Projecten

STEVIA-II

Vermijden van 'smaakafwijkingen' bij gebruik van steviolglycosiden

OPPORTUNITEIT & PROBLEEMSTELLING

Zoals vaak het geval is bij het gebruik van intensieve zoetstoffen, stelt men vast dat producten op basis van steviolglycosiden een andere smaak kunnen hebben dan producten op basis van suiker. Soms worden off-flavours gedetecteerd, zoals bitter, of de typische “zoethoutsmaak”. Hoewel dit niet steeds leidt tot onaanvaardbare producten (vermoedelijk doorstaan ze de test wanneer vergeleken wordt met een product op basis van een andere intensieve zoetstof), is het noodzakelijk dieper in te gaan op de off-flavours van steviolglycosiden.

Daarnaast is er ook de vaststelling dat sommige stalen met analytisch vergelijkbare specificaties een verschillend smaakprofiel kunnen hebben (bv. de ene is bitter en de andere niet). Dit werd waargenomen in twee stalen van zeer zuiver rebaudioside A, ieder met een zuiverheid > 97% op drooggewichtsbasis. Het ene staal had een goede smaak, terwijl het andere zeer bitter smaakte. Het is niet geweten welke stof de bitterheid veroorzaakt, maar het is wel zo dat de bitterheid veroorzaakt wordt door een verbinding die in zeer lage hoeveelheid aanwezig is, gezien de totale zuiverheid van het staal. De aanwezigheid van een bittere off-flavour en/of variaties in smaakkwaliteit van gezuiverde steviolglycosiden kunnen de industriële toepassing ervan als intensieve zoetstof in de weg staan.

INHOUD ONDERZOEK

Het is de bedoeling om te achterhalen welke stof(fen), niettegenstaande ze in lage concentratie voorkomen, de bittere smaak veroorzaken om ze dan op een efficiënte manier te kunnen verwijderen. In een eerste stadium zullen chromatogrammen van zoetstoffen met en zonder bittere nasmaak worden vergeleken om een aanduiding te vinden van de localisatie van mogelijke bitterstoffen. De identificatie zal gebeuren via LC-MS en NMR.

Gelijktijdig zal ook onderzoek uitgevoerd worden om de ongewenste smaakkarakteristieken van steviolglycosiden terug te dringen met bepaalde maskerende producten en/of natuurlijke aroma’s zodat een aanvaardbare smaak bekomen wordt die niet te veel afwijkt van deze van suiker. Er zal in de eerste plaats een inventarisatie worden gemaakt van de producten die hiervoor in aanmerking komen, onder welke voorwaarden deze mogen gebruikt worden, waar ze verkrijgbaar zijn, of ze moeten gedeclareerd worden en hoe ze moeten gedeclareerd worden. Vervolgens kan op advies van de leden van de gebruikersgroep een keuze gemaakt worden om enkele van dergelijke commercieel beschikbare producten (FDA en/of EU goedgekeurd, bruikbaar en veilig bevonden in levensmiddelen) uit te testen op hun bruikbaarheid en om hun functionele en sensorische eigenschappen na te gaan bij processing en bewaring in zuivelproducten, fruitpreparaten, biscuiterie en chocolade. Deze maskerende producten zullen dan via sensorische testen vergeleken worden met referentieproducten (gebruik van suiker of momenteel gangbaar gebruikt zoetmiddel) en met producten waarin steviolglycosiden verwerkt zijn, maar zonder toevoeging van deze maskerende producten. Dit onderzoek moet ons leren welke maskerende producten voor welke matrices geschikt zijn, hoe ze de processing doorstaan, of ze invloed hebben op de structuur en functionaliteit van het product, de functionele en sensorische eigenschappen bij bewaring en hoe ze moeten gedoseerd worden. Daarnaast zullen ook op basis van de resultaten uit het eerste luik steviolglycosidenmengsels zonder bittere componenten uitgetest worden.

Na het project zullen we in staat zijn om richtlijnen te geven hoe de bitterstoffen verwijderd kunnen worden en hoe met steviolglycosiden smaakvolle gerechten bereid kunnen worden.

WERKPAKKETTEN

  • WP1 – Identificatie van bitter- en zoethoutcomponenten in stevia en kwantitatieve analyse
  • WP2 - Verbetering van sensorische aanvaardbaarheid door het gebruik van maskerende producten
    • DP2.1 – Literatuurstudie
    • DP2.2 – Gebruik van maskerende producten in zuivelproducten
    • DP2.3 – Gebruik van maskerende producten in fruitpreparaten
    • DP2.4 – Gebruik van maskerende producten in biscuiterie
    • DP2.5 – Gebruik van maskerende producten in chocolade
  • WP3 - Methode voor de sensorische kwaliteitsbeoordeling van steviolglycosiden
  • WP 4 - Eindrapportering en in-house trials

VERWACHTE RESULTATEN EN TOEGEVOEGDE WAARDE VOOR DE BEDRIJVEN

Dit onderzoek moet leiden tot:

  • De identificatie en karakterisatie van alle stevia-componenten.
  • Een inventaris van de meest interessante en bruikbare maskerende producten,
  • De concentratie waarin ze dienen gebruikt te worden
  • Kennis en optimalisatie van gedrag bij processing en bewaring
  • Producten met een verlaagd suikergehalte en/of een verlaagde calorische inhoud en met het behoud van het natuurlijk karakter
  • Een methode voor de sensorische kwaliteitsbeoordeling van steviolgycosiden.

DOELGROEPBEDRIJVEN

Bedrijven gericht op de productie van zuivelspecialiteiten, fruitpreparaten, biscuiterie, chocolade en ingrediëntenleveranciers

UITVOERDER(S)

KULeuven

J. Geuns is hoofd van het laboratorium Functionele Biologie en is sinds een vijftiental jaar actief betrokken bij het Stevia-onderzoek. Naast de biosynthese van steviolglycosiden, spitst het onderzoek zich toe op de veiligheid ervan. Reeds in 1997 was hij de auteur van een dossier om Stevia-planten en gedroogde blaadjes goedgekeurd te krijgen als Novel Food in Europa. Dit was trouwens het eerste NF dossier in Europa. Gezien er naar meer toxiciteitsstudies gevraagd werd, is het laboratorium betrokken geraakt in tal van toxiciteitsstudies en metabolismestudies bij dieren, waaronder kippen, kippenembryo‟s, varkens, zebravis. Ook werden metabolismestudies bij de mens ondernomen in samenwerking met de faculteit geneeskunde van de KULeuven. Momenteel lopen er nog onderzoeken in de faculteit geneeskunde met getransformeerde muizen die de symptomen vertonen van het metabool syndroom. Samen met het laboratorium farmaceutische biologie wordt er ook samengewerkt om de toxiciteit en eventuele farmakologische effecten van bepaalde Stevia-producten te onderzoeken. In samenwerking met scheikunde (Wim Dehaen, Wim De Borggraeve) werden de steviolglycosiden in Stevia geïsoleerd en geïdentificeerd via LC-MS en NMR. Er wordt momenteel gewerkt aan de optimalisatie van de steviolglycoside-doseringen zowel in kristallijne mengsels als na extractie uit blaadjes en uit andere matrices. Tezamen met het departement van chemische ingenieurstechnieken (Bart Van der Bruggen) wordt gewerkt aan nieuwe extractie- en opzuiveringstechnieken (via nanofiltratie) van ruwe stevia-extracten. In 2007 werden 2 complete dossiers klaargemaakt en ingediend, enerzijds om Stevia-blaadjes goedgekeurd te krijgen als Novel Food, en anderzijds om opgezuiverde steviolglycosiden te laten goedkeuren als voedseladditief. Vanuit de BfR (Berlijn) kwam het positieve bericht dat blaadjes allicht zullen goedgekeurd worden als kruid. Het dossier van voedseladditief, waarbij ook Coca Cola/Cargill betrokken zijn geraakt, werd door EFSA (Parma) positief beoordeeld op 14 april 2010. Nu moet de Europese Commissie nog zijn positief advies geven, waarna iedere lidstaat zijn wetgeving nog moet aanpassen. De vooruitzichten zijn dat steviolglycosiden zullen worden goedgekeurd tegen het voorjaar 2011.

ILVO

Het Onderzoeksdomein Productkwaliteit en –innovatie bezit jarenlange ervaring met onderzoek naar de ontwikkeling en verbetering van zuivelproducten. Deze ervaring werd opgebouwd door nauwe samenwerking met de Belgische en in het bijzonder de Vlaamse zuivelindustrie via tal van projecten (IWT O&O projecten en collectieve Flanders’ FOOD projecten) en onderzoek in opdracht. Belangrijk hierbij te vermelden is dat ILVO T&V beschikt over een pilootfabriek die bedrijven toelaat vergelijkende proeven uit te voeren op beperkte schaal onder de vorm van pilootproeven. Deze pilootproeven kunnen uitgevoerd worden in de pilootfabriek van ILVO-T&V. De proeven uitgevoerd op het ILVO-T&V bieden een aantal voordelen waarbij slechts een beperkte hoeveelheid product nodig is en waarbij de bekomen resultaten duidelijk interpreteerbaar zijn naar praktijkomstandigheden. Daarnaast kunnen verschillende proeven na elkaar of gelijktijdig uitgevoerd worden. Deze pilootinstallatie is vooral gericht op zuiveltechnologie (pasteurisatie, centrifugatie, bactofugatie, homogenisatie, microfiltratie, kaasbereiding, UHT-behandeling, droogtechnieken, roomijsbereiding en extrusie).  Tenslotte beschikt ILVO T&V ook over uitgebreide laboratoria met bekwame onderzoekers die actief zijn in diverse disciplines van het onderzoek. De belangrijkste activiteiten situeren zich rond bacteriologische en chemische voedselveiligheid en onderzoek naar authenticiteit en verbetering van de kwaliteit van voedingsproducten. De onderzoeksmogelijkheden en de expertise van de onderzoekers vormen een belangrijke ondersteuning van de activiteiten in de pilootfabriek.

KHBO

De afdeling chemie participeerde succesvol in een hefboomproject van het Industrieel Onderzoeksfonds van de KULeuven omtrent de synthese van steviolglucuronide. Het idee bodembacterieën afkomstig van een steviaveld in Paraguay in te zetten voor de hydrolyse van stevioside tot steviol, bleek succesvol. Op deze wijze is ook ervaring opgedaan om de stabiliteit van steviolglycosiden te onderzoeken in levensmiddelen. Deze ervaring wordt inmiddels nuttig aangewend in het lopende project. Door de samenwerking met de VUB is ondertussen ook ervaring opgedaan in UPLC (Ultra Performance Liquid Chromatography), waarbij gebruik wordt gemaakt van kolommen gepakt met zeer fijne deeltjes (diameter < 2 µm) en hoge drukken. Met dit systeem kunnen we componenten aantonen in de steviolglycoside-mengsels die voordien nog niet aangetoond werden.

Deelnemen

Het project is afgelopen sinds 30/11/2013, 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 (Charlotte Boone). 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.