Industriële verwerking van groenten tot een groentepuree kan via verschillende vermaaltechnieken gebeuren. Als conservering zijn er ook verschillende verhittingstechnieken mogelijk. Maar wat is de impact hiervan op de fysico-chemische, nutritionele en sensorische kwaliteit van groenten? Dit werd onderzocht voor spruitkool en prei met de pilootapparatuur van de Food Pilot in Melle tijdens het VeggieChain-project.
Semi-industriële verwerking van groenten tot puree
Vermaaltechnieken hebben elk hun unieke snijtechniek, waarbij weefselbeschadiging optreedt. Deze beschadiging zorgt ervoor dat fysische barrières tussen enzym en substraat, die bij intacte groenten gescheiden zijn van elkaar, worden gebroken en dus met elkaar gaan interageren. Elke vermaaltechniek beïnvloedt zo de fysische eigenschappen van de puree, waardoor (on)wenselijke (bio)chemische (enzymatische en niet-enzymatische) reacties kunnen plaatsvinden.
Gebruikelijk vindt er tijdens de procesflow ook een thermische behandelingsstap plaats als conserveringsstap. Ook deze stap kan via verschillende soorten processen uitgevoerd worden die eveneens een invloed kunnen hebben op de kwaliteit van het product. En niet alleen het type techniek speelt een rol, ook de volgorde van de verschillende eenheidsbewerkingen, vermalen en verhitten, bepaalt mee de eindkwaliteit.
Het VeggieChain-project
VeggieChain is een collectief fundamenteel onderzoeksproject (type cSBO) met als partners KU Leuven (coördinator), UGent, ILVO, VIVES en Flanders’ FOOD. Binnen dit project werden in een eerder luik verschillende voorbehandelingen (zoals verhitten, vermalen in verschillende sequenties) uitgevoerd op laboschaal door de onderzoekers van KU Leuven, zie FF radar artikel: “Van rauwe groente tot gezond en lekker product: de eerste resultaten van het VeggieChain project”. Zo werd aangetoond dat de mixstap invloed heeft op de interactie tussen substraten en enzymen door de weefselbeschadiging. Hoe verder doorgedreven de weefselbeschadiging is in de bekomen puree, hoe meer interactie mogelijk is.
In dit artikel worden de resultaten uitgelicht waarbij de processtappen werden opgeschaald met behulp van de piloottoestellen aanwezig in de Food Pilot. De impact van verschillende types vermaaltechnieken op de fysico-chemie (deeltjesgrootte, viscositeit, kleur, …) en op gezondheids- en geurcomponenten werd onder de loep genomen. Ook werd gekeken of het type van verhittingsmethode op pilootschaal ook een impact kan hebben. Wat betreft de gezondheidscomponenten werd specifiek ingezoomd op de glucosinolaten (aanwezige substraten in Brassica groenten zoals spruitkool), alk(en)yl cysteïne sulfoxiden (ACSO’s) (aanwezige substraten in Allium groenten zoals prei) en het vitamine C-gehalte. Omzettingen van glucosinolaten en ACSO’s tot hun respectievelijke reactieproducten kunnen een gunstig gezondheidseffect meebrengen, terwijl de conversie van vitamine C minder gewenst is. De testen werden op twee geselecteerde groenten uitgevoerd, namelijk prei en spruitkool.
Kennis halen uit type vermalen
De verschillende semi-industriële vermaaltechnieken toegepast op vers geoogste prei en spruiten, zijn:
-
Cutteren met de Seydelmann K64AC8 (=Cutter)
-
Vermalen met de Seydelmann MD 114, zeefgrootte 3mm (=Wolf)
-
Een combinatie van Cutter (Seydelmann K6AC8) en Multicut (GEA) (=Multicut)
-
Een combinatie van Cutter (Seydelmann K6AC8) en Microcut (MC10/2, 50µm) (=Microcut)
Na vermalen werden de bekomen purees vacuüm verpakt en onmiddellijk afgekoeld in ijswater om eventuele reacties, geïnduceerd door de vermaalstap, te vertragen. Om een stabiel product te bekomen, werden ze vervolgens onderworpen aan een standaard hittebehandeling in heet water (96 °C – 15 min) (Figuur 1).
Figuur 1: Overzicht van de toegepaste vermaling: verschillende vermaaltechnieken werden uitgevoerd om de impact hiervan te bepalen op de gezondheids- en sensorische kwaliteit en de fysico-chemische eigenschappen van spruitkool en prei.
Uit de resultaten blijkt dat het type vermaaltechniek een bepaalde invloed heeft op de fysico-chemische eigenschappen van de puree. Voor zowel spruitkool als prei werd de fijnste puree verkregen met de cutter, en microcut. Bij de andere technieken was de puree heterogener en waren er grotere deeltjes aanwezig (>2mm). Dit verschil in deeltjesgrootte resulteerde ook in een verschil in viscositeit van de puree. Bij spruitkool werd een hogere viscositeit gemeten voor de stalen vermalen met de wolf, terwijl de gecutterde stalen de laagste waarden hadden, of het meest vloeibaar waren. Bij prei waren de verschillen kleiner, maar werd een omgekeerde trend waargenomen.
Wat betreft de gezondheidseigenschappen werden slechts kleine verschillen vastgesteld in vitamine C-gehalte tussen de verschillende vermaaltechnieken , en dit bij beide groenten. Bij alle technieken werd een omzetting van de stabiele naar de onstabiele vorm van vitamine C waargenomen, die vervolgens wegreageerde bij verhitting. Bij spruitkool werd een verschil waargenomen in het behoud van glucosinolaten. Het staal vermalen met de wolf, had de grootste deeltjesgrootte en vertoonde het hoogste gehalte aan deze componenten, terwijl het microcut-staal het laagste behoud had. Dit is mogelijk het gevolg van een hogere interactie van het enzym myrosinase met de glucosinolaten als gevolg van het fijner vermalen. Bij prei had het type vermalen minder invloed op het behoud van de typische ACSO’s.
Voor spruitkool werd wel een effect van het type vermalen waargenomen op de aromacomponenten. Tijdens het vermalen werden de componenten (E)-2-hexanal, dimethyl sulfide en 1-heptene-3-one beïnvloed. De eerste daalde na vermalen, wat zou kunnen resulteren in een minder groene geur, terwijl de laatste twee, die geassocieerd zijn met zwavel- en geraniumachtige geuren, toenamen. De aromacomponenten van prei werden minder beïnvloed door het type vermalen, hoewel bij alle purees een lager gehalte aan hexanal werd gedetecteerd.
Is verhitting gewoon warmte toevoegen? Kan type verhitting toch een effect hebben?
Naast vermalen vindt vaak ook een stap als conservering plaats. Hiervoor werden verschillende semi-industriële technieken toegepast op spruitkool en prei om hun invloed te onderzoeken. Spruitkool werd in zijn geheel verhit, terwijl prei in ringen van 1 cm werd gesneden om deze nadien te verhitten.
De gebruikte verhittingstechnieken zijn:
-
Koken in water (kettle Firex Major Line Basket 130)
-
Stomen (Convotherm OES 20-10GN)
-
Hete lucht verhitting (Convotherm OES 20-10GN)
Voor alle technieken werd dezelfde temperatuur (100 °C) en verhittingsduur toegepast. Deze laatste bedroeg 35 min voor spruitkool en 18 min voor prei. Na verhitting werd er onmiddellijk afgekoeld en werden de groenten nadien steeds op dezelfde manier vermalen ter staalvoorbereiding (Seydelman K64AC8) (Figuur 2).
Figuur 2: Overzicht van de toegepaste verhitting: Verschillende verhittingstechnieken werden uitgevoerd om de impact hiervan te bepalen op de gezondheids- en sensorische kwaliteit en de fysico-chemische eigenschappen van spruitkool en prei.
Een snellere opwarming werd bij beide groenten bereikt door te koken, terwijl de traagste opwarming bij hete lucht verhitting plaatsvond. Om dezelfde kerntemperatuur te bereiken, zou daarom langer moeten worden verhit met hete lucht in vergelijking met koken in water of stomen.
Voor spruitkool werd aangetoond dat koken op vlak van fysico-chemische eigenschappen resulteerde in een beter behoud van de groene kleur, een kleinere deeltjesgrootte en lagere viscositeit, in vergelijking met de andere twee technieken. Verhitting met hete lucht scoorde daarentegen het laagste op deze eigenschappen. Dit toont aan dat een snellere verhitting en een hogere kerntemperatuur een impact had op deze karakteristieken. Koken zorgde tevens voor een hoger behoud van vitamine C in vergelijking met de andere twee technieken, waarbij het lucht verhitte staal het laagste behoud vertoonde. Het gehalte aan glucosinolaten daalde na koken, wat te verklaren kan zijn door uitloging naar het kookwater of hitte-instabiliteit.
Daarnaast gaven de drie verschillende verhittingstechnieken elk een ander volatiel profiel. Pentanal, gekenmerkt door zijn scherpe geur, was minder aanwezig bij het gekookte staal. Benzeenpropaannitril, met een florale geur, was het meest aanwezig bij het gestoomde staal, vervolgens bij het gekookte staal, en het minst bij het met hete lucht verhitte staal.
Bij prei werden vergelijkbare trends vastgesteld. Ook hier resulteerde koken in een fijnere puree. Toch waren de verschillen tussen de verhittingstechnieken op vlak van viscositeit kleiner. Ook op vlak van gezondheidseigenschappen zoals vitamine C was er een beperkt verschil in vitamine C na koken, hete lucht of stomen. De ACSO’s werden echter beter behouden wanneer verhit werd in een hete lucht oven. Ook hier kunnen uitloging of hitte-instabiliteit tijdens koken en stomen mogelijke oorzaken zijn. De verschillende verhittingstechnieken resulteren in sterk uiteenlopende vluchtige profielen bij prei. Methyl-propyl-trisulfide en (E)-1-prop-1-en-1-yl-2-propyldisulfaan werden in afnemende concentratie gemeten bij de oven verhitte, gestoomde en gekookte stalen. Deze componenten worden gelinkt aan een uien-, knoflook- en metaalachtige geur voor de eerste en een zwavel-uiengeur voor de tweede component.
Behandeling op maat
Deze bevindingen tonen aan dat de keuze van vermaaltechniek een invloed kan hebben op de fysico-chemische eigenschappen van beide groentefamilies. Deze keuze blijkt ook van groter belang te zijn voor de gezondheids- en aromacomponenten van spruitkool, in vergelijking met prei. De impact van vermalen op deze componenten is namelijk groter voor spruitkool.
Ook het type verhitten speelt een rol in de uiteindelijke fysico-chemische eigenschappen van beide groentepurees, waarbij koken resulteerde in een meer vloeibare puree en kleinere deeltjesgrootte. Op vlak van gezondheidseigenschappen zorgde het stomen en verhitten met hete lucht voor een hoger behoud in glucosinolaten (spruitkool) en ACSO’s (prei). Het vitamine C gehalte verschilde niet voor prei, maar was, in het geval van spruitkool, hoger bij de gekookte stalen.
Deze bevindingen op pilootschaal benadrukken het belang van een zorgvuldige keuze van vermaal- en verhittingstechniek, afhankelijk van de gewenste eigenschappen en bestemming van het eindproduct en type groente.
Auteurs
Sofie De Man (ILVO), Nathalie Bernaert (ILVO), Sophie Delbaere (KU Leuven) en Flore Vancoillie (KU Leuven)
