Нові стратегії розвитку харчової промисловості

Огляд

  • Повна стаття
  • Цифри та дані
  • Список літератури
  • Цитати
  • Метрики
  • Ліцензування
  • Передруки та дозволи
  • PDF

АНОТАЦІЯ

Графічний реферат

нові

1. Вступ

Сьогодні увага до потреб споживачів є ключем до успіху харчової промисловості. Це часто передбачає переформулювання продуктів шляхом використання більш здорових, стійких інгредієнтів, додавання білків, вітамінів та антиоксидантів до продуктів харчування та маркування продуктів без алергенів, безглютену, без ГМО, - в іншому випадку - без органічних та антибіотиків. Крім того, калорійні вуглеводи все частіше виводяться або зменшуються в їжі, в той час як вживаються заходи щодо продовження терміну зберігання продуктів та запобігання фільтрації підроблених продуктів у ланцюзі поставок. Якщо існує потреба у відкликанні, виробники повинні діяти відповідально та ініціативно.

З огляду на нові умови продовольчого ринку, промисловий сектор повинен зосередитись на необхідності включення більш гнучкого обладнання, заснованого на біоінженерії, автоматизації та робототехніці, для того, щоб ефективно виконувати лінійне виробництво. Цей підхід сприятиме просуванню каналів та технологій, що вимагаються споживачами, що призведе до значних змін у виробництві та постачанні продуктів харчування, які вимагає населення.

Іншим важливим фактором є регулювання модернізації безпеки харчових продуктів. Окрім гнучкості, безпека та безпека харчових продуктів є пріоритетом, завдяки якому можна проводити високоселективну класифікацію для зменшення харчових відходів, використовуючи менші машини для переробки партій, щоб зменшити та/або зберегти споживання енергії, навіть із контрольним обладнанням для виявлення та відокремлення все менших зарубіжних країн частинки. Нову технологію, яка ляже в основу харчової промисловості, потрібно модернізувати таким чином, щоб вона була гнучкою, легко адаптувалася до незначних змін на ринку в режимі реального часу, орієнтована на суворе, стійке очищення, і нею повинні займатись співробітники та висококваліфіковані інженери, особливо якщо мова йде про біотехнології. З технологічної точки зору це призводить до прискорення часу зчитування обладнання для зору, самодіагностики для профілактичного обслуговування та збільшення зв’язку та взаємодії між системами, що забезпечує безпеку, простежуваність та автентичність харчових продуктів.

Біоінженерія представляє важливий імпульс для виробництва харчових біопродуктів та інгредієнтів, а також значну перевагу у високій харчовій якості нових функціональних та інтелектуальних продуктів харчування, сприяючи стабільності традиційних та нових харчових технологій. Цей огляд висвітлює переваги та сучасне вдосконалення інструментів та стратегій біоінженерії мікробів, тварин та рослин, що мають значення у харчовій промисловості, викладаючи можливі підходи або можливості для сучасного кухонного комбайна. Результати критичного аналізу показали, що такі біоінженерні інструменти необхідні для розробки нових збагачених продуктів харчування.

2. Тенденції у переробці харчових продуктів

2.1. Застосування нових технологій у збереженні продуктів харчування

Оскільки їжа збирається, вона зазнає фізичних, хімічних або біологічних змін, що призводять до її погіршення. Збереження їжі - це методологія, яка дозволяє уникнути зараження мікроорганізмами. Ці мікроорганізми, крім ферментів, є головними агентами, що відповідають за зміни, і, отже, повинні бути об'єктами методів збереження [1]. Деякі новітні технології збереження їжі, зменшення або усунення кількості важливих патогенних мікроорганізмів у продуктах харчування та/або вилучення біоактивних сполук, корисних для харчової промисловості, перераховані нижче.

2.1.1. Високий гідростатичний тиск

Методологія високого гідростатичного тиску (HHP) в основному використовується для фізичної та хімічної модифікації будь-якої присутньої хімічної сполуки для покращення якості їжі; він також відомий як холодна пастеризація або герметизація. Ця технологія представляє великий інтерес у харчовій промисловості завдяки своїй ефективності у збереженні їжі, що робить її кращою за звичайні термічні процеси [2], оскільки останні неминуче спричиняють втрату харчових якостей та сенсорних властивостей. Серед альтернативних (нетеплових) способів лікування, відомих в даний час для збереження їжі (електричні імпульси високої інтенсивності, коливальні магнітні поля, світлові імпульси високої інтенсивності та ультразвук), HHP вважається найбільш життєздатною технікою з комерційної точки зору [3] та той, який продемонстрував ефективність у інактивації спор бактерій та ферментів [4]. Серед переваг, які пропонує лікування HHP перед іншими нетепловими технологіями, можна назвати їх:

Обробка HHP дозволяє уникнути зміни їжі шляхом рівномірного і раптового тиску, що передається в систему, тобто відсутні градієнти тиску. На відміну від термічних процесів, обробка HHP не залежить від обсягу та форми зразка, зменшуючи час, необхідний для обробки великої кількості їжі [5].

HHP не спричиняє руйнування термолабільних поживних речовин, таких як вітаміни (будучи технологією з низькою температурою), і не змінює активність або наявність низькомолекулярних сполук, таких як ті, що відповідають за аромат та смак їжі, порівняно з традиційними методами пастеризація [6].

2.1.2. Діелектричне опалення

2.1.3. Імпульсне світло

2.1.4. Бактеріоцини

Бактеріоцини - це пептидні речовини з антимікробною та біоконсервативною активністю, які виробляються різними штамами і відіграють важливу роль у збереженні їжі [16]. Вони можуть бути використані в широкому діапазоні харчових систем і синтезуються рибосомно та позаклітинно. Виділено та охарактеризовано велику кількість бактеріоцинів; проте біоконсервація їжі в основному зосереджена на бактеріоцинах молочнокислих бактерій [17]. Найважливішими є нізин, диплокоцин, ацидофілін, болгарикан, гельветицин, лактаїн та плантарицин [18]. Його можна використовувати в м’ясі, молочних продуктах, консервах, морепродуктах, овочах, фруктових соках та напоях, таких як пиво та вино. Характеристики сумісності цих продуктів, а також спосіб дії роблять його вживання в їжі привабливим.

2.2. Екстрактивні нові технології та біомолекули

В останні роки розвиток харчової промисловості зосереджувався на виробництві продуктів, які не тільки задовольняють потребу в продуктах харчування, але й задовольняють попит споживачів на продукти з підвищеним вмістом поживних речовин, головним чином збагачені антиоксидантами та/або сполуками, що сприяють певному благотворному впливу на здоров’я . Додавання їжі забезпечувалось включенням сполук, які екстрагуються різними методами.

Зелені технології були розроблені як альтернатива звичайним технологіям екстракції, оскільки вони дозволяють відновити більшу кількість біоактивних сполук, що представляють інтерес, використовують коротші періоди екстракції (години скорочення до секунд) і підвищують якість екстрактів з меншими витратами на переробку, або вилучення сполук, які важко отримати за допомогою звичайних методів [24, 25]. Деякі з цих методів: екстракція за допомогою ультразвуку, омічне нагрівання, високий тиск, екстракція надкритичної рідини та екстракція за допомогою мікрохвильової печі [26 - 29]. Зелена техніка має перевагу в тому, що вона є більш ефективною та екологічно чистою, оскільки в цих методах використовується менше розчинників та енергії, що споживає менше часу на екстракцію та простіша у порівнянні зі звичайними методами, а також менше деградації термолабільних сполук, кращі продукти та більший урожай [27 - 29].

2.2.1. Екстракція за допомогою мікрохвильової печі (MAE)

Екстракція через мікрохвильову піч заснована на падінні мікрохвильових хвиль, які генерують підвищення температури, оскільки енергія хвиль генерує вібрації в молекулах, що містяться в середовищі, що в свою чергу перетворюється на підвищену температуру [30, 31]. Вібрації заважають клітинним мембранам, створюючи їх порушення, і, отже, вміст клітин виливається, викликаючи вивільнення антиоксидантних сполук та/або внутрішньоклітинних біоактивних сполук [32, 33] (Таблиця 1). Ця методологія характеризується високим врожайністю, а також зменшенням кількості використовуваних розчинників та часом екстракції біоактивних сполук [34, 35]. Крім того, він використовує 95% енергії, що надходить, зменшуючи тим самим забруднення навколишнього середовища, скорочуючи час видобутку та знижуючи викиди СО2 в атмосферу [28, 36].