Høytrykksprosessering av mat har vært brukt kommersielt siden 1990-tallet. HP kan benyttes som en pasteuriseringsmetode. I 2004 ble denne teknologien anerkjent av amerikanske myndigheter (FDA) som en prosess som gir 5 log reduksjon av aktuelle patogene bakterier i blant annet fruktjuicer. 

Økt mattrygghet og forlenget holdbarhet er hovedgrunnene til å bruke HP på mat. Ulike mikroorganismer, både sykdomsfremkallende og forringelsesbakterier, påvirkes ulikt av høyt trykk. Generelt kan en si at sporer er de mikroorganismene som tåler HP best, og parasitter blir enklest inaktivert. 

Hvor mye mikroorganismer inaktiveres ved HP avhenger av en rekke parametere, som type mikroorganisme, trykk, tid, temperatur, pH, vanninnhold og matsammensetning. Generelt får man økt inaktivering med økende trykk. 

Noen ganger kan det være nødvendig å kombinere høyt trykk med en eller flere faktorer som kan gi en kombinasjonseffekt for å oppnå den inaktiveringen og/eller den holdbarheten på maten som en ønsker. Slike tilleggsfaktorer kan være lav pH, salt, sukker, økt temperatur under prosessering eller antimikrobielle komponenter. 

Faktorer som påvirker bakteriell inaktivering med bruk av HP 

Inaktivering av mikroorganismer ved hjelp av HP påvirkes av flere faktorer:

1. Behandlingsparametere

Hvilket trykk en benytter, behandlingstid og ved hvilken temperatur prosesseringen foregår er hovedsakelig de parameterne som en varierer ved HP.  

Mer om hvordan høytrykk kan brukes til ulike formål. 

Når hovedmålet er å inaktivere patogene bakterier, så må en ofte benytte trykk som er over 400 MPa. Kommersielt HP utstyr kan en ofte benytte for trykk opp til 600 MPa. Prosessering ved for eksempel 600 MPa i 2-5 min vil gi en betydelig inaktivering av de fleste bakterier. Hvor godt HP fungerer for å sikre mattryggheten til et produkt avhenger av startantallet av bakterier og type. bakterier Som tidligere nevnt kan denne teknologien gi en reduksjon på 5 log.  

Lagringstid i etterkant av prosessering påvirker holdbarheten til produktet. Dersom matproduktene lagres under 4 oC, så er det mange bakterier som ikke vil vokse ved disse temperaturene. Listeria er et eksempel på en bakterie som kan vokse ved kjøleskapstemperaturer, så dette er noe en skal være oppmerksom på dersom en arbeider med produkter hvor Listeria kan være en utfordring.      

En annen relevant parameter er temperatur under prosessering. Kommersielt HP utstyr har som oftest ikke mulighet for temperaturregulering. HP-utstyret står som oftest i romtemperatur, eller så plasserer man det i et kjølig rom. De fleste HP-produkter er ofte kjølevarer. Dersom en plasserer utstyret på et kjølerom får en den fordel at produktene i minst mulig grad blir utsatt for temperatursvingninger.  

Per i dag så finnes det ikke HP-utstyr hvor en kan kombinere HP med forhøyet temperatur for kommersiell produksjon av matvarer. Denne type utstyr er kun tilgjengelig i laboratoriemodeller.. På sikt, når denne type utstyr vil være tilgjengelig for kommersielt bruk, så vil denne teknologien kunne benyttes for å oppnå steriliseringsbetingelser. Dette vil bidra til at teknologien også kan benyttes for inaktivering av sporer.  

Mer om sporeproblematikk 

2. Mikrobielle egenskaper 

Forskjellige typer mikroorganismer blir påvirket av trykk i ulik grad. En rekke mikrobielle egenskaper er viktige, men det viktigste er hvilken type bakterie man har med å gjøre. Det er blant annet kjent at oppbygningen til en mikroorganisme påvirker i hvor god evne de har til å motstå trykk. Generelt er Gram-negative bakterier mer sensitive mot høytrykk enn Gram-negative. Dette har med oppbygningen av cellemembranen på. I tillegg vet man at bakterier som er i vekst er mer sensitive enn bakterier i stasjonær fase. 

HP fungerer godt for inaktivering av vegetative (voksende) bakterier. Noen bakterier som Bacillus og Clostridium kan i tillegg til en vegetativ fase, hvor de går gjennom vanlige vekst og celledelinger, gå inn i en alternativ livssyklus hvor de danner sporer. Bakteriesporer tåler ekstremt mye, og når bakteriene har gått inn i denne dvalefasen, så kan de være svært vanskelige å inaktivere. Til tross for prosessering ved ekstreme trykk, så kan sporer overleve trykk høyere enn 600 MPa, selv ved lange holdetider. Ofte må en kombinere HP med varme for å inaktivere sporer. 

3. Egenskaper ved behandlingsmediet

Type behandlingsmedium påvirker i stor grad hvilken effekt trykk har på inaktivering av mikroorganismer. Om en ønsker å drepe bakterier, så har det i mange tilfeller stor betydning om bakteriene er i et fast eller flytende matprodukt.  

Når forskere studerer bakteriers overlevelse i laboratoriet, tilsettes ofte bakteriene i et flytende buljongmedium og utsettes for høyt trykk. Generelt ser en da at bakteriene har høyere overlevelse i matvarer som utsettes for høyt trykk, enn i vekstmedier som oftest benyttes på laboratoriet. Matens sammensetning, som mengde vann, fett, salt, sukker og lav/høy pH, påvirker hvor sensitive mikroorganismer er til HP. Det er også vist at lav vannaktivitet gir økt mikrobiell resistens.  

Til forskjell fra varmebehandling, hvor størrelse og geometri til matproduktet har betydning, så gjelder dette i utgangspunktet ikke for HP. Ved prosessering skjer nemlig trykkbelastningen umiddelbart i hele produktet uavhengig av størrelse og geometri. Dette er bl.a. gunstig i oppskaleringsprosesser.  

Ulike typer bakterier tåler trykk forskjellig, og har ulik overlevelse i mat. Som et eksempel ser en at betydningen av pH avhenger av type mikroorganisme som studeres. Siden type matprodukt har så stor innvirkning på hvor mange mikroorganismer som inaktiveres, så vil det for en matprodusent være viktig å gjøre forsøk med egne produkter da bl.a. resepter kan gi utslag i hvor god effekt HP kan ha.  

Les mer: Det europeiske mattilsynet EFSAs publikasjon om høytrykk og mat, utgitt i mars 2022.

Noen vitenskapelige artikler på dette feltet

Aganovic et al. (2021) Aspects of high hydrostatic pressure food processing: Perspectives on technology and food safety.  

Sehrawat et al. (2021) Microbial inactivation by high pressure processing: principle, mechanism and factors responsible. 

Huang et al. (2014) Responses of microorganisms to high hydrostatic pressure processing. 

Considine et al. (2008) High-pressure processing - effects on microbial food safety and food quality.