Hoe kan de houdbaarheid van zoetwaren verlengd worden?

Transcriptie

1 Hoe kan de houdbaarheid van zoetwaren verlengd worden? Frédéric Depypere 2 juni 2009

2 Overzicht Achtergrond Vorig onderzoek Aanpak Consortium Planning Te verwachten resultaten

3 Achtergrond VLAZ UGent (FTE) Choprabisco 2003, verlengd tot 2011 Sinds 2007 Toename van problemen en geassocieerde vragen rond de microbiologie van zoetwaren Osmofiele gisten, xerofiele schimmels Chocoladevullingen, biscuiterie (cake, wafel) verband met trend naar suikerreductie? Seminarie Zoetwaren met intermediair vochtgehalte (11/2007)

4 Houdbaarheidsbeperking van zoetwaren Microbiologie Xerofiele schimmels en osmofiele gisten Fysicochemie Vochtmigratie: uitdroging / hygroscopiciteit Vetafscheiding Vetbloem en suikerbloem Herkristallisatie van vetten en suikers Chemie Oxidatie ~ licht, zuurstof, temperatuur Hydrolyse ~ water, lipasen Sensoriek

5 Houdbaarheidsverlenging?

6 Intermediate moisture foods IMF 10-40% water 0,60 < water activiteit (a w ) < 0,85 stabiel zonder verhitting / koelstap / vriesstap stabiel dankzij de samenstelling, ph, additieven, Water activiteit vs houdbaarheid a w > 0,85: max. 3 weken 0,85 > a w > 0,70: max. 3 maanden 0,70 > a w > 0,60: max. 6 maanden a w < 0,60: stabiel

7 Stabiliteit en controle houdbaarheid Water activiteit ~ concentratie en type moleculen Component a w verlaging Antimicr. act. Mono-/di-/polysacchariden Pentoses, hexoses, sucrose, etc. ++ Organische zuren Alcoholen/polyolen Ethanol Sorbitol Mannitol, xylitol, erythritol Glycerol Eiwit (derivaten) Aminozuren, oligopeptiden, eiwithydrolysaten

8 Stabiliteit en controle houdbaarheid Wateractiviteit is niet de enige bepalende factor ph Bewaarmiddelen Verpakking Alcohol wordt vaak gebruikt ph a w verpakking Relatie tussen dosis en houdbaarheidsverlenging? Vaak te hoog gedoseerd ( veiligheid ) Probleem: alcohol wordt niet toegelaten in sommige exportlanden (zoals Japan) Wat met sorbitol en glycerol?

9 Aanpak: illustratie Referentie Ganache vulling 65% pure chocolade 35% gepasteuriseerde verse room 40% vet a w = 0,855 ± 0,002 ph = 5,90 ± 0,01 ~> representatief IM zoetwarenproduct met hoge a w Semi-industriële productie Intense menging Dosering op gewicht Afkoeling

10 Aanpak: illustratie Effect % alcohol 1% alcohol, 3% alcohol, 5% alcohol Effect % sorbitol 5% sorbitol, 10% sorbitol, 20% sorbitol Effect % glycerol 1,5% glycerol, 5% sorbitol, 10% glycerol Tweede referentie ganache 65% pure chocolade with maltitol i.p.v. sucrose 35% gepasteuriseerde verse room 40% vet a w = 0,876 ± 0,001 ph = 6,19 ± 0,01

11 Resultaten: a w 0,860 0,850 alcohol sorbitol glycerol 0,840 0,830 0,820 Aw 0,810 0,800 0,790 0,780 0,770 0,760 0, x % alcohol / sorbitol / glycerol

12 Results: ph

13 Fysicochemische effecten Textuuranalyse 40 Indringing Kegelvormige probe Afstand: 15 mm Snelheid: 10 mm/min Hardheid (max.) Metingen na 7, 70 en 140 dagen Load (N) Time (s)

14 Fysicochemische effecten Effect van alcohol Day 7 Day 70 Day Hardness (N) Alcohol (%)

15 Sensorische effecten Smaak rangordeningstest Serie met referentie en alcohol (1-3-5%) Serie met referentie en sorbitol ( %) Serie met referentie en glycerol ( %) Bij 30 C Ordening van de stalen gebaseerd op voorkeur 1 = beste smaak 4 = minst goede smaak N = deelnemers Significantie boven- en onderlimietwaarden

16 Effect van alcohol (N = 25) Sensorische effecten

17 Effect of sorbitol (N = 33) Sensorische effecten

18 Effect of glycerol (N = 31) Sensorische effecten

19 Microbiologie 30 C, beënting met osmofiele gisten Onmiddellijk na productie 4 stammen Zygosaccharomyces rouxii (isolaten uit marsepein) Inoculatie: 10 3 / totaal oppervlak 30 C, beënting met xerofiele schimmels Onmiddellijk na productie Cocktail van Eurotium, Xeromyces bisporus, Wallemia, Penicillium Inoculatie: 10 3 / totaal oppervlak 20 C/30 C, geen beënting Visuele inspectie in de oorspronkelijke verpakking (20 pcs per pack)

20 Microbiologie: gisten 30 C, beënting met osmofiele gisten Uitgroei in alle stalen, behalve de ganaches met 3% alcohol 5% alcohol 30 C, onbeënt Geen uitgroei na 6 maanden 20 C, onbeënt Geen uitgroei na 6 maanden

21 Microbiologie: schimmels 30 C, beënting met xerofiele schimmels Staal REF 7 MALREF 7 10% sorbitol 7 20% sorbitol 12 1% alcohol 12 MAL 5% glycerol 13 10% glycerol 22 5% sorbitol % glycerol 26 5% glycerol 30 Visuele schimmelgroei na dag Enkel 3-5% alcohol effectief in een worst case scenario Glycerol werkt beter i.v.m. sorbitol: effect op a w Bij gelijke a w : glycerol werkt beter i.v.m. sorbitol

22 Microbiologie: schimmels 20 C, onbeënt (visuele schimmelinspectie, 20 pcs per pack) 120 V /01 REF V /02 ALC01 V /03 ALC03 V /04 ALC05 V /05 SOR05 V /06 SOR10 V /07 GLY05 V /08 GLY10 V /09 ALC01GLY05 V /10 ALC01SOR05 V /11 SOR20 V /12 GLY=SOR10 V /14 MALREF V /15 MALGLY05 Probability of visual mould occurrence (%) Storage time at 20 C (weeks) Ref Sorb Gly Alc

23 Microbiologie: schimmels 20 C, onbeënt (visuele schimmelinspectie, 20 pcs per staal) Staal Aw Probabiliteit op schimmelgroei (na 6 maanden) MALREF 0, % REF 0,855 95% 5% SOR 0,843 60% MAL 5% GLY 0,829 50% 10% SOR 0,838 45% 20% SOR 0,801 45% 1,5% GLY 0,811 20% 5% GLY 0,803 10% 10% GLY 0,755 5% Geen schimmelgroei met alcohol! Glycerol werkt beter i.v.m. sorbitol: effect op a w Bij gelijke a w : glycerol werkt beter i.v.m. sorbitol

24 Microbiologie: schimmels

25 Conclusies Alcohol leidt tot een houdbaarheid van 6 maanden 1% dosis nodig bij natuurlijke besmetting 3% dosis nodig bij worst case scenario Sorbitol en glycerol Alternatieven voor alcohol, maar moeilijk om 6 maand houdbaarheid te bekomen Geen onoverkomenlijke sensorische en fysicochemische effecten Glycerol is het verkieslijke alternatief Meer uitgesproken a w verlagend Bij gelijke Aw: sterker antimicrobiologisch effect Verder onderzoek op grotere schaal zal opgezet worden

26 Consortium Universiteit Gent Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en proceskunde (Prof. Koen Dewettinck) Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en conservering (Prof. Frank Devlieghere) ILVO Eenheid Technologie en Voeding (Geertrui Vlaemynck) Multidisciplinaire aanpak! Expertise en productiefaciliteit (UGent Cacaolab) voorhanden

27 Aanpak FF project Gisten: screening op medium (optische densiteit) Schimmels: screening op zo realistisch mogelijk modelsysteem

28 Planning Houdbaarheid 6 maanden 1 jaar 3 jaar onderzoek noodzakelijk Voorafgaandelijk Desiderata van deelnemende bedrijven Meest relevante pistes afbakenen Pre-proposal 12 juni 2009 Vrijblijvende interesse van bedrijven Full proposal 3 september 2009

29 Verwachte resultaten Evaluatie en voorspelbaarheid van de houdbaarheid Functie van de samenstelling Hoe laag moet wateractiviteit gecombineerd met andere factoren zijn? Kwantificeren van effecten van verschillende componenten Verlaging van de wateractiviteit Antimicrobiologische activiteit Fysicochemische houdbaarheid Smaak Inzicht in het belang van de productmatrix Reële modelsystemen Eigen productie (Cacaolab) of door bedrijven

30