Sustainable production of traditional and novel cured dried meat products - DryMeat

I prosjektet DryMeat har fokus vært hvordan nye og tradisjonelle norske spekeprodukter kan produseres med forbedret kvalitet på en mer bærekraftig og energieffektiv måte. Prosjektet er et KPN-prosjekt, finansiert av Forskningsrådet, Nortura, Alfsen & Gunderson AS og BWL Maskin AS. SINTEF Energi var prosjektleder med SINTEF Material og Kjemi, Nofima, Animalia og Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Spania, som forskningspartner. Hovedmålet med prosjektet var å øke kunnskapen og forståelse om tørkekinetikken og modningsprosessene for å oppnå høykvalitetsprodukt med god reproduserbarhet og en bærekraftig produksjon. Tørke- og modningsprosesser for spekeskinke av høy kvalitet krever lang produksjonstid for å oppnå ypperste/førsteklasses kvalitet. Produktet mister vekt under tørkeprosessen, noe som igjen er med og fordyrer produksjonen. Kontroll av de klimatiske forhold blir da viktig slik at vektreduksjonen blir minimal i forhold til ønsket produktkvalitet. For produsenten er en energieffektiv produksjonsprosess derfor en viktig, men sekundær parameter. Prosjektet startet opp i 2013 ved etablering av prosjektkonsortium og en evaluering av dagens produksjonsprosesser for norske spekemat produkter. I 2014 har DryMeat sett på hvordan en fremtidig produksjonsprosess kan gjøres mer bærekraftig med hensyn til energieffektivisering. Potensialet for energigjenvinning er ofte ubrukt, siden temperaturnivået i fremstillingen av skinke er lave og avløpsluft blir ikke sett på som verdifull energi. Et nytt konsept for varmepumpe assistert tørking av spekeskinke ble utarbeidet. I hele perioden 2014-16 har kvalitetsaspektene til norske skinkeprodukter og hvordan prosessbetingelsene påvirker disse, vært en sentral del av arbeidet. For dette formålet var et viktig mål i prosjektet å ta i bruk nye analysemetoder. Massespektrometriske analyser (MS) ble benyttet for totalanalyse av lavmolekylære komponenter (metabolitter). Analysene viste at metabolittmønsteret ('fingeravtrykket') endret seg i løpet av produksjonsprosessen og som funksjon av saltinnhold i laboratorieforsøk. Større peptider og proteiner ble analysert ved MS-basert proteomikk av den spanske partneren Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), gjennom utveksling av en doktorgradsstudent i 2015. De termiske egenskapene ble bestemt og knyttet til de fysiske og biokjemiske endringene. Samlet har de forskjellige analysemetodene bidratt til økt kunnskap om hvordan prosessbetingelser og tørkehastigheter påvirker enzymaktiviteter og modningshastigheter. Det er også identifisert potensielle markørforbindelser som kan benyttes i kvalitets- og prosesskontroll. Prosjektets hovedaktiviteter ble avsluttet i løpet av 2016. Spekeskinker fra ulike stadier i produksjonen ble skannet med CT, og salt- og vannprofilene ble analysert basert på 3D-bilder. Proteom analyser fra prøver fra laboratorieforsøk viste en korrelasjon mellom proteindegardering og tørkebetingelser. Dette er en klar indikasjon på hvordan tørke- og modningsbetingelser påvirker visse kvalitetsaspekter. Diffusjon av salt på tvers av skinken ble modellert i detalj for salting og modning. Prosjektet ble avsluttet i 2017 med disputasen av doktorgradsavhandling hvor resultater fra biokjemiske og fysisk-kjemisk eksperimenter ble oppsummert, og mulige markørforbindelser for produksjonen ble introdusert. Flere vitenskapelige artikler og rapporter (om prosjektresultatene) er publisert gjennom prosjektperioden. Emner er blant annet beregning av termiske egenskaper for tørrsaltet (speket) skinke med Differential Scanning Calorimeter (DSC), State-of-art om biokjemien til tørrsaltet skinke og karakterisering av modningsprosessen ved MS-baserte analyser. Tekniske løsninger for dagens produksjon, muligheter for energigjenvinning fra produksjonen og bruk av omgivelsesluft som energikilde til kjøling er også publisert. DryMeat har utdannet fem masterstudenter, i tillegg til en PhD. Nåværende status for publikasjonene kan følges på prosjektets nettside: http://www.sintef.no/projectweb/drymeat/

In 2011 the value of the retail sale of dry-cured pork meat (9478 tonnes) and dry-cured lamb meat (1590 tonnes) in Norway was 2800 MNOK, with domestic production accounting for 85-90%. Norwegian producers experience an increased competition from imported products. The need to maintain and increase their market share is the Norwegian producer's prime mover. Optimization of the production process may lead to higher production capacity, reduced drying time and hence, potential for energy and cost savings. Im proved process control is required to reduce the variation in product quality, and enable more rational and efficient development of new products to strengthen the competitiveness of the industry. The project DryMeat aims to reduce energy consumption, im prove quality and minimize quality variation during dry-cured meat production. The critical R&D challenges to be faced will be fundamental studies of (1) mass transfer processes within products during drying and curing, formation of dry layer, and effect of drying conditions on ripening, (2) enzymatic and chemical reactions occurring in meat at reduced water activities, and (3) optimization of existing and new drying systems for dry-cured ham and lamb. 1 PhD candidate and five master students will be edu cated. The main achievements of the project will be a better understanding of how the drying rates should be controlled to obtain desired and reproducible product properties reduced energy costs and increased capacity of production plants. This knowledge , analytical methods and modeling tools will enable the industry to develop robust processes for existing products and design new or improved production lines or products. Norway has strong research groups in meat and meat technology, as well as in engin eering and process technology, and industrial biotechnology. Together with the Spanish group CSCI, which has extensive experience with dry-cured meat processing and industry vendors a strong team will be formed