Projecten

BranTech

Naar zemelgerichte technologieën voor het reduceren van kwaliteitsverlies bij incorporatie van zemelen in graangebaseerde levensmiddelen

Opportuniteit en probleemstelling

Door een toenemend bewustzijn bij de consument over het belang van gezonde voeding stijgt de vraag naar vezelrijke producten. Tarwezemel, een nevenproduct van de industriële vermaling van tarwe, is een uitstekende bron van dieetvezel en wordt toegevoegd aan een aantal levensmiddelen (brood, koekjes, ontbijtgranen, pasta, snacks, etc.) omwille van zijn rijk nutritioneel profiel. Er is epidemiologische evidentie dat consumptie van zemelrijke producten de kans op welvaartsziektes zoals obesitas, diabetes, kanker en hart- en vaatziektes aanzienlijk vermindert. Incorporatie van zemelmateriaal in graangebaseerde systemen is echter niet zo eenvoudig omdat zemel de technologische en organoleptische kwaliteit van de verkregen producten aanzienlijk vermindert. Vaak worden dure verbetermiddelen zoals gluten, emulgatoren en enzymen toegevoegd om de kwaliteit van het zemelrijke product aanvaardbaar te maken. Deze aanpak is dus gebaseerd op een empirische bestrijding van de symptomen eerder dan op een beredeneerde aanpak van de onderliggende oorzaken van de negatieve effecten van tarwezemel. In dit project werden de aspecten van zemel die aan de basis liggen van de kwaliteitsreductie onderzocht en, gebruik makend van deze kennis, getracht om betere technologische oplossingen voor de productie van hoge kwaliteit zemelrijke producten door doelgerichte modificaties van de zemel voor te stellen. 

Inhoud voorgesteld onderzoek

In dit project werden via gerichte modificaties van zemel door middel van geselecteerde technieken de factoren aan de basis van het negatieve effect van zemel op producteigenschappen geïidentificeerd. In WP1 werd de bestaande variabiliteit in commerciële zemelstalen gescreend door analyse van de chemische samenstelling en fysische eigenschappen van een tiental (al dan niet behandelde) commerciële zemelstalen. In WP2 werden een aantal behandelingen op zemel uitgevoerd met als doel de zemeleigenschappen en hun functionaliteit te wijzigen. In WP3, ten slotte, werden de functionele eigenschappen van een set van behandelde zemelstalen, geselecteerd op basis van de resultaten uit WP1 en WP2 onderzocht. Na grondige structurele, chemische en fysische karakterisering worden deze zemelstalen geïncorporeerd in brood-, cake- en koekjesbereiding. De eigenschappen van de verkregen eindproducten werden gecorreleerd met de structurele, chemische en fysische zemeleigenschappen.  

resultaten en toegevoegde waarde voor bedrijven

In dit project werden verschillende onderliggende oorzaken van de nefaste impact van tarwezemel op de kwaliteit van graangebaseerde producten geïdentificeerd. Deze nieuwe inzichten en kennis vormen de basis om de kwaliteit van zemelaangerijkte producten te verbeteren. Door deze inzichten kan men enerzijds de toevoeging van broodverbeteraars, zoals gluten, emulgatoren en enzymen verminderen en anderzijds het mogelijk maken om hogere gehalten aan zemel toe te voegen.
Daarnaast toont dit project de mogelijkheden van specifieke zemelbehandelingen, wat de industriële toepassing ervan kan versnellen.
In een notendop kan men volgende valorisatiemogelijkheden identificeren:

  • Beschikbaarheid van eenvoudige en relevante analysetechnieken om de eigenschappen van verschillende zemelfracties in kaart te brengen
  • Beschikbaarheid van verbeterde, technologische oplossingen om zemelrijke producten te maken
  • De kennis ter beschikking hebben om hogere gehaltes aan zemel te incorporeren in het eindproduct of om een eindproduct, met eenzelfde zemelgehalte te bekomen, met verbeterde kwaliteit
  • Reductie van de kosten doordat er minder broodverbeteraars moeten toegevoegd worden
  • Clean(er)-label producten
  • Nieuwe technologieën ter beschikking hebben om de functionaliteit van zemelen te verbeteren
  • Kennisopbouw mbt de impact van zemel op de functionaliteit van brood-, cake- en koekjessystemen

Doelgroepbedrijven

De inzichten van dit project komen de hele keten van de graanverwerkende industrie ten goede: maalderijen, industriële bakkerijen, biscuiterie sector (cake- en koekjesproducenten), ingrediëntenleveranciers, etc.  

 Uitvoerders

LMCB, http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm

De onderzoeksmissie van het Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie van de K.U.Leuven is tweevoudig. Enerzijds wordt basisinzicht gegenereerd in graanconstituenten zoals zetmeel, niet-zetmeelpolysachariden, proteïnen en lipiden, anderzijds wordt dit inzicht toegepast in diverse biotechnologische graangebaseerde processen met als doel procesparameters te optimaliseren en organoleptische en gezondheidsbevorderende aspecten van verschillende graangebaseerde producten (brood, cake, koekjes, etc.) te verbeteren.

Het LMCB heeft de nodige infrastructuur voor de uitgebreide karakterisering en studie van zemelen en zemelrijke producten. De onderzoeksgroep heeft de voorbije jaren eveneens expertise opgebouwd rond graanconstituenten en graangebaseerde processen. In het doctoraal proefschrift van Caroline Maes (2005) werd de impact van chemische en enzymatische behandelingen van tarwezemel op de dieetvezelfractie en de functionaliteit van zemel in broodbereiding bestudeerd. Verder werk in de doctorale proefschriften van Katrien Swennen (2007), Valerie Van Craeyveld (2009) en Bram Damen (in voorbereiding) focuste op tarwezemelen en op arabinoxylanen en hun hydrolyseproducten, de arabinoxylan-oligosachariden, die prebiotisch potentieel hebben. Rond deze thematiek werd ook gewerkt in een door de K.U.Leuven betoelaagd project en het door het I.W.T. gefinancierde SBO project IMPAXOS (AX oligosaccharides with impact on man and animal, 2005–2009, 7 partners). Ook in ‘HEALTHGRAIN’ (Exploiting bioactivity of European cereal grains for improved nutrition and health benefits, 2005–2010, www.healthgrain.org, 44 partners), een project binnen het EU 6de kaderprogramma, werden zemelen en zemelfunctionaliteit bestudeerd. Het LMCB speelde hierin een belangrijke rol als leider van de module over graantechnologie en -verwerking. In het doctoraatswerk van Jeroen Snelders worden momenteel de eigenschappen en functionaliteit van het ferulinezuur in tarwezemel grondiger bestudeerd. De LMCB-onderzoeksgroep heeft de voorbije jaren ook expertise opgebouwd rond brood-, cake- en koekjesbereiding. Expertise rond broodbereiding is reeds lang aanwezig in de groep, en recent werd in twee doctoraatsprojecten ook gefocust op cakebereiding (Edith Wilderjans, 2010) en koekjesbereiding (Bram Pareyt, 2010). De resulterende proefschriften zijn mede voortgekomen uit de Flanders’ FOOD projecten: ‘Vetreductie en/of vervanging in deegsystemen’ en ‘Suikerreductie en/of vervanging in deegsystemen’ (2006-2009). Ook in het Flanders’ FOOD project ‘Evaluatie van de bloemfunctionaliteit voor graangebaseerde toepassingen’ komen deze drie toepassingen aan bod (2007-2009).

 

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 K.U.Leuven 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 binnen verschillende projecten (vet-, suiker- en zoutreductie, fysico-chemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit, combistarch, shelflife, etc.).

 

Daarnaast onderhoudt het LMCB contacten met verscheidene andere afdelingen binnen de K.U.Leuven (o.a. de afdeling mechanische materiaalkunde, de afdeling mechatronica, biostatistiek en sensoren, de afdeling moleculaire en nanomaterialen, etc.). Het LMCB heeft ook nauwe contacten met internationaal gerenommeerde universiteiten, onderzoeks-instellingen en experts in het domein. Met betrekking tot dit laatste is er expertise beschikbaar bij R&R Research Services (Dr. R. Carl Hoseney) en bij Food Polymer Science Consultancy (Drs. Louise Slade en Harry Levine). In eerdere Flanders’ FOOD projecten werd reeds van de kennis van beiden groepen gebruik gemaakt via consultancy sessies 

Deelnemen

Het project is afgelopen sinds 30/09/2014, 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.