Op 16 oktober 2009 verdedigde Ilse Fraeye (Labo Levensmiddelentechnologie, K.U.Leuven) haar doctoraatswerk ‘Influence of exogenous pectinmethylesterase and processing on structural and functional properties of pectin: insight in texture evolution of processed strawberries’. Infusie van exogeen pectinmethylesterase (PME) in poreuze fruit- en groentesoorten is een veelbelovende techniek om textuurdegradatie van deze producten tijdens procesvoering te beperken.
In dit onderzoek werd het effect van infusie van PME in aardbeien vóór procesvoering nagegaan. Niet enkel thermische, maar ook hogedrukprocessen werden bestudeerd. Na een aantal fundamentele studies op modelsystemen werden twee case studies uitgevoerd.
In een eerste case study werden aardbeien geïnfuseerd met water, fungaal PME en/of calcium. Deze aardbeien, alsook niet-geïnfuseerde referentiestalen, werden thermisch behandeld bij 95°C. Wanneer aardbeien werden geïnfuseerd met PME in afwezigheid van calcium daalde de veresteringsgraad van pectine, maar de ketens bleven wateroplosbaar, wat er op wijst dat ze niet aan elkaar verankerd waren met calcium. Verhitten van PME-geïnfuseerde aardbeien bij 95°C resulteerde in solubilisatie en depolymerisatie van pectine, wat weerspiegeld werd in weefselschade en een uitgesproken daling in stevigheid, vergelijkbaar met niet-geïnfuseerde, verhitte aardbeien. Wanneer echter werd geïnfuseerd met een combinatie van zowel PME als calcium, werd een sterke daling in procesgerelateerde weefselschade opgemerkt. Dit kan verklaard worden door een toename van verankering van laag veresterde pectineketens met calcium.
In een tweede case study werden aardbeien geïnfuseerd met fungaal PME en calcium, gevolgd door een thermisch proces (70°C – 0.1 MPa), een hogedrukproces (25°C – 550 MPa) of een gecombineerd thermische-hogedrukproces (70°C – 550 MPa). Behandelen van aardebeien bij deze condities leidde niet tot significante depolymerisatie of solubilisatie van pectine. Toch resulteerden alle processen in een duidelijke daling in stevigheid. Dit verlies aan stevigheid kon beperkt worden door infusie van PME en calcium, hoewel de mate van dit voordelige effect afhing van het type proces. Tijdens een hogedruk- of gecombineerd thermisch-hogedrukproces daalde de veresteringsgraad van pectine in geïnfuseerde aardbeien sterk, wat wellicht het gevolg was van een hogere activiteit van fungaal PME onder hoge druk. In geval van het hogedrukproces werd dit gereflecteerd in een erg stevige textuur. Het gecombineerd thermisch-hogedrukproces veroorzaakte echter sterkere weefselschade, ondanks de voordelige pectine-eigenschappen.
Relatie textuur - pectine - veresteringsgraad - pectinmethylesterase (PME) - calcium
Textuur is deels gerelateerd aan pectine, een celwandpolysaccharide in planten. Zowel enzymatische als niet-enzymatische pectineconversies kunnen de functionele eigenschappen van dit polysaccharide in situ veranderen. Zo is depolymerisatie van pectine vaak één van de oorzaken van textuurdegradatie tijdens procesvoering. De gevoeligheid van pectine voor depolymerisatie hangt af van de veresteringsgraad. Deze kan verlagen door ontestering, al dan niet gekatalyseerd door pectinmethylesterase (PME). Daarnaast leidt ontestering tot de vorming van negatief geladen carboxylgroepen die kunnen interageren met calcium, zodat een verstevigend netwerk gevormd wordt in de celwand.
Bron
Ilse Fraeye (2009). Influence of exogenous pectinmethylesterase and processing on structural and functional properties of pectin: insight in texture evolution of processed strawberries. Doctoraatsproefschrift nr. 872 aan de faculteit Bio-Ingenieurswetenschappen van de K.U.Leuven.