Fermentatie technologieën

Een consumententrend die grote invloed heeft op de voedingsindustrie is ‘all natural’; een trend die nauw aansluit bij de wereldwijd gevoelde noodzaak voor het verduurzamen van de voedselproductie. Welke technologische mogelijkheden zijn er om invulling te geven aan deze trend?

De tendens om grondstoffen voor voedselproductie steeds verder te raffineren is verleden tijd. Door de sterke consumentenvraag naar natuurlijker en minder bewerkt voedsel, is deze tendens omgeslagen naar ‘minimal processing’: juist zo min mogelijk bewerken: zowel in de productie van ingrediënten als van eindproducten.

Valoriseren

De focus ligt bij het gebruiken van zo min mogelijk bijproducten. Een belangrijke technologie hierin is het minimaliseren van het productieproces zonder verlies van essentiële producteigenschappen. Het geheim ligt in het valoriseren van de totale waarde van de grondstof boven haar losse bestanddelen. Enerzijds wordt er veel onderzoek gedaan wordt naar de nutritionele eigenschappen van voeding; anderzijds wordt er gekeken naar de functionele eigenschappen van de grondstof. Een mooi voorbeeld hiervan zijn eiwitten. Bij de maximale verwaarding van de grondstof wordt niet geoptimaliseerd naar zuiverheid, maar naar eigenschappen, zoals het vormen van schuim, texturen en emulsies. Dit onderzoek is essentieel voor de verduurzaming van onder andere vleesvervangers, ijs en een variëteit aan melkproducten.

Optimaliseren

Een ander aspect van minimal processing is het optimaliseren van bederfwerende technologieën zoals verhittingsprocessen. Een voorbeeld hiervan is de introductie van Lang-lekker-melk, als tegenhangenhanger van gesteriliseerde melk: langhoudbare melk zonder kooksmaak. Ook hoge drukpasteurisatie wordt toegepast om producten houdbaar te maken, maar toch een vers karakter te laten behouden.

Duurzame voedselbronnen  

Om aan de toenemende vraag naar voedsel te kunnen voldoen, is het ontwikkelen van duurzame voedselbronnen noodzakelijk. De zoektocht naar nieuwe eiwitbronnen is essentieel om ook in de toekomst de hele wereldbevolking te voorzien van eiwitrijk voedsel. Plantaardige eiwitten, bij voorkeur van lokale gewassen, maar ook insect-eiwitten en eiwitten van andere alternatieve bronnen spelen herin een belangrijke rol.

Het meest voorkomende eiwit ter wereld is Rubisco. Dit eiwit zorgt ervoor dat planten kooldioxide uit de lucht kunnen halen. NIZO food research heeft een proces ontwikkeld voor de winning van dit eiwit in een functionele vorm, maar zonder groene kleur. In het NIZO Processing Centre is op grote schaal materiaal gemaakt om de verrassende eigenschappen van Rubisco te testen in nieuwe voedselapplicaties. Zo hebben ze laten zien dat Rubisco superieure karakteristieken heeft, zoals gelering en schuimvorming, en  dat het ook betere nutritionele eigenschappen (aminozuursamenstelling) heeft dan veelgebruikte planteneiwitten.

Fermentatie

Een kortere ingrediëntenlijst draagt bij tot een groter consumentenvertrouwen. Het blijkt in veel gevallen grote uitdaging om alle additieven te vervangen door natuurlijke grondstoffen, met behoud van kwaliteit. Een technologie die op dit gebied veel mogelijkheden biedt is fermentatie. Veel mensen kennen fermentatie van yoghurt, bier en wijn. Fermentatie wordt echter ook toegepast voor het maken van augurken, salami en in de productie van chocola. Fermentatie is een natuurlijk proces. Het heeft veel voordelen voor het product, zoals betere conservering, toename van de nutritionele waarde, en daarnaast textuur- en smaakoptimalisatie. Verder wordt fermentatie gebruikt voor het verwerken van zijstromen tot producten die geschikt zijn voor humane consumptie. Fermentatie is een van de kernexpertises van NIZO, dat een van de grootste culture-collecties ter wereld met food-grade melkzuurbacteriën bezit. Middels uitgebreide geautomatiseerde selectiemethoden, modelsystemen en kweek- en productiemogelijkheden worden deze op dagelijkse basis gebruikt worden voor het onderzoek.

In de praktijk

Een mooi voorbeeld van zijstroomvalorisatie is recent onderzoek dat NIZO food research voor MARDI (Malaysian Agricultural Research and Development Institute) heeft uitgevoerd. Hierbij is kokoscake, een zijstroom die normaal wordt weggegooid, gevaloriseerd door middel van fermentatie. Er werden bacteriën geïdentificeerd die in staat zijn om kokoscake in korte tijd te fermenteren tot een verfrissend drankje met hoge vitamineniveaus en een lage kans op bederf. Dit alles zonder toevoeging van conserveermiddelen en/of synthetische vitamines. In het food-grade NIZO Processing Centre werden producten geproduceerd voor consumententesten. Fermentatie is in dit geval een goed voorbeeld van een zeer duurzaam proces: zeer geschikt voor de lokale verwerking van kokoscake, met lokale verkoop en een verrijking van het lokale dieet.

Conclusie

Er is een groot scala aan technologische mogelijkheden om voedsel duurzamer te produceren. De technologieën die een bijdrage kunnen leveren aan deze trend zijn fermentatie, proces- en producttechnologieën. Belangrijke aspecten hierbij zijn receptuuroptimalisatie, bederfmanagement en smaak- en textuuroptimalisatie. NIZO food research is een van de weinige instituten die opereert op het grensvlak van al deze bovenstaande technologieën en levert daarmee op haar eigen manier een belangrijke bijdrage aan de verduurzaming van voedsel in de 21ste eeuw.

Pilot Plant

Een belangrijke drijfveer voor innovaties is ‘All Natural’. Voedsel verduurzamen is dan ook een onderwerp waaraan NIZO food research voortdurend aandacht besteedt. Het onderzoek focust op de primaire productie, de logistiek en het productieproces. NIZO assisteert haar klanten met het in de markt zetten van innovatieve, duurzame voedselproducten. Een belangrijke rol daarin speelt haar ‘food-grade Pilot Plant’, waar vele producten voor het eerst op industriële schaal geproduceerd worden. Klanten waarderen hun winst in verbeterde kwaliteit, duurzaamheid, lagere kosten en snellere marktintroducties van ingrediënten en producten.  

www.nizo.com