Flanders FOOD Project 2 Vetreductie en/of -vervanging. Eindrapport

Transcriptie

1 Flanders FOOD Project 2 Vetreductie en/of -vervanging Eindrapport

2 DEEL A: PROJECTGEGEVENS FFP2 1.1 en coördinaten van de projectleider en projectcoördinator Tabel 1: Administratieve gegevens van de projectcoördinator Projectcoördinator Voornaam, naam Katelijne Strubbe ir. Wetenschappelijk medewerker instelling/bedrijf Flanders FOOD Tel Fax Website Coördinaten van de uitvoerende onderzoeksgroepen Tabel 2: Administratieve gegevens van de Universiteit Gent Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit - Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en -conservering Universiteit Gent Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en -conservering Coupure Links 653, 9000 Gent Rekeningnummer Voornaam, naam Frank Devlieghere docent Tel Fax Frank.Devlieghere@UGent.be Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk-/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam Simbarashe S. Samapundo Dr. Msc. Post-doc Tel Fax Simbarashe.samapundo@UGent.be Tabel 3: Administratieve gegeven van de Katholieke Universiteit Leuven Departement Microbiële en Moleculaire Systemen - Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en biochemie. Katholieke Universiteit Leuven Departement Microbiële en Moleculaire Systemen Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie Kasteelpark Arenberg 20, 3001 Heverlee Rekeningnummer Voornaam, naam Jan Delcour Professor Gewoon Hoogleraar Tel Fax

3 Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk-/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam Jan Delcour Professor Gewoon Hoogleraar Tel Fax Tabel 4: Administratieve gegevens van de Hogeschool Gent Vakgroep Voedingsindustrieën Laboratorium voor graan- en diervoedertechnologie Hogeschool Gent Vakgroep Levensmiddelenwetenschappen en technologie Departement Biowetenschappen en landschapsarchiktectuur Laboratorium voor graan- en diervoedertechnologie Voskenslaan 270, 9000 Gent Rekeningnummer Voornaam, naam De Leyn Ingrid Ing. werkleider Tel Fax Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk-/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam De Leyn Ingrid Ing. Werkleider Tel Fax Tabel 5: Administratieve gegevens van de Katholieke Hogeschool Sint-Lieven Vakgroep Biochemie Chemische en Biochemische Onderzoekscentrum Katholieke Hogeschool Sint-Lieven Departement Industrieel Ingenieur Vakgroep Biochemie Chemisch en Biochemisch Onderzoekscentrum KaHo St.-Lieven (CBOK vzw) Gebroeders Desmetstraat 1 B-9000 Gent Rekeningnummer Voornaam, naam Hubert Paelinck Hoogleraar Tel Fax hubert.paelinck@kahosl.be Eerstelijnscontact Voornaam, naam Slawomir Szczepaniak Dr. ir. 10

4 Postdoctoraal onderzoeker Tel Fax Tabel 6: Administratieve gegevens van de Vrije Universiteit Brussel Vakgroep Toegepaste Biologie Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie Vrije Universiteit Brussel Vakgroep Toegepaste Biologische Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie (IMDO) Pleinlaan 2 B, 1050 Brussel Rekeningnummer Voornaam, naam Luc De Vuyst Hoogleraar Tel Fax ldvuyst@vub.ac.be Eerstelijnscontact: Voornaam, naam Frédéric Leroy Docent en FWO-postdoctoraal onderzoeker Tel Fax fleroy@vub.ac.be Tabel 7: Administratieve gegevens van de Universiteit Gent Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en -proceskunde Universiteit Gent Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en -proceskunde Coupure Links 653, 9000 Gent Rekeningnummer Voornaam, naam Koen Dewettinck Hoofd Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en proceskunde Tel Fax Koen.dewettinck@ugent.be Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk-/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam Koen Dewettinck Hoofd Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en proceskunde Tel Fax Koen.dewettinck@ugent.be 11

5 1.3 Duur en personeelsbezetting van het project Startdatum van het project: 1 september 2006 WP1 : Invloed van de wateractiviteit en de microbiologische stabiliteit van levensmiddelen UGent Simbarashe Samapundo Post-doc 01/10/2006 UGent Ramize Xhaferi laborant 18/10/2006 WP2 : Deegsystemen KULeuven Edith Wilderjans Ir. 01/10/2006 KULeuven Bram Pareyt Ir. 01/10/2006 HOGent Delina Van Laere Ing. 15/09/2006 WP3: Vleesproducten KaHo St. Lieven Slawomir Szczepaniak Post-doc 01/09/2006 KaHo St. Lieven Liselot Steen Ing. 01/09/2006 KaHo St. Lieven Olivier Goemaere Ing. 01/09/2006 VUB Frédéric Ravyts Ir. 01/10/2006 WP4: Chocoladeproducten UGent UGent Piet Bastaerts Veerle De Graef Ir. Dr. Ir. 01/09/ /02/ /02/2009 WP5: Geëmulgeerde sauzen UGent Veerle De Jonckheere Ir. 01/09/ /08/2007 UGent Marieke D Hooghe Ing. 01/09/ Samenvatting van het projectvoorstel Obesitas vormt één van de grootste gezondheidsrisico s van deze tijd en verhoogt de incidentie van een aantal aandoeningen zoals hypertensie, diabetes en kanker. Binnen de huidige tendens om de calorieopname te verminderen speelt de verlaging van de hoeveelheid vet in het dieet een vooraanstaande rol. Vetten vertegenwoordigen 9 cal/g, wat meer dan het dubbele is van de energie-inhoud van koolhydraten en eiwitten die 4 cal/g bedraagt. Reductie van het dagelijkse verbruik van vet is dan ook de meest efficiënte manier om de calorieopname te verlagen. Naast een algemene caloriereductie beoogt vetreductie ook de verlaging van het aandeel van vetten ten voordele van hoofdzakelijk koolhydraten in de menselijke energievoorziening. In de Westerse wereld staan vetten in voor ongeveer 40 % van de calorieopname, waar doorgaans een aanbevolen percentage van 30 % vooropgesteld wordt. Ondanks het feit dat vetten en oliën een belangrijke rol spelen in de voeding door het aanbrengen van essentiële vetzuren en vetoplosbare vitaminen, zijn er duidelijke risico s verbonden met een te hoge inname. Een hoog gehalte aan triglyceriden en cholesterol in het bloed zijn belangrijke factoren in het optreden van hart- en vaatziekten. Ook de prevalentie van bepaalde kankers zou vermoedelijk gerelateerd kunnen worden aan een te hoge vetinname en/of te hoge energie-inname. In het project vetreductie en/of vervanging komen er 4 productgroepen (deegsystemen, vleesproducten, chocoladeproducten en geëmulgeerde sauzen) aan bod waarbij er getracht wordt om een vetreductie van minstens 30 % te bekomen met behoud van de karakteristieken en eigenschappen eigen aan de specifieke productgroep. Er wordt ook aandacht besteed aan het verwerven van inzicht in de functionaliteit van vet in de verschillende onderzochte productgroepen waarbij de relatie met de andere componenten van de modelvoedingsproducten bestudeerd wordt. 12

6 In een eerste overkoepelend werkpakket wordt de relatie gelegd tussen mogelijke vetreductie strategieën en de consequenties op de microbiologische stabiliteit en veiligheid van levensmiddelen. Aangezien aanwezigheid van grote hoeveelheden vet vaak resulteert in hogere concentraties van opgeloste componenten in de beperkte waterfase zal vetreductie of vervanging vaak een effect hebben op de wateractiviteit van het levensmiddel in kwestie. Daarom wordt in dit werkpakket het effect van vetreductie strategieën op de wateractiviteit gekwantificeerd. Dit gebeurt via de ontwikkeling van gevalideerde predictieve modellen die de relatie beschrijven tussen de concentratie van diverse toegepaste componenten en de wateractiviteitsverlaging. Bepaalde mogelijke alternatieven voor vet kunnen tevens een antimicrobiële werking hebben, los van hun wateractiviteitsverlaging zodat de antimicrobiële werking van deze componenten op de groei van micro-organismen tevens in kaart gebracht zal worden. Tenslotte zal in dit werkpakket via challengestudies de microbiologische consequenties van in het project uitgewerkte vetreductie strategieën op modelvoedingsproducten nagegaan worden. In een tweede werkpakket wordt de productgroep deegsystemen onderzocht. Graanproducten, één van de belangrijkste bestanddelen van het menselijk dieet, zorgen, via variatie in ingrediënten en procescondities, voor een breed gamma aan levensmiddelen, zoals brood, koekjes, cakes, pastaproducten, ontbijtgranen,..., met duidelijk onderscheiden structuur en eigenschappen (o.a. hardheid, verteerbaarheid,...). De receptuur van vele graangebaseerde levensmiddelen bevat naast (tarwe)bloem en water ook vaak wisselende hoeveelheden vet, suiker en zout. Deze ingrediënten zijn onontbeerlijk voor de kwaliteit van het levensmiddel, maar de kennis omtrent hun functionaliteit, zoals vb. interactie met graanconstituenten en invloed op enzymactiviteit, is vaak erg beperkt. Om op basis van wetenschappelijk inzicht antwoorden te kunnen bieden is er in de eerste plaats nood aan meer basiskennis omtrent deze levensmiddelen. Tijdens de bereiding van dergelijke levensmiddelen wordt immers een complexe structuur gevormd, voornamelijk opgebouwd uit water, koolhydraten (zetmeel, suiker), proteïnen (gluten), vetten en vezels. De eigenschappen van de individuele graanconstituenten en de manier waarop ze interageren met elkaar en/of met andere ingrediënten bepalen in belangrijke mate de eigenschappen en de kwaliteit van het levensmiddel. Daarnaast beïnvloeden ook de procescondities, meer bepaald de combinatie van een thermale behandeling bij een welbepaald vochtgehalte, in grote mate de structuur en eigenschappen van de individuele graanconstituenten, zoals in het bijzonder de graad van zetmeelverstijfseling en proteïnedenaturatie. Bijgevolg is de relatie tussen de eigenschappen van de graanconstituenten, van de resulterende voedselmatrix en van het kwaliteitsvolle levensmiddel erg complex en vaak nog onvoldoende begrepen. Concreet zal de problematiek enerzijds benaderd worden vanuit een begrip van de rol van de verschillende ingrediënten in een aantal van de door de projectstuurgroep naar voor geschoven modelvoedingsproducten. Dit vereist in eerste instantie meer wetenschappelijk inzicht in de rol die de verschillende graanconstituenten en ingrediënten, in het bijzonder lipiden, spelen in de verschillende fazen van productie en bewaring van een kwaliteitsvol graangebaseerd levensmiddel. Daarnaast zal tegelijkertijd, via toegepast technologisch onderzoek, de vetreductie en vetvervanging in de door de projectstuurgroep gekozen modelvoedingsproducten, cake en koekjes, bestudeerd worden aan de hand van baktesten, 13

7 waarbij een aantal kwaliteitsparameters een evaluatie van deeg en gebak toelaten. Tevens worden een aantal geselecteerde alternatieven getest aan de hand van baktesten, met evaluatie van de eerder vastgestelde kwaliteitsparameters. Dit levert voor elk modelvoedingsproduct waardevolle basiskennis op die ondermeer zal toelaten ook de houdbaarheid van niet-weerhouden levensmiddelen (vb. suikerwafels, peperkoek) beter te begrijpen. Op deze manier wordt een kennisketen uitgebouwd die gaat van basis- tot toegepast onderzoek en uiteindelijk toepassingen rond de kwaliteit van graangebaseerde levensmiddelen, aangezien aan de projectstuurgroep zowel academische partners als bedrijven deelnemen. In een derde werkpakket wordt de productgroep vleesproducten bestudeerd. Vleesproducten als pasteien en droge worst hebben gemeen dat zij afgeleid zijn van een vleesdeeg. Een vleesdeeg is daarbij te beschouwen als een colloïdaal systeem waarin spiervezelfragmenten en droge stof bestanddelen (al dan niet opgelost) voorkomen naast stukjes vetweefsel (eventueel vetdruppeltjes bij warme patébereidingen). Door mechanische actie is het spier-, lever- en vetweefsel gedesintegreerd en zijn door het toevoegen van droge stof bestanddelen (o.a. zout) de spiereiwitten vérgaand gefunctionaliseerd, of worden zij dat tijdens de fermentatie. Dit houdt in dat onder andere het waterbindend vermogen en de textuur van het gegeleerde (snijdbare) eindproduct bepaald wordt door de hoeveelheid en de aard van het eiwit, de interacties tussen de eiwitten en de omgevende oplossing (ph, ionensterkte, aard tegenionen, δ-potentiaal, ), de oppervlaktespanning, de grootte van de poriën van de gel en de staat van de spierweefselfragmenten. De vetfase is daarbij belangrijk omdat via hydrofobe interactie de eiwitten beter ontsloten worden waardoor de functionaliteit ervan toeneemt. Als dusdanig is vet belangrijk voor de textuur van het product, het technologisch gedrag en uiteraard ook het mondgevoel en de smaak. Verlagen van de verwerkte hoeveelheden vet heeft bij deze typische spekslagerijproducten dan ook vérstrekkende gevolgen voor de kwaliteit. Om lekkere, mooi-ogende én technisch perfecte vleeswaren te bekomen bij (min of meer sterke) vetreductie zal dan ook (min of meer sterk) op de manier van produceren ingegrepen dienen te worden; en dit op de verschillende niveaus van de bereiding. De aanpak van dit werkpakket bestaat er eerst uit om het functioneel gedrag van het betreffende vleesdeeg na te gaan onder vetgereduceerde omstandigheden in modelvoedingsproducten. Hierbij wordt opgemerkt dat de modelvoedingsproducten in deze worden beschouwd als een systeem waarmee het effect van een bepaalde ingreep op de kwaliteit van het eindproduct gemeten kan worden. De daarbij verworven inzichten worden daarna geïmplementeerd in reële producten (referentieproducten) - op pilootschaal - bereid volgens de gebruikelijke werkwijze/vraag van de projectstuurgroep. In het vierde werkpakket wordt de productgroep chocoladeproducten bestudeerd waarbij er 2 modelvoedingsproducten (een standaard melkchocolade: 520 kcal/100g en een pralinévulling: variabele samenstelling doch vergelijkbaar met melkchocolade) door de projectstuurgroep naar voor geschoven werd. Chocolade en vullingen zijn suspensies van kleine, vaste deeltjes in een continue vetmatrix. Door de hoge belading van het vet met partikels, wordt het vloeigedrag van de suspensie in grote mate bepaald door de gesuspendeerde 14

8 vaste deeltjes. Dit betekent dat ook suiker een zeer belangrijke functionele rol speelt in chocoladeproducten. Daarnaast kunnen bepaalde componenten zowel als suiker- als als vetvervanger gebruikt worden. Vandaar dat veten suikerreductie nooit volledig los van elkaar gezien kunnen worden bij dit type levensmiddelen. In dit onderzoek wordt vooral het gebruik van eiwit- en koolhydraatgebaseerde vetvervangers gecombineerd met water en het gebruik van water als vetvervanger mits toevoeging van emulgatoren onderzocht. De chocoladetechnologie was tot op heden een droge technologie, wat het innovatieve van dit onderzoek weergeeft. In een vijfde en laatste werkpakket wordt de productgroep geëmulgeerde sauzen bestudeerd. Hierbij werd door de projectstuurgroep 3 modelvoedingsproducten vastgelegd, een béchamel saus, een tomatensaus en een dressing. Deze modelvoedingsproducten zijn olie-in-water (O/W) emulsies, waarbij de vetfractie als kleine druppels gedispergeerd is in een continue waterfase. De voornaamste technologische functies van de vetfase zijn een belangrijke invloed op de textuur, drager van aroma s en het geven van glans aan de sauzen. In dit onderzoek zal het gebruik van eiwitgebaseerde en het gebruik van koolhydraatgebaseerde vetvervangers gevolgd worden. DEEL B: PROJECRESULTATEN FFP2 2 WP 2: DEEGSYSTEMEN 2.1 Samenvatting Samenvatting (Nederlands) Vet levert energie, vetoplosbare vitamines en essentiële vetzuren aan ons lichaam en is daarom één van de basiselementen in levensmiddelen. Vetinname wordt echter in verband gebracht met bepaalde welvaartsziekten zoals obesitas en hart- en vaatziekten. De consument wordt zich meer bewust van de nadelige effecten van een te hoge vetinname op de gezondheid en de lichaamsconditie. Daarom wordt steeds meer de voorkeur gegeven aan vetverlaagde of vetarme levensmiddelen (Strubbe en Vandamme, 2006). Een belangrijk aandeel van vet wordt aangebracht door levensmiddelen die tot de restgroep van de voedingsdriehoek behoren. Hiertoe behoren onder andere cakes en koekjes. De voedingsmiddelen uit deze restgroep zijn niet essentieel, maar zijn niet weg te denken uit onze voedingscultuur en -gewoonten. In een gezonde voeding mogen deze producten slechts in beperkte mate geconsumeerd worden. Vele consumenten streven gezonde voedingsgewoontes na, maar slagen er niet in om het gebruik van producten uit de restgroep te reduceren. Daarom wordt steeds meer en meer naar de gezondere alternatieven of light producten gegrepen. Daaruit blijkt het belang van vetreductie ook in producten van de restgroep zoals cakes en koekjes. 15