Elikagaien ingeniaritza

Elikagaien ingeniaritza arlo zientifiko, akademiko eta profesionala da, elikagaien fabrikazioan ingeniaritza, zientzia eta printzio matematikoak interpretatzen eta aplikatzen dituena. Elikagaien ekoizpen, eraldaketa, manipulazio eta kontserbazio prozesuetarako erabiltzen da besteak beste.

Elikadura-materialen izaera konplexua dela eta, elikagaien ingeniaritzak kontzeptu kimiko eta fisiko espezifikoagoak ere aztertzen ditu, hala nola biokimika, mikrobiologia, elikagaien kimika, termodinamika, garraio-fenomenoak, erreologia eta bero-transferentzia.

Elikagai-ingeniariek ezagutza hori aplikatzen dute jasangarriak, seguruak, elikagarriak, osasungarriak, erakargarriak, eskuragarriak eta kalitate handikoak diren osagaien eta elikagaien diseinu, ekoizpen eta merkaturatzean.

Historia 
Elikagaien ingeniaritza nahiko ikerketa eremu berria eta eboluzionatua bada ere, aspalditik ezarritako kontzeptu eta jardueretan oinarritzen da. Elikagaien ingeniaritzaren ohiko fokua kontserbazioa izan zen, elikagaiak egonkortzea eta esterilizatzea, hondatzea saihestea eta elikagaietan mantenugaiak denbora luzez kontserbatzea ekarri zuena. Jarduera tradizional espezifikoenen artean elikagaien deshidratazioa eta kontzentrazioa, ontzi babesleak, kontserbak eta izozteak daude. Elikagaien teknologien garapenean eragin handia izan zuten gerrek eta bidaia luzeek, baita misio espazialek ere, non iraupen luzeko elikagai elikagarriak ezinbestekoak ziren biziraupenerako. Antzinako beste jarduera batzuk fresaketa, biltegiratze eta hartzitze prozesuak dira.  Nahiz eta hainbat jarduera tradizionalek gaur egungo teknologia eta berrikuntzen oinarri izaten jarraitzen duten, elikagaien ingeniaritzaren helburuak elikagaien kalitatea, segurtasuna, zaporea, osasuna eta iraunkortasuna bilatzea bihurtu dira.

Aplikazioak

Hoztea eta izoztea 
Elikagaiak hoztu edo izoztearen helburu nagusia elikagaien kalitatea eta segurtasuna mantentzea da. Prozesu hauek elikagai galkorrak kontserbatzen laguntzen, baita elikagaien kalitate-faktore batzuk ere; hala nola, itxura bisuala, testura, zaporea, eta mantenugaiak. 

Elikagaien izozteak bakterioen hazkundea geldiarazten du; izan ere, hauek konstumitzaileei kalte egin diezaiekete.

Lurrunketa 
Lurruntzea solidoen edukia handitzeko, kolorea aldatzeko eta elikagaien eta produktu likidoen ur kopurua murritzteko erabiltzen da. Prozesu hori esnea, almidoiaren eratorriak, kafea, zukuak, barazki-pastak eta kontzentratuak, ongailuak, saltsak, azukrea eta olioa prozesatzean ikusten da batez ere. 

Lurruntzea elikagaien deshidratazio prozesuan ere erabiltzen da. Deshidratazioaren helburua elikagaietan lizuna haztea saihestea da. Prozesu hau barazki, fruta, haragi eta arrainei aplika dakieke, besteak beste.

Ontziratzea 
Elikagaiak ontziratzeko teknologiak elikagaiak egonkortzeko (zaporea, itxura eta kalitatea mantentzeko) eta elikagaiak garbi eta babestuta eta  mantentzeko  erabiltzen dira. Hori lor daiteke, adibidez, elikagaiak latetan eta potoetan ontziratuz. Elikagaien ekoizpenak hondakin kopuru handiak sortzen dituenez, enpresa asko ontzi ekologikoak erabiltzera trantsizioa egiten ari dira, ingurumena zaintzeko eta ingurumenaz arduratzen diren kontsumitzaileen arreta erakartzeko. Ontzi ekologikoak patata eta artoaz egindakoak dira, besteak beste.

Elikagaiak prozesatzeko energia 
Elikagaien prozesamenduaren iraunkortasuna areagotzeko, beharrezkoa da energia-eraginkortasuna eta hondakinen beroa berreskuratzea. Elikadura intentsiboko ohiko prozesuak teknologia berriekin ordezteak, hala nola ziklo termodinamikoekin eta berogailu ez-termikoarekin, beste potentzial bat ematen du energia-kontsumoa murrizteko, ekoizpen-kostuak murrizteko eta elikagaien ekoizpenaren iraunkortasuna hobetzeko.

Bero-transferentzia elikagaien prozesamenduan 
Bero-transferentzia garrantzitsua da merkaturatutako ia elikagai guztien prozesamenduan, eta garrantzitsua da elikagaien ezaugarri higieniko, nutrizional eta sentsorialak zaintzeko. Bero-transferentziarako metodoen artean indukzioa, konbekzioa eta erradiazioa daude. Metodo hauek elikagaien propietate fisikoetan aldaketak sortzeko erabiltzen dira izoztean, labean egitean edo frijitzean, eta baita elikadurari berogailu ohikoa edo erradiazio infragorria aplikatzean ere.

Elikagaien Segurtasuna Kudeatzeko Sistemak 
Elikagaien Segurtasuna Kudeatzeko Sistemak (FSMS) negozio baten barruan elikagaien segurtasunaren arriskuak kontrolatzea du helburutzat, elikagaien kontsumoa segurua dela bermatzeko. Herrialde batzuetan, FSMSa legezko eskakizuna da, eta horrek behartzen ditu elikagaiak ekoizten dituzten negozio guztiak FSMS bat erabiltzera eta mantentzera, Arriskuen Analisiaren Kontrol Puntu Kritikoaren (HACCP) printzipioetan oinarrituta. HACCP elikagaien segurtasuna aztertzen duen kudeaketa-sistema bat da, elikagaien hornikuntza-katearen etapa guztietan arrisku biologikoak, kimikoak eta fisikoak analizatuz eta kontrolatuz. ISO 22000 arauak FSMSen eskakizunak zehazten ditu.

Teknologia berriak

Elikagaien hiru dimentsioko inprimaketa 
Hiru dimentsioko inprenta (3D), fabrikazio gehigarria ere izendatua, hiru dimentsioko objektuak sortzeko fitxategi digitalak erabiltzearen prozesua da. Elikagai industrian, elikagaien 3D inprimaketa erabiltzen da elikagaien geruzak prozesatzeko ekipo informatikoen bidez. 3D inprimaketa prozesu geldoa da, baina denborarekin hobetzen ari da, kostuak eta prozesu-denborak murrizteko helburuarekin. 3D teknologiaren bidez inprimatu diren elikagai arrakastatsuenetariko batzuk hurrengoak dira: txokolatea, gazta, tarta izoztua, indioilarra, pizza, apioa, besteak beste. Teknologia hori etengabe ari da hobetzen, eta energia aldetik errentagarria eta eraginkorra den eta nutrizio-egonkortasuna, segurtasuna eta barietatea betetzen dituen elikagaia eskaintzeko ahalmena du.

Biosentsoreak 
Biosentsoreak erabil daitezke kalitatea kontrolatzeko laborategietan eta elikagaiak prozesatzeko fase ezberdinetan. Biosentsoreen teknologia nekazariak eta elikagaien eraldatzaileak mundu mailan elikagaien eskariaren gorakadara egokitzeko modu bat da, aldi berean, elikagaien ekoizpena eta kalitate handia mantentzearekin batera. Gainera, milioika pertsona bakterioek eta birusek kaltetutako elikagaiek eragindako gaixotasunen eraginpean daudenez, biosentsoreak tresna garrantzitsu bihurtzen ari dira elikagaien segurtasuna bermatzeko. Elikagaien kalitatea arakatzen eta aztertzen laguntzen dute hornikuntza-katearen hainbat zatitan: elikagaien eraldaketan, ontziratzean eta merkaturatzean. Biosentsoreek genetikoki eraldatutako organismoak detektatzen ere lagun dezakete, produktu transgenikoak erregulatzen laguntzeko. Teknologiek aurrera egin ahala, nanoteknologiak bezala, etengabe hobetzen dira biosentsoreen kalitatea eta erabilerak.

Esnea mikrouhin labean pasteurizatzea 
Esnearen biltegiratze-baldintzak kontrolatzen direnean, esneak oso zapore ona izaten du. Hala ere, zapore oxidoa esnearen zaporeari eta segurtasunari modu negatiboan eragiten dien arazoa da. Bakterio patogenoen hazkundea saihesteko eta esnearen iraunkortasuna luzatzeko, pasteurizazio prozesuak garatu ziren. Esne mikrouhindua oxidazioa saihesteko  aztertu eta garatu da, ohiko esne pasteurizatuaren metodoekin alderatuta. Honekin ondorioztatu da esneak kalitate hobea duela mikrouhindun esnearen pasteurizazioa egitean.

Erronkak

Iraunkortasuna 
Elikagaien ingeniaritzak inpaktu negatiboak ditu ingurumenean, hala nola hondakin kantitate handiak isurtzea eta ura eta airea kutsatzea. Elikagai-ingeniariek horiei aurre egin behar diete elikagaiak ekoizteko eta prozesatzeko eragiketen etorkizuneko garapenean. Zientzialariak eta ingeniariak hainbat modutan ari dira esperimentatzen kutsadura gutxitzen duten prozesuak sortzeko, baina horiek hobetzen jarraitu behar dute elikadura kate iraunkor bat lortzeko. Elikagai-ingeniariek gaur egungo praktikak eta teknologiak berraztertu behar dituzte, produktibitatea eta eraginkortasuna handitzeko eta, aldi berean, uraren eta energiaren kontsumoa, eta sortutako hondakinen kopurua murrizteko.

Biztanleriaren hazkundea 
Janari kopurua urtez urte zabaltzen bada ere, gosete maila ere handitu egin da. Munduko populazioa 9-10 mila milioi pertsonara iristea espero da 2050ean, eta desnutrizioaren arazoak lehentasuna izaten jarraitzen du. Elikagaien segurtasuna lortzeko, elikagaien ingeniariek lur eta ur eskasia aztertu behar dute, behar adina hazkuntza eta elikadura eskaintzeko gutxiegi elikatutako pertsonei. Gainera, elikagaien ekoizpena lur eta ur horniduraren menpe dago. Gero eta presio handiagoa dago lehorreko baliabideetan, populazioaren hedapenak bultzatuta, eta horrek harkaitzen hedapenak eragiten ditu; horrek basoak suntsitzea eta laborantza-lurrak ustiatzea ekarri ohi du. Beraz, elikagaien ingeniariek ekoizteko modu jasangarriak aurkitzeko erronkari aurre egin behar diote, hazten ari den populaziora egokitzeko.

Giza osasuna 
Elikagai-ingeniariek elikagaien teknologiak eta eragiketak, elikagai osasungarriak eta elikagarriak kontsumitzeko kontsumitzaileek izan duten joerara egokitu egin behar dituzte. Ezaugarri horiek dituzten elikagaiak ekoizteko, eta gizakien osasunaren mesedetan, elikagaien ingeniariek elkarlanean lan egin behar dute beste esparru batzuetako profesionalekin, hala nola medikuntzarekin, biokimikarekin, kimikarekin eta kontsumismoarekin.

Erreferentziak

Ikus, gainera

Kanpo estekak 

Ingeniaritza
Elikagaien industria
Zientzia