Optimising operation parameters for increased product quality of processed potato

Hovedmålet for prosjektet «optimal potet» har vært å redusere kvalitetsvariasjon i prosesserte potetprodukter gjennom tre delmål: 1) å identifisere de viktigste råvareegenskapene som påvirker sluttkvaliteten av prosesserte potetprodukter; 2) å bedre forståelsen av hvordan prosessene kan styres bedre basert på aktuelle kvalitetsparametre av potet; og 3) å utvikle bedre teknologi for overvåkning av kvalitetsparametre i potet, mellom-produkter og sluttprodukter. Prosjektet har involvert tre hovedtyper potet-produkter: sous-vide kokte poteter, lomper og friterte potetprodukter. Tørrstoffet i potet er en av de viktigste parametrene innen potetprosessering. Industrielt bestemmes tørrstoffet per i dag oftest indirekte via tetthetsbestemmelser med en metode basert på såkalt undervannsvekt. Her måles kun et lite prøveutvalg fra en stor batch. I prosjektet har vi i stedet benyttet en prototype av et nær-infrarødt måleinstrument for å bestemme tørrstoffet i hel uskrelt potet. Vi har vist at dette kan benyttes off-line for å bestemme tørrstoff i enkelt-poteter. Nye studier viser også at dette systemet kan brukes on-line på et samlebånd, og at on-line estimatene er minst like gode som off-line målingene. Metodikken er også blitt benyttet for å dokumentere store variasjoner av tørrstoff industrielt. Det aktuelle målesystemet utvikles nå videre i samarbeid med FFL-prosjekt 225148, og applikasjonen har et stort kommersielt potensiale. En vitenskapelig artikkel er publisert på dette feltet, og ytterligere en artikkel er innsendt. En viktig parameter ved produksjon av friterte potetprodukter for potetindustrien er innholdet av reduserende sukker, da man vet at reduserende sukker bidrar i dannelse av det antatte karsinogenet akrylamid. I prosjektet har man bygd opp en plattform for referanseanalyser av sukker i potet ved hjelp av væskekromatografi. Prøver fra industripartnere er blitt tatt ut ved ulike årstider over flere år, og disse er blitt analysert med stripsteknologi (blodsukkermåler utviklet for diabetespasienter). Denne metoden er det som brukes industrielt i Norge sammen med mer avansert instrumentering utviklet for bruk i nærmiddelindustrien. Prosjektet har også utviklet en ny anvendelse for analyser av karbohydratinnhold i tørkede væskefilmer ved bruk av infrarød spektroskopi. Målingene i prosjektet dokumenterer nøyaktigheten i målemetodikk som brukes industrielt samtidig som den peker på potensielle systematiske avvik grunnet prøveopparbeidingen. Dette er ikke minst relatert til hurtigvirkende enzymer som raskt spalter sukrose i potetjuicen framstilt som en nødvendig del av analysene til fruktose og glukose. For utføring av analysene i de industrielle forsøkslaboratoriene presses juice på ulike måter ut av poteten, og et viktig resultat fra prosjektet er at juicen som presses ut er delvis representativ for sukkerinnholdet i en potet. Dette arbeidet vil sannsynligvis resultere i to vitenskapelige artikler, hvorav en som allerede er innsendt. En stor utfordring ved produksjon av lomper er å reprodusere den «optimale» lompedeigen. Per dags dato skjer dette ved manuell testing av deigen. I prosjektet har vi kommet nær en vitenskapelig og metodisk forklaring på effektene som lompebakerne i dag manuelt kjenner etter for å lage sine optimale lompedeiger. To instrumenter har stått sentralt i dette arbeidet: Farinograf-målinger (røremotstand) og reologi-målinger (for måling av viskoelastiske deigegenskaper). Våre forsøk viser at det i første rekke er retrograderingsgraden til stivelsen i potetmassen som er avgjørende for de viskoelastiske egenskapene i deigen, og vi har vist at vanninnhold kombinert med utsiv av væske (synerese) og enzymatisk stivelsesnedbrytning er de to hovedprosessene som påvirker deigen. Vi har vist at nær-Infrarød spektroskopi kan benyttes i prosessen for å bestemme vanninnholdet i kokt potetmasse med lav usikkerhet. Denne metodikken kan dermed potensielt nyttes for å styre prosessen ved tillaging av deig bedre. En vitenskapelig artikkel er innsendt på bakgrunn av dette arbeidet. Prosjektet har i tillegg utviklet en plattform for overvåkning og optimalisering ved koking av poteter. Denne plattformen inkluderer metodikk for måling av forklistringsgrad, fargeendringer, tekstur, tørrstoff, samt mikroskopisk bestemmelse av stivelsesgranuller, og metodikken vil kunne muliggjøre en systematisk fremtidig uttesting av nye potetsorter. Plattformen har i prosjektet blitt benyttet i forsøksoppsett som inkluderte et stort utvalg poteter fra tre ulike sorter. Tekstur ble i første rekke benyttet som en kvalitetsreferanse, og en ser forventede endringer i forhold til både sort og tørrstoffnivå målt ved nær-infrarød spektroskopi. I tillegg til mulige bidrag fra stivelseskvaliteten kan det imidlertid tenkes at mer spesifikke cellekomponenter som pektin er en avgjørende faktor, men dette er foreløpig ikke verifisert, og videre undersøkelser er nødvendig for å komme til en nærmere forståelse innen dette feltet.

The critical operation parameters for industrially produced Norwegian potato cakes, sous-vide potatoes (vacuum packed in plastic prior to cooking and cooling) and fried potatoes will be identified and optimised to reduce variation in product quality. Cri tical parameters to be investigated and controlled include the importance of starch gelatinisation and retrogradation in sous-vide and Norwegian potato cakes and glucose/fructose nivåer in raw potatoes prior to frying. The latter parameter is crucial to r educe the formation of acrylamide. On-line or at-line technologies/methods such as near-infra red and visible absorption spectroscopy will also be developed to monitor and control other critical parameters such as water, fat, colour and dry matter content in raw, semi-processed and end-product potatoes.