OPPORTUNITEIT & PROBLEEMSTELLING
Zetmeel is de belangrijkste bron van energie in een evenwichtige menselijke voeding. Chemisch gemodificeerd zetmeel wordt vaak als (voedings)additief gebruikt. De chemische modificatie wijzigt de zetmeeleigenschappen sterk, waardoor zetmeel bijvoorbeeld gemak-kelijker water kan opnemen en zwellen (bij gehydroxypropyleerd zetmeel) of een stabielere viscositeit bij warme temperaturen vertoont (bij verknoopt zetmeel). De consument van vandaag ervaart ‘chemische modificatie’ echter als negatief. Daarenboven heeft het gebruik van gemodificeerd zetmeel implicaties voor het label van producten die het als ingrediënt bevatten. Door op wetenschappelijke basis alternatieven te zoeken voor de veelvuldig gebruikte chemisch gemodificeerde zetmelen (o.a. als verdikkings- of bindmiddel), wordt de basis gelegd voor ‘clean label’-toepassingen van zetmeel. Zo kan bijvoorbeeld aardappelzetmeel, waarvan de granules snel zwellen, gebruikt worden om bepaalde eigenschappen van gehydroxypropyleerd zetmeel te benaderen. Hittebehandeling leidt dan weer tot zetmeel met stabielere viscositeiten, en kan dus mogelijk een alternatief voor verknoopt zetmeel opleveren. Er is momenteel echter nog geen gefundeerde modus operandi beschikbaar om gericht de chemisch gemodificeerde zetmelen te vervangen.
Via de ontwikkeling van een grondige kennis over het geleringsgedrag van zetmelen of zetmeelcombinaties, kan ook een oplossing gevonden worden voor problemen, zoals synerese en vries-dooi-instabiliteit van zetmeelhoudende gelsystemen, waarmee de industrie geconfronteerd wordt.
INHOUD ONDERZOEK
Het project wenst nieuwe zetmeelfunctionaliteiten te ontwikkelen gebaseerd op een rationeel gebruik van (combinaties van) niet-chemisch gemodificeerde zetmelen.
Na doorgedreven karakterisering van al deze verschillende, al dan niet behandelde, zetmelen, zullen verschillende combinaties ervan nader bestudeerd worden, om zo die eigenschappen die gewenst zijn bij chemisch gemodificeerd zetmeel, te evenaren of zelfs te verbeteren.
WERKPAKKETTEN
RESULTATEN EN TOEGEVOEGDE WAARDE VOOR DE BEDRIJVEN
De noden van de bedrijven kunnen in die mate voldaan worden dat het project leidt tot een alternatief voor de, veelvuldig gebruikte, chemisch gemodificeerde zetmelen. Daarnaast wordt ook een beter inzicht geleverd in het zetmeelgedrag, voornamelijk in dat van gelen, waardoor fenomenen zoals synerese en vries-dooi-instabiliteit mogelijk uitgeklaard kunnen worden.
De valorisatie-opportuniteiten en toepassingen kunnen als volgt omschreven worden:
De valorisatie bevat:
De kennistransfer in de loop van het project zal op geregelde basis gebeuren via voorstelling van de experimentele data op een aantal ad hoc vergaderingen met de industriële partners.
DOELGROEPBEDRIJVEN
De doelgroep van dit projectvoorstel bevat voornamelijk soep-, saus-, bakkerij- en snoepproducenten. Verder is dit project zeker interessant voor alle bedrijven die zetmeel produceren, met zetmeel werken of met zetmeelgerelateerde problemen, zoals synerese, geconfronteerd worden..
UITVOERDER(S)
De onderzoeksmissie van het laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie (LMCB) (http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm) is het genereren van basisinzicht in reserve- en fysiologisch actieve proteïnen van granen, niet-zetmeelpolysachariden en zetmeel. Dit basisinzicht wordt toegepast in biotechnologische graangebaseerde processen om procesparameters, organoleptische kwaliteit en gezondheidsbevorderende effecten van de producten te verbeteren. Het LMCB voert bijgevolg hoofdzakelijk onderzoek uit op granen.
De onderzoeksgroep heeft de voorbije jaren een grote expertise opgebouwd rond karakterisering van zetmeel van verschillende origine, zoals rijst in het doctoraal werk van Greet Vandeputte ‘Rice starch: structure-physical behaviour relations’, rogge in het doctoraal werk van Tiny Verwimp ‘Isolation, characterization and structural features of rye flour starch and non-starch polysaccharide constituents’, cassava in het doctoraal werk van Isabel Defloor ‘Factors governing the breadmaking potential of cassava (Manihot esculenta Crantz) flour in wheatless bread recipes’, durum tarwe in het doctoraal werk van Jan Vansteelandt ‘The role of durum wheat starch and its interactions in pasta quality’ en aardappel in het doctoraal werk van Sara Gomand ‘The molecular structure of starch: a key to understanding biosynthesis, lamellar structure and physico-chemical behaviour’.
Bovendien is er ook ervaring met betrekking tot (hitte)behandeld zetmeel met het doctoraal werk van Relinde Eerlingen ‘Formation, structure and properties of enzyme resistant starch’, Heidi Jacobs ‘Impact of annealing on physico-chemical properties of starch’ en Veerle Derycke ‘Parboiling of rice: changes in starch en protein and their relation to cooking properties’.
Hiernaast zijn er ook tal van andere doctoraten die, naast zetmeeleigenschappen, het effect van additieven hierop bestuderen, zodat ook daaruit meer kennis over de rol van zetmeel in gel- en broodsystemen verworven werd. Dit is, onder andere, terug te vinden in de doctoraatswerken van Annabel Bijttebier ‘Increased insight into the hydrolysis of starch by amylolytic enzymes’, Joke Putseys ‘Structural and functional characteristics of amylose-inclusion complexes and their applications’ en Liesbeth Derde ‘Amylases and starch functionality’ (dit laatste in uitvoering).
De expertise in verband met zetmeel werd, hiernaast, eveneens verworven in meerdere onderzoeksprojecten. Relevant in deze context zijn het IWT-project ‘Verhoging van basisinzicht in het functioneel gedrag van rijstzetmeel (1999-2002)’, de recente FWO projecten ‘Invloed van amylolytische enzymen en inhibitoren ervan op broodveroudering en broodhardheid (2004-2007)’ en ‘Verhoogd inzicht in de enzymatische hydrolyse van amylose, amylose-lipidecomplexen en amylopectine (2007-2010); het EU Integrated project ‘Healthgrain (www.healthgrain.org; 2005-2010)’.
Het LMCB beschikt over de nodige infrastructuur voor de uitgebreide karakterisering en studie van de fysico-chemische eigenschappen van zetmeel.
De onderzoekseenheid maakt deel uit van LFoRCe (Leuven Food Science and Nutrition Research Centre), dat de onderzoeks- en valorisatie-activiteiten van de K.U.Leuven inzake levensmiddelentechnologie, de relatie tussen voeding en gezondheid en de maatschappelijke aspecten in verband met voeding samenbrengt. Ook in het Methusalemprogramma ‘Food for the Future’ van de KULeuven is het aanreiken van innovatieve en wetenschappelijk onderbouwde concepten voor onder meer de optimalisatie van graangebaseerde processen een centraal thema. De onderzoeksgroep is reeds sinds de oprichting van Flanders’ FOOD actief als kennisinstelling binnen verschillende projecten (vet-, suiker- en zoutreductie, fysico-chemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit).
Daarnaast onderhoudt het LMCB binnen de K.U.Leuven goede contacten met de Afdeling Toegepaste Reologie en Kunststofverwerking (o.a. prof. Paula Moldenaers en prof. Peter Van Puyvelde) voor reometrie- en met de Afdeling Moleculaire en Nanomaterialen (prof. Bart Goderis) voor X-stralendiffractiemetingen.
Het project is afgelopen sinds 31/05/2013, maar het rapport met de resultaten kan wel nog besteld worden. Bij de bestelling van het rapport kan er ook een persoonlijke toelichting worden gegeven door de verantwoordelijke projectmanager (Veerle Rijckaert). De prijs hiervan is afhankelijk van de deelnameprijs voor een project, en is afhankelijk van de ouderdom van de resultaten en de grootte (aantal werknemers) van het bedrijf. Voor meer info en/of een bestelling, neemt u best contact op met de projectbeheerder.