Aan de K.U.Leuven zijn reeds verschillende doctoraatsstudies uitgevoerd die de problematiek van textuurveranderingen in fruit bestuderen (Duvetter, 2007, Fraeye, 2009). Door gericht in te grijpen op de pectinestructuur is het mogelijk om de stevigheid van verwerkte aardbeien te verhogen.
Pectinestructuur en de stevigheid van aardbeien De stevigheid van fruit kan verhoogd worden door een gepaste voorbehandeling (Suutarinen et al, 2002, Saurel, 2004, Duvetter et al., 2005). Deze voorbehandeling werd toegepast op aardbeien en bestaat uit het inbrengen in het fruitweefsel door (vacuum)infusie van Ca2+-ionen samen met pectinmethylesterase (PME), een enzym dat methylesters afsplitst van pectine. Het resulterende laagveresterd pectine vormt met de Ca2+-ionen een netwerk dat de textuur van het fruit significant verbetert. Dit textuurverschil blijft behouden na hitte- en hogedrukbehandeling (Duvetter et al., 2005) en na vriesprocessen (Van Buggenhout et al., 2006). Deze textuurveranderingen (macroscopisch niveau) werden gerelateerd aan wijzigingen in de aardbei-structuur op moleculair (veresteringsgraad pectine) (Duvetter et al., 2005) en microscopisch niveau (celvervorming en cel-cel-adhesie) (Van Buggenhout et al., 2006). |
Om deze kennis te vertalen naar industriële toepassingen werd een TETRA onderzoeksproject uitgewerkt door het Labo Voedingsindustrie van de Katholieke Hogeschool Kempen en het Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie van de K.U.Leuven. Het project werd mee begeleid door een gebruikersgroep van 8 voedingsbedrijven, en met de Afdeling Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren (K.U.Leuven) als wetenschappelijke peter.
In het TETRA project zijn verschillende deelaspecten bestudeerd. In een eerste deel is de infusie zelf verder geoptimaliseerd. Daarbij is de invloed van variaties in de grondstof (grootte van de aardbeien, rijpheid, variëteit) op de efficiëntie van het infusieproces nagegaan en zijn optimale (minimale) PME- en CaCl2 concentraties bepaald, wat uiteraard belangrijk is voor de bedrijven vanuit economisch oogpunt. Deze studies zijn eveneens onderbouwd met analyses van de moleculaire pectinestructuur.
De veranderingen in textuur zijn zowel instrumenteel als sensorisch geëvalueerd. Daarvoor heeft een speciaal getraind proefpanel van een 15-tal personen regelmatig sensorische testen uitgevoerd. Daarbij werd voornamelijk de stevigheid geëvalueerd van aardbeien met zeer uiteenlopende kenmerken: verschillende variëteiten, met en zonder infusie, verhit en niet verhit, … De scores op een lijnschaal werden vergeleken met de instrumentele textuurmetingen met de TA.XT2+ texturometer. Er bleek een zeer goed verband te bestaan tussen de instrumentele en sensorische metingen. Ook werd met een hedonische schaal (gewenst of ongewenst) de hardheid, de smaak, de zuurheid, … kwalitatief geëvalueerd. Het sensorisch panel waardeerde de verwerkte aardbeien met een verhoogde stevigheid hoger dan de niet geïnfuseerde aardbeien.
In het derde luik zijn een groot aantal valorisatieonderzoeken uitgevoerd die de infusie en de verdere processing toepasbaar moeten maken in de bedrijven. Zo is de efficiëntie van de infusie op pilootschaal bestudeerd, het gebruik van sapconcentraat en zuren om de smaak te verbeteren, de sensorische evaluatie van platte kaas met geïnfuseerde aardbeien (ook door een consumentenpanel van 60 proefpersonen), het kanderen van aardbeien na infusie, de houdbaarheid van geïnfuseerde aardbeien tijdens koel- en vriesbewaring, …
Door dit project werd aangetoond dat een industriële toepassing technologisch haalbaar is, mits rekening te houden met een aantal logistieke beperkingen. Zowel het getrainde proefpanel als het consumentenpanel merken een significante invloed van de infusie op de stevigheid van de aardbeien, met een hogere appreciatie tot gevolg.
Referenties
Duvetter, T., Fraeye, I., Van Hoang, T., Van Buggenhout, S., Verlent, I., Smout, C., Van Loey, A. en Hendrickx, M. (2005). Effect of pectinmethylesterase infusion methods and processing techniques on strawberry firmness, Journal of Food Science, 70(6), 383-388
Duvetter, T. (2007). Understanding the role of fungal pectin methylesterase in fruit texture engineering, Dissertationes de Agricultura, Doctoraatsproefschrift nr. 729, Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, K.U.Leuven
Fraeye, I. (2009). Influence of exogenous pectin methylesterase and processing on structural and functional properties of pectin: Insight in texture evolution of processed strawberries,Dissertationes de Agricultura, Doctoraatsproefschrift nr. 872, Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, K.U.Leuven
Fraeye, I., Knockaert, G., Van Buggenhout, S., Duvetter, T., Hendrickx, M., Van Loey, A. (2010). Enzyme infusion prior to thermal/high pressure processing of strawberries: Mechanistic insight into firmness evolution. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 11, 23-31
Saurel R. (2004). Improving the texture of processed vegetables by vacuum infusion, In: Kilcast, D. (ed.), Texture in food. Volume 2: Solid foods, Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, 364-387
Suutarinen, J., Honkapää, K., Heiniö, R.-L., Autio, K., Mustranta, A., Karppinen, S., Kiutamo, T., Liukkonen-Lilja, H., Mokkila, M. (2002). Effects of calcium chloride-based prefreezing treatments on the quality factors of strawberry jams, Journal of Food Science, 67[2], 884-894
Van Buggenhout, S., Messagie, I., Maes, V., Duvetter, T., Van Loey, A. en Hendrickx, M. (2006). Minimizing texture loss of frozen strawberries: effect of infusion with pectinmethylesterase and calcium combined with different freezing conditions and effect of subsequent storage/thawing conditions, European Food Research and Technology, 223[3], 395-404