer i produktegenskaper
Redusert energiforbruk sammenlignet med tradisjonelle konserveringsmetoder.
Unngår krysskontaminering siden HP blir benyttet på ferdig emballerte produkter
Da det er en anerkjent prosesseringsmetode kan det forenkle eksportprosedyrer for enkelte produkter

Utfordringer med HP

Ulike produkter er i ulik grad egnet for konservering ved bruk av høyt trykk
Maten må pakkes i fleksibel emballasje, altså ikke glass eller metall (hermetikkboks)
Prosessering ved de høyeste trykkene kan gi endringer i farge og/eller tekstur for enkelte produktgrupper
HP alene gir ikke drap av bakteriesporer

Hvilke matprodukter kan behandles med høyt trykk?

Høytrykksprosessering kan brukes på mange ulike matprodukter. Denne type prosessering er kanskje spesielt godt egnet for flytende produkter som jus, supper, sauser, puréer og posteier, men også en rekke andre produkter får bedre egenskaper ved bruk av HP. Noen matprodukter er imidlertid lite egnet.

Kombinasjonsbehandling med høytrykk

HP kan kombineres med flere teknologier. Det finnes eksempler hvor HP benyttes for å slå ned et høyt antall bakterier i en råvare som skal benyttes inn i en prosess. En kan også benytte en rekke forbehandlingstrinn for å øke effekten av trykkbehandling.

For å bedre utnytte potensialet med HP har forskning vist at HP kan kombineres med andre behandlinger for å gjøre maten tryggere og/eller gi økt holdbarhet. Noen eksempler er:

Flertrinns-HP. For sporeinaktivering har man sett at en totrinnsvarmebehandling hvor en bruker en temperatur for å aktivere sporene, det vil si få dem til å starte prosessen med å gå over til en vegetativ livssyklus, og en høyere temperatur i neste trinn for å drepe bakteriene. Dette kan en også oppnå ved å kjøre HP over flere trinn.
HP og lav temperatur. HP ved lavere temperaturer kan være gunstig for å unngå unødvendige temperaturøkninger i matproduktet.
HP og varme. Effekten av HP alene for inaktivering av vegetative bakterier er godt dokumentert. Men dersom en skal oppnå god effekt på inaktivering av sporer, så kan kombinasjon med varme være en mulighet. Dette vil kreve forvarming av produktene før de legges i HP-maskinen.
HP og antimikrobielle komponenter. Ved å tilsette konserveringsmidler eller antimikrobielle komponenter (for eksempel nisin, organiske syrer og essensielle oljer) så kan en oppnå forlenget holdbarhet til produkter.
HP og pakkemetode. Vanligvis pakkes mat i flasker eller vakuumpakket. Men det er mulighet for å kombinere med for eksempel modifisert atmosfære pakking.
HP og frysing/tining. Faseoverganger til vann blir påvirket av trykk. Dette fenomenet gjør det mulig for eksempel å tine produkter ved lave temperaturer (mellom -20 og 0 grader C)
HP og annen teknologi. Produktene kan forbehandles med en annen teknologi før de ofte i sluttrinnet utsettes for HP som et siste ledd.

Rask historikk

Allerede på slutten av 1800-tallet ble høytrykk brukt for å drepe bakterier. Amerikaneren Bert Hite (1899) var den første til å bruke høytrykk på mat for å pasteurisere melk, frukt og grønnsaker. Selv om det i 1960- og 70-årene var noe forskning på trykk og bakteriesporer, var det først på 1980-tallet at forskningen på høytrykk og mat for alvor kom i gang.

De første kommersielle produktene ble tilgjengelige i 1991 i Japan, produsert av Meidy-ya.  Internasjonalt er teknologien i sterk vekst. Interessen for høytrykksprosessert mat øker kraftig, og utstyr for høytrykksprosessering er nå tilgjengelig i en rekke land verden over.