Flanders' FOOD

Waarom dit project?

Vetreductie is een belangrijk streven binnen de huidige voedingsindustrie gezien de gezondheidsaspecten die aan een verminderde vetconsumptie verbonden worden. Maar vet heeft in vele voedingsmiddelen (met als typevoorbeelden mayonaise en slagroom) ook een belangrijke functie in de smaak en tevens in de functionaliteit van het product. Denk maar aan de viscositeit, opklopgedrag, textuur, theologie en in de voeding zeer belangrijk, de smaak. Door een deel van het vet in de oliedruppels van een emulsie te vervangen door water - dus door het bewerkstelligen van een dubbele W/O/W emulsie - kan het vet in een product gereduceerd worden, zonder gebruik te hoeven maken van vetvervangers.

Daarnaast is het inkapselen van hoogwaardige nutriënten in de veevoederindustrie van belang in voeder voor herkauwers. In de pensmaag van herkauwers worden door de zeer intense microbiële activiteit vele nutriënten in meer of mindere mate afgebroken. Het voorkomen van de afbraak van deze nutriënten, waardoor ze meer beschikbaar komen voor het dier, kan een verhoging van de (re)productie van het dier en/of van de kwaliteit van het eindproduct bewerkstelligen. Recent onderzoek naar de toepassingen van polyfenol oxidase heeft aangetoond dat dit enzym kan gebruikt worden voor de bescherming tegen pensafbraak van vetzuren in enkelvoudige emulsies. Een uitbereiding van deze technologie naar meervoudige emulsies zou de bescherming van wateroplosbare nutriënten mogelijk maken.

Echter zowel voor de vetreductie als voor de inkapseling is er een zeer brede achtergrondkennis vereist over W/O/W emulsies. In dit project lag de focus op het verhogen van de kennis aangaande meervoudige W/O/W-emulsies. Met de opgebouwde achtergrond-kennis als basis, kunnen toepassingen worden uitgewerkt.

ONDERZOEK EN RESULTATEN

De bedoeling van het project was vooral om een ‘proof of principle’ te leveren van de mogelijkheden van dubbele emulsies aan de hand van een aantal specifieke toepassingen, die gekozen werden op basis van de deelnemende bedrijven.

Opbouw van (basis)kennis rond meervoudige W/O/W-emulsies was dan ook een belangrijk deel van dit project. Er kan immers maar doelgericht aan een toepassing gewerkt worden indien er voldoende kennis voorhanden is om de technologie te ondersteunen. Hierbij was het onderzoek in eerste instantie gericht op de aanmaak, waarbij formuleringsaspecten zoals type en concentratie van de gebruikte emulgatoren en procescondities belangrijk zijn. Een tweede belangrijk aspect was de karakterisering van de gemaakte producten, en nagaan van de stabiliteit. Een belangrijk aspect van de stabiliteit van multipele emulsies is de migratie van zowel water als opgeloste componenten tussen de inwendige en uitwendige waterfase en dit niet enkel onder stationaire omstandigheden, maar ook bij processing (zoals bijvoorbeeld opklop). Zowel de fysische toestand van de oliebarrière (vast of vloeibaar, afhankelijk van gebruikte olie en bewaartemperatuur) als van de interne waterfase (al dan niet gegeleerd) zal hierbij een belangrijke invloed hebben. Ook osmotische effecten werden bestudeerd.

Vanuit deze opgebouwde kennis werd overgegaan naar een “proof-of-principle” voor de verschillende toepassingen. In het kader van vetreductie werd een mayonaise en een crème bereid. Voor encapsulatie voor toepassingen in de diervoedingssector, werd nagegaan aan de hand van “in vitro” experimenten of nutriënten in de interne waterige fase beschermd zijn tegen afbraak in de pens.

Enkele concrete realisaties uit het project:

• Karakterisatie van een dubbele emulsie: De belangrijkste parameters zijn de 'yield' op opbrengst, i.e. de hoeveelheid water die aanwezig is in de oliedruppels van de W/O/W emulsie ten opzichte van de hoeveelheid toegevoegd in de primaire W/O emulsie, en de druppelgrootte. Verschillende technieken zijn beschikbaar om beide parameters te meten, en wat de beste methode is, hangt gewoonlijk af van de omstandigheden.
• Bereiding van een stabiele dubbele emulsie: Onder de juiste omstandigheden is het mogelijk een relatief stabiele dubbele (WOW) emulsie te bereiden.
• Ontwikkeling van een laagvet mayonaise: De validatietesten voor ontwikkeling van een laagvet mayonaise geven aan dat hier zeker mogelijkheden zijn.
• Ontwikkeling van een laagvet roomproduct, vinaigrette of vetvulling: Hoewel niet al deze toepassingen niet werden uitgetest in het project, kunnen in theorie dezelfde principes wel toegepast worden op andere laagvet producten met WOW technologie zoals crèmes en vinaigrettes.
• Bescherming van grote molecules: Grote wateroplosbare molecules zoals vitaminen of eiwitten/peptide zouden in de W2 fase van een WOW emulsie vervat kunnen worden ter bescherming tegen (enzymatische) afbraak in een waterige (W1) omgeving.
• Bescherming van vetoplosbare componenten in veevoeder tegen rumen degradatie: Voor vetoplosbare componenten kan met behulp van PPO/eiwit complexen een capsule gegenereerd worden die de componenten beschermd tegen biodegradatie in het rumen. Voor wateroplosbare componenten kon geen significante bescherming gecreëerd worden door PPO/eiwit complex kapsels.

Uitvoerders

• UGent, Onderzoekseenheid Deeltjes- en Grensvlaktechnologie – Paul Van der Meeren
• UGent, Laboratorium voor diervoeding en kwaliteit van dierlijke producten (LanuPro) – Veerle Fievez