食品冷冻新概念,既提高食品安全质量又减少能耗

发布者:bpadmin
发布时间:2021-10-04 12:48
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城农获悉——根据美国农业部农业研究局(ARS)和加州大学伯克利分校科学团队合作的一项新研究,一种新的食物冷冻方法可以在节省能源和减少碳排放的同时,制造出更安全、质量更好的冷冻食品。



据估计,到2027年,全球冷冻食品市场将达到4000亿美元规模,因此高效的冷链对食品行业至关重要。

目前,大多数冷冻食品都是在传统的行业标准恒压条件下,将食物暴露在低于0摄氏度的冰冷空气中,冻结为固体。然而,该过程中冰晶是对冷冻食品质量的主要威胁,从而可能会降低食物的质地和营养质量,并在能源消耗和碳排放方面支付高昂成本。
 
最近,美国农业部农业研究局(ARS)和加州大学伯克利分校的科学团队发表了一项新研究成果,一种被称为“等容冷冻(Isochoric Freezing)”的食物冷冻新方法可以在节省能源和减少碳排放的同时,制造出更安全、质量更好的冷冻食品。

参与了此研究项目的美国农业部农业研究局食品技术专家Cristina Bilbao-Sainz表示:“若在全球范围内彻底改用这种新的食物冷冻方法,每年可以减少多达65亿千瓦时的能源消耗,同时减少与·发电相关的碳排放46亿公斤,相当于从道路上移走大约100万辆汽车。如果食品制造商采用这一新概念,可以在不需要对当前冷冻设备和基础设施进行任何重大改变的情况下实现能耗节省。”

等容冷冻的原理是将食物放置于由硬塑料或金属制成的坚硬密封容器中,并完全装满了液体,比如水。相比于传统的食物冷冻过程,等容冷冻保存食物时不会将其变成固态冰。因为,只要浸泡在液体中的食物部分,就不会受到冰晶的影响,

根据研究团队所指出,该方法节省能源的原因是没有完全冷冻食物,而且也不需要借助快速冷冻等高耗能的冷冻方案避免冰晶的形成,从未避免了消耗大量能源。

等容冷冻还可以更高质量地储存新鲜食品,如西红柿、甜樱桃和土豆,一般很难用常规冷冻保存。该方法的另一个好处是,还能在加工过程中杀死微生物污染物。

这项研究的项目负责人Tara McHugh表示:“整个食品生产链都可以使用等容冷冻法,从种植者到食品加工商,也包括产品生产商和批发商,再到零售商;甚至,人们购买食物后在家里的冰箱里进行。所有这些都不需要对新设备进行重大投资。鉴于这么多潜在优势,如果这个创新方法流行起来,等容冷冻可能会成为食品领域的下一次革命。”

等容冷冻法是由加州大学伯克利分校生物医学工程师Boris Rubinsky开发,用于冷冻保存供移植用的组织和器官。他也是该合作研究项目的共同负责人之一。

美国农业部农业研究局和加州大学伯克利分校已经申请了一项联合专利,将等容冷冻技术应用于食物保存。目前合作方正在完善这项技术在冷冻食品行业的应用,特别是将该技术扩展实现规模化。另外,他们还在寻找商业合作伙伴,帮助将此技术商业化。

研究团队强调,等容冷冻是一项交叉技术,不仅在食品行业有很好的应用前景,而且在医学、生物学,甚至太空探索任务中也有很好的应用前景。
文章来源: Yuanheng Zhao, Matthew J. Powell-Palm, Junjie Wang, Cristina Bilbao-Sainz, Tara McHugh, Boris Rubinsky. Analysis of global energy savings in the frozen food industry made possible by transitioning from conventional isobaric freezing to isochoric freezing. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021; 151: 111621 DOI: 10.1016/j.rser.2021.111621
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