Peulvruchtenbloem op maat: van microstructuur tot functionaliteit

Peulvruchten: goed voor mens én planeet

Peulvruchten zijn de droge, eetbare zaden van planten uit de vlinderbloemenfamilie (Fabaceae), zoals kikkererwten, linzen, erwten en bonen. Peulvruchten hebben heel wat troeven op nutritioneel vlak. Ze bevatten gemiddeld 21 tot 25% eiwitten en zijn daarnaast rijk aan complexe koolhydraten, voedingsvezels, vitaminen en mineralen. Hun eiwitten bevatten relatief veel lysine, een essentieel aminozuur dat in granen doorgaans minder aanwezig is. Omgekeerd bevatten granen meer van bepaalde zwavelhoudende aminozuren. Daardoor vullen beide voedingsbronnen elkaar mooi aan en kan de combinatie van granen en peulvruchten bijdragen aan een evenwichtige eiwitinname.

Naast hun nutritionele voordelen hebben peulvruchten ook een interessante ecologische voetafdruk. Dankzij hun samenwerking met stikstof-fixerende bacteriën in de bodem kunnen peulvruchtgewassen stikstof uit de lucht vastleggen. Daardoor hebben ze doorgaans minder stikstofbemesting nodig en kunnen ze bijdragen aan duurzamere landbouwsystemen. Ook hun relatief beperkte behoefte aan natuurlijke hulpbronnen maakt ze interessant in de overgang naar een duurzamer voedingspatroon.

Van boon tot bloem: nieuwe kansen voor productontwikkeling

Ondanks deze voordelen voor mens en planeet eten we nog steeds te weinig peulvruchten. De EAT-Lancet Commissie beveelt een dagelijkse consumptie van ongeveer 50 gram droge peulvruchten aan maar in de meeste landen ligt de consumptie daar duidelijk onder. Hoe kunnen we ervoor zorgen dat consumenten meer peulvruchten eten, zonder dat ze daarvoor hun voedingsgewoonten volledig moeten aanpassen? Een veelbelovende oplossing is om peulvruchten te verwerken tot bloem die vervolgens als ingrediënt kan worden toegevoegd aan voedingsmiddelen die we al dagelijks consumeren. Vandaag worden peulvruchten al verwerkt tot verschillende commerciële ingrediënten, zoals eiwitconcentraten, eiwitisolaten, zetmeel en vezelfracties. Hoewel deze ingrediënten interessante toepassingen hebben, ontstaan tijdens dergelijke fractioneringsprocessen ook zijstromen die niet altijd even hoogwaardig worden benut.

Binnen het vierjarige c-SBO-project PulseFlour werd daarom een andere benadering onderzocht. In plaats van de peulvrucht op te splitsen in afzonderlijke componenten, wordt de volledige peulvrucht benut voor de productie van bloem zonder het genereren van restfracties die verder moeten worden verwerkt of gevaloriseerd. Maar het onderzoek ging nog een stap verder. Want niet alleen de samenstelling van de bloem is belangrijk, maar ook de manier waarop de bloem wordt bereid, blijkt een grote invloed te hebben op de microstructuur en de resulterende bloemeigenschappen.

Breken of behouden? De celstructuur maakt het verschil

In een intacte peulvrucht bevinden zetmeel en eiwitten zich in cotyledoncellen die omgeven worden door een celwand. Afhankelijk van de manier waarop de peulvrucht wordt verwerkt, kunnen deze cellen openbreken of grotendeels intact blijven. In het geval van de conventionele productie van peulvruchtenbloem worden droge zaden rechtstreeks vermalen. Tijdens dit maalproces breken de celwanden open, waardoor zetmeelkorrels en eiwitten vrijkomen. Het resultaat noemen we open-cel bloem. Wanneer peulvruchten eerst een natte hittebehandeling ondergaan, bijvoorbeeld door de geweekte zaden te koken, worden bepaalde verbindingen tussen de cellen, waaronder pectinerijke structuren, gedeeltelijk gesolubiliseerd of opgelost. Hierdoor verzwakt de samenhang tussen de cellen. Bij het daaropvolgende vermalen worden de cellen daardoor eerder van elkaar gescheiden dan opengebroken. Het resultaat is een bloem waarin de natuurlijke celstructuur grotendeels behouden blijft (Figuur 1). De mogelijkheid tot het behoud van deze cellulaire structuur is een bijzondere eigenschap van peulvruchten, die niet kan worden benut bij de productie van graangebaseerde bloem. 

Bloem op maat: de kracht van mengsels voor het sturen van technofunctionaliteit

Wat maakt het nu zo interessant om de microstructuur van bloem te kunnen sturen? Het antwoord ligt in de zogenaamde technofunctionele eigenschappen: de manier waarop een ingrediënt zich gedraagt tijdens de bereiding en verwerking van voedingsmiddelen.

Een belangrijk voorbeeld is het indikkend vermogen. Wanneer open-cel bloem met water wordt gemengd en verhit, kunnen de vrijgekomen zetmeelkorrels water opnemen en het product indikken waardoor deze bloem interessant kan zijn als natuurlijk verdikkingsmiddel, bijvoorbeeld in soepen en sauzen. Cellulaire bloem gedraagt zich heel anders. Omdat het zetmeel grotendeels opgesloten blijft binnen intacte celwanden, draagt het veel minder bij aan de indikking. Dat kan net een voordeel zijn in producten waarin men de voedingswaarde wil verhogen zonder de consistentie sterk te veranderen.

Maar wat als we beide bloemtypes combineren?

Dat bleek één van de interessante pistes binnen PulseFlour. Door open-cel bloem en cellulaire bloem in verschillende verhoudingen te mengen, kunnen ingrediënten worden gemaakt met een gecontroleerde verhouding tussen gebroken en intacte cellen. Deze mengsels, of blends, laten toe om de technofunctionele eigenschappen van de bloem gericht te beïnvloeden.

De onderzoekers bestudeerden dit onder meer voor rode bonen, zwarte bonen, kikkererwten en rode linzen. Daarbij werd aangetoond dat de mengverhouding een grote invloed heeft op het indikkend vermogen van de bloem. Dit effect was bovendien niet recht evenredig met de mengverhouding. Op basis van de onderzoeksresultaten werden modellen ontwikkeld waarmee het indikkend vermogen van verschillende mengsels kan worden voorspeld (Figuur 2). Ook het type peulvrucht speelde een rol. Hoewel de algemene verbanden voor verschillende peulvruchten vergelijkbaar waren, verschilden de absolute waarden van de viscositeit en vloeispanning. Die verschillen konden voornamelijk gekoppeld worden aan de hoeveelheid vrij beschikbaar zetmeel.

Deze resultaten bieden interessante perspectieven voor voedingsproducenten. In plaats van een bestaande bloem te gebruiken en de receptuur aan te passen, wordt het mogelijk om door blenden van 2 ingrediënten de eigenschappen van de bloem zelf af te stemmen op de gewenste toepassing. Bovendien beïnvloedt de microstructuur niet alleen de technofunctionele eigenschappen, maar ook de toegankelijkheid van voedingsstoffen tijdens de vertering. Door de natuurlijke celstructuur te behouden, wordt zetmeel minder snel beschikbaar voor spijsverteringsenzymen wat leidt tot een tragere zetmeelvertering, met mogelijk gunstige effecten op de gezondheid. Ook dit kwam uitgebreid aan bod binnen het Pulseflour project en zal worden toegelicht in een toekomstig Radar artikel.

Ook aroma laat zich sturen

Peulvruchten hebben vaak een karakteristiek bonig, groen of soms grasachtig aroma. Hoewel deze aroma's in bepaalde gerechten gewenst zijn, kunnen ze in andere toepassingen, zoals bakkerijproducten, sauzen, soepen of dranken, als storend worden ervaren.

Een belangrijke bevinding uit PulseFlour is dat het aromaprofiel niet uitsluitend wordt bepaald door het type peulvrucht, ook het productieproces van de bloem en de verdere verwerking ervan hebben een grote invloed.

Wat het type peulvrucht betreft werd binnen het PulseFlour project het aromaprofiel van 5 verschillende peulvruchten (rode bonen, kikkererwten, veldbonen, gele erwten en rode linzen) in kaart gebracht en dit zowel voor open-cel als voor cellulaire bloem (Figuur 3). Er werden duidelijke verschillen vastgesteld in de samenstelling van de vluchtige aromacomponenten opgemeten via HS-SPME-GC-MS tussen open-cel bloem en cellulaire bloem van een bepaalde peulvrucht, alsook tussen de verschillende peulvruchten. Deze verschillen bleken ook duidelijk waarneembaar bij in vivo sensorische testen door een consumentenpanel.

Bij de productie van open-cel bloem worden droge peulvruchten vermalen zonder voorafgaande hittebehandeling. Daardoor kunnen natuurlijk aanwezige enzymen actief blijven. Wanneer de bloem vervolgens met water in contact komt, kunnen deze enzymen reacties veroorzaken, waaronder vetoxidatie. Daarbij kunnen vluchtige verbindingen ontstaan die bijdragen aan ongewenste aroma's. Bij cellulaire bloem ligt dat anders. Door de voorafgaande hittebehandeling tijdens het bloembereidingsproces worden deze enzymen grotendeels geïnactiveerd. Daardoor ontstaat doorgaans een milder profiel van vluchtige aromacomponenten. 

Ook de verdere verwerking van de bloem in voedingsproducten bleek belangrijk. Behandelingen zoals pasteurisatie en sterilisatie konden de hoeveelheid van verschillende vluchtige componenten verder verminderen. Tegelijk konden door verhitting ook nieuwe aromacomponenten ontstaan, bijvoorbeeld door niet-enzymatische vetoxidatie of de thermische afbraak van aminozuren.

Deze inzichten zijn bijzonder relevant voor de voedingsindustrie. De keuze van de peulvrucht bepaalt dus niet alleen het vertrekpunt. Ook de manier waarop de bloem wordt geproduceerd, verder verwerkt en gemengd, biedt mogelijkheden om het uiteindelijke aromaprofiel te sturen.

Van onderzoeksresultaten naar nieuwe toepassingen

In de eindfase van het PulseFlour project werd ook een concrete toepassing onderzocht: het indikken van tomatensoep met rode linzenbloem tot een consistentie vergelijkbaar met die van een commerciële soep. Door de mengverhouding van open-cel bloem en cellulaire bloem aan te passen, konden verschillende consistenties worden bereikt. Uit de in vivo sensorische evaluatie door een consumentenpanel bleek bovendien dat de vervanging van een conventioneel verdikkingsmiddel door rode linzenbloem niet leidde tot significante verschillen in aromaperceptie.

Daarnaast bieden de ontwikkelde ingrediënten perspectieven voor toepassingen in glutenvrije bakkerijproducten, pasta, snacks en andere bereide voedingsmiddelen. Open-cel bloem kan interessant zijn wanneer structuurvorming en indikking gewenst zijn, terwijl cellulaire bloem mogelijkheden biedt om peulvruchten toe te voegen zonder de textuur sterk te beïnvloeden. Door beide te combineren, ontstaat een extra instrument om voedingsproducten te ontwikkelen met een gewenste balans tussen textuur, voedingswaarde en aroma.

De resultaten van het PulseFlour project bieden voedingsproducenten een nieuwe manier om naar peulvruchtenbloem te kijken. Niet langer als één standaardingrediënt met vaste eigenschappen, maar als een veelzijdige grondstof waarvan de functionaliteit kan worden afgestemd op de gewenste toepassing. De combinatie van grondstofkeuze, gerichte verwerking en specifieke mengverhoudingen creëert zo nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van plantaardige voedingsproducten.

De volgende uitdaging ligt in het vertalen van deze inzichten naar uiteenlopende voedingsproducten en het opschalen van de productieprocessen. Zo kan PulseFlour bijdragen aan een bredere toepassing van peulvruchten in onze dagelijkse voeding.

Wil je de mogelijkheden van peulvruchtenbloem verder ontdekken?

In een vervolgartikel delen we nog meer resultaten van het PulseFlour-project, met bijzondere aandacht voor vertering en concrete toepassingen. Wil je alle projectresultaten in één keer ontdekken? Volg dan het webinar op 19 november, waarin de onderzoekers de belangrijkste inzichten en resultaten van PulseFlour presenteren. PulseFlour: meer peulvruchten op ons bord dankzij slimme verwerking en toepassing - Flanders Food

Dit artikel werd geschreven door Masha Mikhalski, Jelle Van Audenhove, Michiel Nuyts, Esther Staes, Dorine Duijsens, Tara Grauwet en Ann Van Loey , allen verbonden aan KU Leuven.

Referenties

• Mikhalski, M., Van Audenhove, J., Ndekera, E. M., Staes, E., Grauwet, T., & Van Loey, A. (2025). The potential of different cooking media during hydrothermal treatment to steer the microstructure of black bean-based flour by influencing pectin solubilization kinetics. Applied Food Research, 5(1), 100945. https://doi.org/10.1016/j.afres.2025.100945
• Mikhalski, M., Van Audenhove, J., Maes, J., Staes, E., Grauwet, T., & Van Loey, A. (2025). Blending of common bean-based flours with different microstructures to steer their thickening potential in high-moisture viscous model systems. Food Hydrocolloids, 162. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.111005
• Mikhalski, M., Van Audenhove, J., Van Hoecke, H., Staes, E., Grauwet, T., & Van Loey, A. (2026). Lentil flours with different degrees of cellular intactness as thickening agents in high-moisture viscous foods: A case study on tomato soup. Applied Food Research, 6(1), 102061. https://doi.org/10.1016/j.afres.2026.102061
• Mikhalski, M., Van Audenhove, J., Leunckens, W., Hertog, M., Staes, E., Grauwet, T., & Van Loey, A. (2026). Impact of lentil flour microstructure on the GC-MS volatile fingerprint and sensory perception of liquid foods: a case study on tomato soup. Applied Food Research, 6(2), 102269. https://doi.org/10.1016/j.afres.2026.102269