טכנולוגיית מזון

טכנולוגיית מזון היא תחום במדעי המזון ובתעשייה, שעוסק בטכנולוגיה המשמשת לגידול מזון, ייצורו, שימורו והפצתו.

ערך שניתן לשפר את מקורותיו

טכנולוגיית המזון פועלת לכל אורך שרשרת הערך והאספקה של מזון ומשקאות, הכוללת יעילות גידולים חקלאיים, שמירה על טריות מזון ומשקאות, עיבוד מזון ומשקאות, ייצור מזון ומשקאות, בטיחות מזון ומשקאות, התאמה להעדפות הצרכנים וטכנולוגיות הקשורות באספקה ומכירה של מזון ומשקאות.

אבני דרך בהתפתחות טכנולוגיית המזון

• שימורים: ב-1800 הציעה ממשלתו של נפוליאון פרס של 12,000 פרנק צרפתי למי שימציא דרך זולה ויעילה לשמר כמויות גדולות של מזון, לצורכי הצבא בהיותו במסעות. ב-1809 המציא הקונדיטור ניקולא אפר (Nicolas Appert)^[1] שיטה לאטימת מזון בריק בצנצנות זכוכית. אולם כלי זכוכית לא התאימו להובלה. הזכוכית הוחלפה בפחיות גליליות מפח או מברזל יצוק, שהיו הן זולות ומיוצרות מהר יותר והן נוחות יותר לעמוד בתלאות מסע. פותחני קופסאות הומצאו רק שלושים שנה מאוחר יותר, ולפני כן נאלצו החיילים לחתוך את הפחיות בכידוניהם או לנפץ בהן פתח בעזרת אבנים.
• פסטור: תהליך שבו מחומם נוזל כדוגמת חלב במהירות, עד קרוב לטמפרטורת הרתיחה שלו ומקורר במהירות. מטרת התהליך היא להרוג נגיפים ואורגניזמים מזיקים כדוגמת חיידקים, פרוטוזואה ופטריות הנמצאים בנוזל, מבלי לפגוע בטעמו או בערכו התזונתי. התהליך מאריך את חיי המדף של הנוזל. התהליך קרוי על שמו של לואי פסטר. פסטר מצא שהסיבה לקלקול משקאות כגון בירה ויין ולהחמצתם היא פעילות החיידקים המצויים בהם. בתהליך של חימום המשקה, כך גילה, ניתן להשמיד את רוב החיידקים ולשפר את איכותו ויציבותו של המשקה. רעיון זה אומץ על ידי תעשיית החלב, שסבלה אף היא מקלקול מהיר והחמצת החלב, כתוצאה מפעילות החיידקים שבו. יחד עם קלוד ברנאר ביצע פסטר את התהליך לראשונה ב־20 באפריל 1862.
• אבקת חלב היא חלב שיובש ממרבית נוזליו לכדי אבקה. אבקת חלב ניתנת להחזרת נוזלים, אז היא הופכת לנוזל הדומה בתכונות רבות לחלב. לאבקת חלב חיי מדף ארוכים משמעותית מחלב, היא קלה לשינוע ואינה דורשת קירור. שימוש נפוץ באבקת חלב הוא בתוספת לבצקים ומוצרי מזון, על מנת ליצור טעם ומרקם דומים לתוספת חלב ללא דילול הבלילה.

במאה ה-13 כתב מרקו פולו על מפגשו עם המונגולים בתקופת קובלאי חאן, אז ציין כי הם השתמשו בחלב שיובש עד לתוצאה של מעין מרקם משחתי. תהליך הייצור המודרני הראשון של אבקת חלב הומצא על ידי הרופא הרוסי אוסיפ קריצ'בסקי בשנת 1802.

הייצור המסחרי הראשון של חלב מיובש אורגן על ידי הכימאי הרוסי דרצ'וב בשנת 1832. ב-1833 ויליאם ניוטון פיתח שיטה לייבוש בריק של חלב, וב-1855 נרשם פטנט לייבוש מסחרי של חלב על ידי ט"ס גרימווייד (T.S. Grimwade). מאז המאה ה-20 אבקת חלב מיוצרת על ידי צמצום חלב בחום למחצית מנפחו המקורי, וריסוס הנותר בקיטור עד לנידוף מרבית הנוזל הנותר. שתי שיטות מקובלות אחרות הן מריחת חלב על תוף פח רותח וסחרורו עד להתקשותו על הדופן וייבושו בהקפאה, בדומה לקפה מגורען. לכל שיטת ייבוש תוצר שונה במקצת, מבחינת היכולת לשאת נוזלים מחדש, משקל נקי, טעם ואף ערכים תזונתיים.

• נטילת קפאין היא תהליך שבו מסולק הקפאין מפולי קפה, פולי קקאו, עלי תה וחומרי מזון אחרים המכילים קפאין. התהליך פותח לשימוש מסחרי בתחילת המאה ה-20.
• ייבוש בהקפאה הוא תהליך ייבוש המשמש באופן טיפוסי לשימורו של חומר מתכלה או להפיכת חומר לנוח יותר לשינוע. בתהליך זה מקפיאים את החומר ומורידים את לחץ האוויר מסביבו (בדרך כלל תוך שימוש במשאבת ואקום), על מנת לגרום להמראה של המים. במלחמת העולם השנייה שימש התהליך להפצה של פלזמה ופניצילין ללא צורך בקירור, ובהמשך עבר לתעשיית המזון.
• הקרנת מזון: תהליך שבו נחשף מזון לקרינת גאמא מייננת, ללא מגע ישיר עם מקור הקרינה. תהליך זה משמש לשימור מזון, להפחתת הסיכון למחלות שמקורן במזון, למניעת התפשטות מזיקים, ולעיכוב הנבטה או הבשלה. המזון שהוקרן לא הופך לרדיואקטיבי. הקרנת מזון מותרת בכ-60 מדינות, וכ-500,000 טון של מזון עובר הקרנה מדי שנה ברחבי העולם. התקנות להקרנת מזון משתנות ממדינה למדינה. ברוב מדינות האיחוד האירופי מותר להקרין רק עשבי תיבול ותבלינים, וקיימת מגבלה על עוצמת ההקרנה. לעומת זאת בברזיל מותרת הקרנה ללא כל מגבלות. התהליך פותח בתחילת המאה ה-20, אך שימוש מסחרי בו נעשה לראשונה ב-1958.

פודטק

פודטק (קיצור של Food technology) הוא ענף של טכנולוגיית המזון העוסק בפיתוח וייצור של סוגי מזון חדשים, בעיקר כאלה המהווים תחליף למזון מן החי ולמזון המזיק לבריאות.

תעשיית המזון והמשקאות כוללת מגוון רחב של שירותים ומוצרים ועומדת בפני אתגר גלובלי לאספקת מזון לאוכלוסייה גדלה של בני אדם ובעלי חיים, עם דרישה גוברת למוצרי מזון מתוחכמים. על רקע הידלדלות הקרקעות ומקורות מזון אחרים, והדרישה העולמית למזון בריא ואיכותי עם הקטנת הפגיעה בסביבה, חייבת תעשיית המזון לספק פתרונות יצירתיים שלמעשה מהווים את הבסיס לצמיחתו של תחום הפודטק. התחום משלב בין טכנולוגיות מעולמות טכנולוגים אחרים (בהם הדפסת מזון, מערכות תומכות תזונה מותאמת, ועוד) לבין עולם המזון הקלאסי ודרישת הצרכן למזון בריא, טבעי וידידותי לסביבה.

בתחום הפודטק נכללים:

• מוצרי חלב – ישנה מודעות גוברת ליתרונות התזונתיים שבמזונות מן הצומח, ובנוסף עליה בכמות האנשים הסובלים מאלרגיה לחלב, לכן חברות רבות מייצרות תחליפים לחלב^[2].
• ביצים – בעולם ישנן כ-6 מיליארד תרנגולות מטילות, הדורשות מזון, שטחים גדולים ומים, ובהיעדר בקרה קפדנית, תעשיית הביצים יכולה לגרום להפצת חיידקים כסלמונלה. טכנולוגיות מזון מציעות פתרונות חלופיים לביצה אשר יכולים להחליף בכל השימושים כגון חביתות, מאפים, מיונז, רטבים ובישול ואפייה מכל הסוגים.
• תחליף בשר – ייצור בשר אדום מהווה את אחד הגורמים המרכזיים לפליטה של גזי חממה בעולם, ישנה דרך להפחתת הנטל הגלובלי של גידול הבקר על שינויי האקלים בעזרת מה שנחשב פעם לבלתי אפשרי, בשר מתורבת, שגדל במעבדה מתאים.
• תחליף סוכר - חלבון המתוק ביותר בעולם - מתוק פי 15,000 מסוכר - היציב בכל טמפרטורה. בהפקת החלבון נעשה שימוש בביוטכנולוגיה כדי לאפשר יצירה אופטימלית של פרופילי טעם.

חדשנות אינה עוסקת רק בפיתוח מזונות חדשים, אלא גם בשכלול טכנולוגיית הייצור. דוגמאות:

• בשנת 2018 פיתחו גלאי נייד לאיתור כמויות מזעריות של זיהום במזון. באמצעות בדיקות מוקדמות מאתרת זיהומים בשטח, זיהומים משפרת את תהליכי הבטחת האיכות, מאפשרת מעקב משופר אחר ומצמצמת את העלויות התפעוליות של יצרני המזון.
• מכשיר המבוסס על שבב לגילוי מהיר של חיידקים, אותו ניתן למקם בצורה חסכונית בכל קו ייצור. הטכנולוגיה של אשר מאפשרת גילוי של חיידקים בתוך 3–5 שעות - רמה חדשה של ניתוח מהיר, בהשוואה לבדיקות המסורתיות שאורכן 72 שעות.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא טכנולוגיית מזון בוויקישיתוף

• Future foods: What will we be eating in 20 years' time?
• טל שחף, ביצה מהצומח, צ'ייסר אכיל: נשים מובילות חידושים בפוד-טק, באתר ynet, 8 ביוני 2021
• יובל מן, ישראל היא מעצמת פוד-טק. רוצים ביס?, באתר ynet, 15 במרץ 2022
• רונית אשל, למה ישראל מובילה בתחום החלבונים האלטרנטיביים?, באתר הרשות לחדשנות, 09.06.21

הערות שוליים

1. רונית ורד, חייו ומותו של האיש שהמציא את קופסת השימורים, באתר הארץ, 18 במרץ 2020
2. נורית קדוש, האירוניה: הטרנד הטבעוני הציל את מכירות תנובה ב-2017, באתר כלכליסט, 11 בינואר 2018