Elaborazione del sangue degli animali da macello mediante campi elettrici pulsati (PEF) per ridurre i germi e un uso sostenibile degli alimenti di origine animale
La situazione di partenza:
Ogni anno in Germania vengono prodotti circa 150 milioni di litri di sangue di animali da macello. Attualmente solo una piccola parte è utilizzata per la produzione di alimenti (20%) o per l'alimentazione animale, sebbene il sangue contenga proteine tecnologicamente e fisiologicamente pregiate. Le proprietà funzionali delle proteine plasmatiche sono di particolare interesse da un punto di vista tecnologico.
Il sangue e il plasma sanguigno offrono ai microrganismi condizioni di crescita favorevoli, in modo che la conta germinale totale inaccettabile di oltre 106 unità formanti colonie (CFU)/ml possa essere superata anche con prodotti che sono stati conservati in un luogo fresco per un tempo estremamente breve e secondo i regolamenti. La sicurezza igienica deve essere garantita durante l'uso. Una domanda per la disinfezione del sangue non è stata descritta nella letteratura scientifica e nella letteratura brevettuale.
Lo scopo del progetto di ricerca era quindi quello di sviluppare un metodo per ridurre il numero di germi nel sangue e nelle frazioni del sangue. Le proprietà funzionali desiderate e richieste per l'ulteriore trasformazione in prodotti, in particolare delle preziose proteine del sangue, dovrebbero essere mantenute il più possibile. L'attuazione dovrebbe avvenire utilizzando l'esempio dei prodotti a base di carne.
Risultato della ricerca:
Si potrebbe dimostrare che il trattamento con campi elettrici pulsati (PEF) ha ridotto il numero totale di germi e vari microrganismi potenzialmente patogeni di diverse potenze di dieci. L'apporto energetico specifico è stato identificato come un parametro di influenza chiave.
I risultati mostrano che con un apporto energetico di 75 kJ/kg nei microrganismi gram-negativi, il numero di germi si riduce di 3 potenze su dieci. Da un apporto di energia di 125 kJ/kg, si ottiene un'inattivazione di almeno 5 potenze su dieci sia per i microrganismi gram-positivi che gram-negativi. L'intensità del trattamento influisce sulle proprietà fisiche e tecnologico-funzionali. L'apporto di energia di 75 kJ/kg provoca una diminuzione dell'entalpia di denaturazione del 19% per il sangue intero e del 14% per il plasma. La forza del gel formato dalla reticolazione proteica è ridotta di circa il 30% per il sangue intero e di circa l'11% per il plasma. La viscosità effettiva aumenta con il sangue intero in funzione dell'intensità del trattamento, con il plasma non si verificano variazioni significative delle proprietà di flusso.
Inoltre, è stata studiata l'influenza della geometria delle celle di trattamento (colineare, coassiale, Ringpsalt) e l'intensità del campo (da 5 a 15 kV/cm) con un apporto di energia da 35 a 166 kJ/kg. L'uso di una geometria dell'elettrodo colineare ha portato alla massima efficienza di trattamento. Per quanto riguarda l'intensità del campo, è stata osservata una riduzione del fabbisogno energetico con un aumento dell'intensità del campo. I parametri di trattamento identificati come idonei per il sangue intero potrebbero essere trasferiti al trattamento del plasma. Il tempo di conservazione del plasma ad una temperatura di conservazione di 4°C può essere prolungato di almeno 4 giorni, a seconda dell'intensità del trattamento, senza superare la carica batterica totale di 106 UFC/ml.
L'obiettivo dell'implementazione era di produrre un prodotto a base di carne da sangue intero o plasma sanguigno trattato con PEF e quindi a ridotto contenuto di germi e di maggiore durata che fosse equivalente allo standard da sangue nativo o plasma nativo nelle caratteristiche più importanti del prodotto.
Le proprietà funzionali del sangue e del plasma sanguigno erano parzialmente compromesse a seconda dell'intensità di trattamento selezionata, ma è stato possibile un'ulteriore elaborazione del sangue o del plasma trattato nei prodotti a base di carne senza limitare l'effetto tecnologico. Fino al 7% di plasma sanguigno trattato con PEF (in base alla quantità totale della ricetta) può essere aggiunto alla carne della salsiccia bollita senza che si verifichino deviazioni sensoriali o tecnologiche.
Il processo sviluppato nell'ambito del progetto può quindi essere utilizzato per la lavorazione industriale del sangue animale macellato.
Significato economico:
I parametri di processo per il sangue intero e il plasma sviluppati e testati nel progetto consentono di aumentare la sicurezza del prodotto del sangue degli animali da macello e delle sue frazioni. L'applicazione del metodo dei campi elettrici pulsati consente una significativa riduzione del numero totale di germi. Il concetto innovativo dell'uso sostenibile delle materie prime animali, illustrato sull'esempio dei prodotti a base di carne, contribuisce a migliorare le prestazioni e la competitività. Inoltre, possono essere sviluppati altri possibili usi per la fabbricazione di prodotti pronti o come fonte proteica. Rispetto a un prezzo del maiale compreso tra 1,30 €/kg (classe commerciale E, gennaio 2011) e un prezzo della carne compreso tra 1,45 e 2,65 €/kg, il valore attuale del sangue dell'animale da macello è di circa 5 ct/l e quello del plasma sanguigno a 15 ct/l è significativamente inferiore, anche con costi aggiuntivi di circa 1,2 ct/l. Con una quantità di input compresa tra il 3 e il 7%, ciò consente una significativa riduzione dei costi delle materie prime e quindi del valore aggiunto, soprattutto per le piccole e medie imprese del settore della carne.
In Germania vengono prodotte circa 7 milioni di tonnellate di carne ogni anno, da cui si ricavano circa 1,4 milioni di tonnellate di prodotti a base di carne. Il fatturato dell'industria della carne è di circa 30,5 miliardi di euro, quello dei 214 macelli 10,3 miliardi di euro/anno Le aziende di lavorazione della carne, che sono prevalentemente di medie dimensioni (il 94% delle 1.014 aziende ha un fatturato < 50 euro milioni), rappresentano 17,7 miliardi di euro con 83.230 dipendenti.
Pubblicazioni (selezione):
- Rapporto finale FEI 2011.
- Nowak, B., Boulaaba, A., v. Müffling, T. e Klein, G.: Blood - il fornitore di proteine del futuro. (Abstract poster) Atti 67a riunione annuale FEI 2009, 103 (2010).
- Boulaaba, A., Nowak, B., Müffling, T. v., Hage, N. e Klein, G.: Effetti del plasma sanguigno trattato con PEF (campi elettrici pulsati) sui parametri qualitativi e tecnologici della salsiccia bollita. Società dell'informazione ALPHA, Società medica veterinaria tedesca, Associazione federale dei veterinari ufficiali (a cura di): Servizio veterinario ufficiale e controllo degli alimenti (edizione speciale) 51° workshop dell'area di lavoro dell'igiene alimentare: conferenza in tre paesi; Programma e volume astratto, Garmisch-Partenkirchen, 28.09 settembre-01.10.10 ottobre 0945; Lampertheim: Società dell'informazione ALPHA, ISSN 3296-124, 2010 (XNUMX).
- Nowak, B. e Boulaaba, A.: Blood - il fornitore di proteine del futuro. Maggiore durata grazie all'applicazione di PEF. (Report) Gruppo di lavoro degli uffici per il trasferimento tecnologico delle università della Bassa Sassonia (a cura di): Informazione tecnologica: Conoscenze e innovazioni dalle università della Bassa Sassonia 3; Hannover: Uni Transfer, Università Gottfried Wilhelm Leibniz, 6 (2009).
- Wiezorek, T., Heinz, V. e Toepfl, S.: Elaborazione del sangue di animali macellati mediante campi elettrici pulsati (PEF) - Un contributo alla sostenibilità. circolare carne igroscopica Controllo alimentare 6 (2009).
- Heinz, V.: Processi non termici per la sterilizzazione e per influenzare la struttura degli alimenti. Atti della 66a riunione annuale della FEI 2008, 89-96 (2009).
Il rapporto finale può essere consultato dal pubblico interessato presso il centro di ricerca. Ulteriore materiale informativo:
Istituto tedesco per la tecnologia alimentare eV (DIL)
Prof.-von-Klitzing-Str. 7
49610 Quakenbrück
Tel .: 05431 / 183-228
Fax: 05431 / 183-200
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Fondazione dell'Università di Medicina Veterinaria di Hannover
Centro di Scienze dell'Alimentazione
Istituto per la qualità e la sicurezza alimentare
Diga Bischofsholer 15
30173 Hannover
Tel .: 0511 / 856-7256
Telefax: 0511/856-82-7256
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Gruppo di ricerca sull'industria alimentare (FEI)
Godesberger Allee 142-148
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Fax: 0228 / 376150
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Fonte: Quakenbrück [DIL]
