FLANDERS' FOOD RADAR

Is het prebiotische broodje bijna gebakken?

Brood verrijken met prebiotische vezels is een hele uitdaging. Maar misschien zorgen thermofiele enzymen wel voor een doorbraak: toe te voegen bij de deegbereiding maar pas echt werkend in het bakproces.

Uitdaging: brood met prebiotische vezels

Afgelopen jaar werden op de Europese markt zowat 1.500 nieuwe ‘volgraan’ voedingsproducten gelanceerd (Innovadatabase). Het hoeft dan ook niet te verbazen dat de hedendaagse gezondheidsbewuste consument vezelrijke broden best wel weet te smaken. De graan dieetvezels in dergelijke broden zijn echter voornamelijk van het wateronoplosbare type, welke minder uitgesproken gezondheidsbevorderende eigenschappen hebben dan de wateroplosbare types. Oplosbare graan dieetvezels worden echter niet op industriële schaal geproduceerd en dat maakt het moeilijk om brood te maken dat verrijkt is met dergelijke dieetvezels.

Dieetvezels

Het gezondheidsbevorderend effect van dieetvezels (voor een definitie zie EU Commisson Directive 2008/100/EC) is afhankelijk van het type vezel.

Onoplosbare dieetvezels staan bekend om hun waterhoudend vermogen en geven daardoor meer volume aan de ontlasting, wat de stoelgang ten goede komt.  Ze verkorten tevens de transit tijd in het darmstelsel, wat leidt tot verminderde blootstelling aan cytotoxische stoffen.

Oplosbare dieetvezels worden gedeeltelijk gefermenteerd door de darmflora. Dit resulteert in een aantal gezondheidsbevorderende effecten:

  • Productie van korte keten vetzuren
  • Verlaging van de pH
  • Verhoogde biobeschikbaarheid van calcium en magnesium
  • Inhibitie van potentieel schadelijke bacteriën
  • Verhoogde viscositeit van de maag- en darminhoud en dus verbeterde eetlust regulatie
  • Verlaagde kans op hart- en vaatziekten, type 2 diabetes
  • Verminderde glucose en sterolen absorptie


In tarwe vormen de arabinoxylanen (AX) een belangrijke klasse van dieetvezels. Voor deze vezels bestaan er specifieke enzymen, xylanasen genaamd, die de onoplosbare vorm kunnen omzetten in een oplosbare vorm. Langs deze weg is het dan ook mogelijk om broden tot op zekere hoogte aan te rijken in oplosbare dieetvezels. Bepaalde types xylanasen worden trouwens courant gebruikt in het broodbereidingsproces. Het zijn types die bij voorkeur onoplosbare AX hydrolyseren tot oplosbare AX met een hoog moleculair gewicht, wat een gunstig effect heeft op de verwerkbaarheid van het deeg en de kwaliteit van het brood.

Onder de oplosbare AX vezels komen deze met een laag moleculair gewicht, AXOS (arabinoxylan-oligosachariden) genaamd, echter meer en meer in de belangstelling te staan omwille van hun prebiotische eigenschappen. Deze AXOS blijken inderdaad specifiek de groei en activiteit van gezondheidsbevorderende darmbacteriën te stimuleren. Kortom, als men prebiotisch brood wil maken dan moet men op zoek gaan naar xylanasen die bij voorkeur onoplosbare AX hydrolyseren tot oplosbare AXOS. Daarbij wringt echter een schoentje want die oplosbare AXOS hebben een negatief effect op de deegverwerkbaarheid. Zij veroorzaken immers kleverige degen.

Oplossing: thermofiel xylanase

In een recente doctoraatsstudie aan het laboratorium voor levensmiddelenchemie en –biochemie van de K.U.Leuven werd een xylanase geïdentificeerd dat voldoende AXOS kon genereren in het broodbereidingsproces zonder negatieve effecten op de deegverwerking te tonen. De sleutel van dit huzarenstukje bleek te liggen in het hyperthermofiel karakter van het xylanase, waardoor het enzym geen AXOS vormde in de eerste stappen van het broodbereidingsproces (mengen bij 25 °C, fermentatie bij 35 °C) maar wel tijdens bakproces (Figuur 1). Het enzym kon met andere woorden de deegverwerkbaarheid niet schaden omdat het in deeg weinig actief is, terwijl het volop AXOS kon en mocht aanmaken tijdens het bakproces zonder dat aan de technologische kwaliteit van het brood geraakt werd.


Figuur 1: % onoplosbare AX vezels (WU-AX) die door verschillende dosissen (ppm) van het thermofiele xylanase worden omgezet naar oplosbare AXOS vezels in verschillende stappen van het broodbereidingsproces: menging (onder), fermentatie (midden) en bakken (boven). Bron: Doctoraatsthesis Priscilla Verjans (K.U.Leuven, mei 2010)

Het thermofiele xylanse (afkomstig van Thermatoga maritima, een bacterie die zich van nature ophoudt in hydrothermale bronnen), liet zich daarenboven goed combineren met xylanasen die courant gebruikt worden in de broodbereiding. Logischerwijze werd daarbij een dubbel effect waargenomen, waarbij het courante xylanse instaat voor een verbeterde verwerkbaarheid van het deeg en technologische kwaliteit van het brood en het hyperthermofiele xylanase voor een versterkte finale AXOS aanrijking. Ietwat verrassend resulteerde de combinatie ook in een additionele verhoging van het broodvolume. Vermoedelijk komt dit door degradatie van de grotere hoeveelheden oplosbare AX (vrijgesteld door het courante xylanase) tot AXOS door het thermofiele xylanase in de initiële fasen van het bakproces, waarbij meer water vrijkomt wat bij verdamping resulteert in een intensere ovenrijs.

Wat kan dit voor de consument betekenen?

De aanbevolen dagelijkse inname van AXOS (met gemiddelde polymerisatiegraad 15 en substitutiegraad 0,5) bedraagt zowat 2,2 g/dag. In de studie resulteerde het toevoegen van 8,5 ppm van het thermofiele enzyme tijdens de broodbereiding in een AXOS gehalte van zowat 1,5 g/100g brood (droge stof basis, (ds)). Consumptie van 147 g van een dergelijk brood (ds basis) per dag zou volstaan om aan de aanbevolen hoeveelheden tegemoet te komen, en dat is een portie brood die aardig in de buurt ligt van wat de gemiddelde Europese consument dagelijks tot zich neemt (EFSA Journal, 2009).

Bron

Verjans Priscilla ‘Functionality of extremophilic xylanases in bread making’ Doctoraatsthesis, K.U.Leuven, Leuven, 14 mei 2010.

Nuttige links

  • Contact Christophe.Courtin@biw.kuleuven.be of Jan.Delcour@biw.kuleuven.be (Promotoren van het doctoraat)
  • Innova Market Insights: Healthy Growth for Wholegrains?, contact kitty@innovami.com
  • Commisson Directive 2008/100/EC of 28 October 2008 amending Council Directive 90/496/EEC on nutrition labelling for foodstuffs as regards recommended daily allowances, energy conversion factors and definitions
  • Scientific Opinion of the Panel on Dietetic Products, N.a.A., 2009. The EFSA Journal, 996, 1-26

Nuttige links