Clean label en het verbeteren van de houdbaarheid

Consumenten vragen om gezondere voedingsmiddelen: gegarandeerd voedselveilig én met een ‘clean label’. Bovendien staat het voorkomen van voedselverspilling hoog op de agenda, wat bijna haaks op de clean label-eis staat; deze producten zijn veelal kwetsbaarder in kleur, geur, smaak en microbiologische houdbaarheid. Een enorme uitdaging voor voedselproducenten.

Om bederf van levensmiddelen te voorkomen zijn er sinds mensenheugenis al methoden ontwikkeld om de groei van micro-organismen tegen te gaan. We verhitten, drogen, pekelen, konfijten en roken onze levensmiddelen. Deze methoden berusten op het onttrekken van het voor de groei van micro-organismen benodigde water. Een andere mogelijkheid om de groei van micro-organismen te stoppen, is het verlagen van de zuurgraad (pH): bijvoorbeeld door het inleggen in zuur of fermenteren. Tegenwoordig worden er daarnaast conserveermiddelen toegevoegd om levensmiddelen gedurende hun houdbaarheidsperiode te beschermen tegen ongewenste groei van pathogene of bederf-veroorzakende micro-organismen. 

Al decennia is er veel controverse rondom het gebruik van conserveringsmiddelen met E nummers: aanleiding voor producenten (van voeding, farmacie en cosmetica) om te zoeken naar alternatieven die de houdbaarheid kunnen garanderen. Inmiddels zijn er diverse stoffen getraceerd die een gunstig effect hebben op de kleur en geur, op het afremmen van oxidatie en/of het verbeteren van de microbiologische houdbaarheid. Dit laatste is helaas vaak soort specifiek, wat de toepassing complex maakt. Op het International Congress of Meat Science and Technology (ICoMST) in Cork presenteerden diverse wetenschappers de voortgang van onderzoek naar de werking van alternatieve conserveringsmiddelen in vleesproducten.

Microbiologische houdbaarheid

De microbiologische houdbaarheid van voedingsmiddelen wordt bepaald door intrinsieke en extrinsieke factoren in combinatie met de aanwezige microflora, die zich onder voor hen gunstige omstandigheden kan vermeerderen. Intrinsieke factoren zijn de aanwezigheid van voedingsstoffen, de pH-waarde, aw-waarde, oxidatie-reductie potentiaal en de eventuele aanwezigheid van antimicrobiële stoffen. Extrinsieke factoren zijn onder meer de omgevingstemperatuur (koeling), de bewaartijd, de omgevingsatmosfeer (vacuüm, MAP), de intensiteit van een eventuele verhitting, en de functionaliteit van de verpakking. De gebruikelijke conserveermiddelen (antimicrobiële stoffen) hebben een E-nummer tussen de 200 en 253. 

Bekende conserveringsmiddelen

Benzoëzuur is vooral actief tegen gisten en schimmels en minder tegen bacteriën. Het komt van nature voor in bessen (cranberry), en in mindere mate in kaneel, champignons en kruidnagel. Het conserveermiddel sorbinezuur is een natuurlijk zuur dat voorkomt in lijsterbessen, maar via verschillende processen ook chemisch nagemaakt wordt. Het is vooral werkzaam tegen schimmels en gisten in een licht zure omgeving. Het werkt niet tegen bacteriën en niet in niet-zure producten (pH boven 6.5) en kan een wisselwerking aangaan met andere additieven, met name nitraten. Nitriet is een zeer goede werkzame stof tegen het ontkiemen van Clostridium sporen en werkt in een neutraal en licht zuur milieu. Het conserveermiddel sulfiet mag alleen toegepast worden bij aardappelen, fruit, sap, siroop, bier en wijn. Een van de bekendste antimicrobiële stoffen is melkzuur, een stof die geproduceerd wordt door melkzuurbacteriën. Melkzuur verlaagt de pH-waarde. Denk aan zuurkool en gefermenteerde worst zoals salami. Er zijn melkzuurbacteriën die de antimicrobiële stof nisine vormen, werkzaam tegen o.a. grampositieve micro-organismen.

Alternatieven 

Bekend in de vleeswarenindustrie is het gebruik van lactaten in combinatie met acetaat of di-acetaat. Wat minder bekend is de toepassing van azijn (0,7%) in combinatie met thee-extract. Het effect is groot voor Enterobacteriaceae (geen groei bij 4°C), en leverde 50% verlenging van de houdbaarheid op door vertraging van de groei van melkzuurbacteriën en een verdubbeling door vertraging van de groei van het totaal kiemgetal.

Een combinatie van 0,25% toegevoegd kaliumacetaat en kaliumdiacetaat is effectief gebleken tegen de uitgroei van Listeria monocytogenes in gezouten (1,9%) kalkoenham die gedurende 12 weken werd bewaard bij 4°C. Bewaren bij 7°C gedurende 6 weken was ook haalbaar als er 0,5% toegevoegd was. In Mexico is een onderzoek gestart naar zowel antimicrobiële als antioxidatieve stoffen die van nature in champignons aanwezig zijn. Het extract van de champignonsoort Pleurotus ostreatus vertoonde wel antimicrobiële activiteit, terwijl het extract van de Agaricus brasiliensis duidelijk minder effectief was. Nieuwe resultaten van onderzoek worden eind dit jaar verwacht. 

Bioprotectie

Een andere aanpak is het gebruik van specifieke micro-organismen die in staat zijn andere bacteriën te inactiveren. Dit wordt bioprotectie genoemd. Het wordt al eeuwenlang toegepast bij o.a. gefermenteerde droge worst. De afgelopen decennia zijn er steeds meer werkzame micro-organismen ontdekt. Zo blijkt uit een Belgische studie dat Carnobacterium maltaromaticum bij -1°C en +4°C een remmend effect heeft op Listeria monocytogenes. Salmonella typhimurium en E. coli O157: H7 zijn echter ongevoelig voor deze stammen, ook hier weer soortspecifiek.

Synergy 4 Shelf life

De uitdaging wordt dus om clean label producten te koppelen aan een goede houdbaarheidsstrategie op alle fronten. Wageningen Food & Biobased Research start begin 2019 met het project ‘Synergy 4 Shelf life– clean label preservation strategies’ en nodigt partners uit de voedingsindustrie uit om te participeren in een multidisciplinaire consortium project. Doel is het ontwikkelen van nieuwe clean label houdbaarheidsstrategieën waarbij milde conserveringstechnieken (HPP, PEF, mild heat) gecombineerd worden met middelen die  invloed hebben op intrinsieke factoren (pH, aw, temperatuur).

www.wur.nl/wfbr