Zoektocht naar functionele eiwitten

  • 13 November 2018
  • Door: Steven Cornet, Jan Bühler en Theo Verkleij, Wageningen Food & Biobased Research

Productontwikkelaars van levensmiddelenbedrijven zoeken steeds naar nieuwe smaken, verrassende texturen en oplossingen voor het verminderen van zout, suiker en/of vet. Eiwitten kunnen daarbij helpen. Deze functionele ingrediënten kunnen zowel nutritionele waarde als functionaliteit aan producten toevoegen. De vraag ernaar groeit gestaag.

De nutritionele waarde van eiwit hangt vooral  af van de aminozuur-samenstelling. Deze samenstelling is bepalend voor hoe het als voedingsproduct wordt opgenomen en verteerd kan worden in het maag-/darmstelsel. De functionaliteit van een eiwit wordt primair bepaald door de eiwitstructuur en komt effectief tot zijn recht in combinatie met de overige ingrediënten in het product. Voorbeelden van functionele eigenschappen zijn het stabiliseren van emulsies (zoals aardappel-eiwit in roomijs) en het stabiliseren van schuim (zoals wei-eiwitten in chocolademousse en cappuccinoschuim). Afhankelijk van het proces dat bijvoorbeeld melkeiwit ondergaat, ontstaat er de eiwit-functionaliteit. Door het aanzuren van de melk (met behulp van een entcultuur) vormt zich met de melkeiwitten een gel, zoals dat in yoghurt plaatsvindt. En door enzymen (stremsel) aan de melk toe te voegen, kunnen melkeiwitten verbindingen met elkaar aangaan, waardoor een kaasstructuur ontstaat.

Nieuwe eiwitbronnen

Naast het conventionele gebruik, zijn er steeds meer nieuwe toepassingen van eiwitten. Denk aan het integreren van nieuwe eiwitbronnen in bestaande producten, of het creëren van compleet nieuwe producten met behulp van functionele eiwitten. De afgelopen jaren zijn er diverse alternatieve eiwitbronnen gevonden met een uitstekende voedingswaarde, zoals insecteneiwit. De grootste uitdaging voor productontwikkelaars is hoe zij dit eiwit kunnen toepassen in producten die de consument ook echt aanspreken.

Een andere vrij nieuwe bron van eiwit is lupine-zaad. Dit wordt in Europa geteeld en steeds vaker toegepast in voedingsproducten, zoals in zuivelvrij roomijs, pasta en yoghurt. Het heeft naast goede functionele eigenschappen ook een hoge voedingswaarde. Een derde, minder conventionele eiwitbron, is afkomstig van schimmels die myco-eiwit produceren. Dit eiwit zorgt voor een stevig netwerk en wordt bijvoorbeeld gebruikt in Quorn.

Nevenstromen zijn eveneens een bron van nieuwe eiwitten. Denk aan bladeren die na de oogst van een gewas als meststof op het land achterblijven. Dit hergebruik kan efficiënter. Het eiwit uit bladeren extraheren en gebruiken in voeding, levert netto een hoger rendement op. De absolute hoeveelheid eiwit in het blad is laag, maar omdat het totale volume groot is, is de potentiële hoeveelheid toch aanzienlijk. Het belangrijkste eiwit in bladeren is rubisco, dat dankzij recent onderzoek gemakkelijker te extraheren is dan voorheen.

Ook de glutenvrij-trend vraagt om nieuwe oplossingen; gluten is de kleefstof in tarwemeel . Het heeft uitstekende netwerkvormingsmogelijkheden (zoals in brooddeeg) en is moeilijk te vervangen. Een potentiële vervanger is het eiwit zeïne uit mais. De eigenschappen ervan lijken enigszins op die van gluten, maar de beschikbaarheid ervan is nog beperkt.

Nieuwe toepassingen

Eiwitten kunnen structuren in voedselproducten creëren en stabiliseren. De functionele eigenschappen hangen echter grotendeels af van de ándere ingrediënten in het product. De pH of het zoutgehalte kunnen bijvoorbeeld de oplosbaarheid van het eiwit beïnvloeden. Het is daarom belangrijk om te weten hoe de functionaliteit van een eiwit afhankelijk is van veranderingen in samenstelling, omdat dit nieuwe toepassingen biedt.

Een andere factor die het gedrag en de prestaties van eiwitten beïnvloedt, is de interactie van het eiwit met andere eiwitten. Gemengde gels kunnen bijvoorbeeld baat hebben bij synergetische effecten waarbij de gemengde gel sterker is dan de som van de individuele gevormde gels. Ook kan het combineren van verschillende eiwitten tot nieuwe structuren leiden. Door getextureerde sojaeiwitten te mengen met gluteneiwitten bijvoorbeeld, kan je een vezelachtige structuur krijgen.

Eiwitten kunnen ook gebruikt worden om water te binden in bijvoorbeeld vlees of bakkerijproducten. Dit kan gunstig zijn in termen van productopbrengst, maar ook ongewenste vochtmigratie binnen het product voorkomen. Wanneer maiseiwit wordt toegepast als een droge coating, geeft dit een uitstekende barrière-eigenschap en kan het verlies van bijvoorbeeld smaak tijdens opslag of opname van vocht voorkomen.

Het verder ontwikkelen van vleesvervangende structuren voor het creëren van smaakvolle vegetarische producten staat volop in de aandacht. Sommige eiwitten, zoals die uit soja of wei, hebben de speciale eigenschap dat ze een gel vormen bij verhitting. Ze kunnen dus worden gebruikt om de stevigheid van een product te controleren, of om nieuwe voedselstructuren te maken. Met  verwerkingsmethoden zoals extrusie met een mix van eiwit, kan een vezelachtige structuur worden gecreëerd die lijkt op die van vlees.

Het juiste eiwit kiezen

Of u nu nieuwe eiwitbronnen probeert te vinden om ze te integreren in bestaande voedingsproducten, op zoek bent naar nieuwe producten van bekende eiwitten, of een duurzamer, gezond en economisch alternatief zoekt voor bestaande eiwitten; kennis van de functionele eigenschappen van het eiwit is altijd de sleutel. Veel nieuwe eiwitbronnen overtreffen de bekende qua functionaliteit, duurzaamheid en voedingswaarde. Om de nieuwe eiwitbronnen in bestaande producten goed te kunnen toepassen, is het essentieel hun functionele eigenschappen goed te onderzoeken.

www.wur.nl/wfbr

Bron: © Wageningen Food & Biobased Research