Geur en smaak optimaliseren van vleesver­vangers

De vraag naar vlees-, zuivel- en visvervangende producten groeit gestaag. Producenten investeren veel om hun aanbod te verbeteren. Hierbij zijn vooral geur en smaak een uitdaging, want plantaardige eiwitten uit bijvoorbeeld soja of erwten kunnen een afwijkende ‘bonige’ of bittere smaak hebben. Wageningen University & Research (WUR) heeft de specialistische kennis en apparatuur om de geur en smaak van deze innovatieve producten te optimaliseren.

Consumenten zijn op zoek naar producten die vlees, zuivel en vis één op één kunnen vervangen. Daarmee kunnen ze hun gewone eetpatroon aanhouden, wat de overstap naar een plantaardig alternatief gemakkelijker maakt. Voor de waardering van vleesvervangers zijn, naast de textuur, vooral smaak en geur van belang. Dit wordt in vakjargon flavours genoemd. Het is het vakgebied van Catrienus de Jong en Wibke Roland, flavour scientists bij WUR. “Voor de vervanging van dierlijke eiwitten worden vooral plantaardige eiwitten gebruikt afkomstig van soja, tarwe, erwten en tuinbonen. Die hebben vaak een ‘bonige’ of bittere smaak. Eet je erwtensoep, dan is daar de erwtensmaak gewenst. In een vleesvervangend product is het ‘bonige’ een off-flavour”, legt Wibke uit. “De kunst is om off-flavours te verminderen en met flavours een gewenste smaak over te houden.”

Complex

Flavours vormen een complex vakgebied. Je hebt smaak die je proeft op de tong, het vakgebied van Wibke. Daarbij worden zoet, zuur, zout, bitter en umami onderscheiden. Daarnaast gaat het om het aroma waargenomen door de neus, het specialisme van Catrienus: “Bij aroma’s wordt onderscheid gemaakt tussen de geur boven het product zelf en de geur die vrijkomt bij het eten en doorslikken, dus wat je ruikt als je uitademt. Uit metingen blijkt dat sommige aromacomponenten wel in het voedingsmiddel zitten, maar niet in de uitgeademde lucht. Het betreffende aroma wordt dan niet of maar gedeeltelijk waargenomen en heeft dus geen of nauwelijks invloed op de smaakbeleving van een product, want daarvoor is ruiken bepalend. Dat ervaar je als je verkouden bent, dan proef je niets, omdat je niets ruikt.”

Zowel het voedingsmiddel, ook matrix genoemd, als het eetgedrag beïnvloeden geur en smaak. Zo kunnen dezelfde aromacomponenten verschillende geuren genereren, afhankelijk van het product waarin ze voorkomen. Aardbeienflavour in volle melk bijvoorbeeld wordt anders waargenomen dan in halfvolle of magere melk. Wat je ruikt zijn de componenten die vrijkomen, ook release genoemd. Componenten die worden vastgehouden, ruik en proef je niet. Ook producten met plantaardige eiwitten, waar al sprake is van off-flavours uit de plant zelf of ontstaan door oxidatie, binden in meer of mindere mate de flavours die worden toegevoegd voor een vlees-, kaas- of vissmaak. De mate van binding verschilt per plantaardig eiwit en is weer anders in een schimmel- of algeneiwit. Deze verschillen maken het moeilijk om in plantaardige producten hetzelfde aroma te bereiken als in het origineel van dierlijk oorsprong, zelfs al zou de flavoursamenstelling in beide producten gelijk zijn.

Bij het eetgedrag spelen factoren als structuur van het voedsel, kleur, manier van klaarmaken en hoe lang iemand kauwt een rol bij het ervaren van geur en smaak. Bij een droog stukje vlees(vervanger) blijft de smaak bijvoorbeeld veel minder lang hangen dan bij een sappig stukje. En eet je snel, dan kan het zijn dat je na het doorslikken nog geen geur hebt waargenomen en de neiging hebt eerder een volgende hap te nemen.

Hoge resolutie massaspectrometer, gebruikt voor meting van aromacomponenten in de uitgeademde lucht en voor screening van flavourcomponenten gegenereerd door fermentatie (‘Miniscreen’).

Uniek

Bij WUR wordt zowel analytisch als sensorisch onderzoek gedaan naar flavours. “We koppelen analytische apparaten aan getrainde proefpersonen. Dat is bijzonder en levert unieke kennis op over het gedrag van flavours en hoe je ze succesvol inzet in een product”, aldus Catrienus. In het verleden heeft hij de Olfactoscan en Composcent ontwikkeld; twee in vivo analyseapparaten, gebaseerd op de traditionele gaschromatografie, die inzicht bieden in de invloed van individuele componenten in een complex flavour. 

• Met de Olfactoscan krijgt een getrainde proefpersoon de geur van een bepaald voedingsmiddel aangeboden, waarbij het mogelijk is om daar verschillende flavours aan toe te voegen. Hiermee is bijvoorbeeld te bepalen wanneer een bepaalde ongewenste geur zodanig wordt gemaskeerd dat hij niet meer te ruiken is.
• Met de Composcent kan worden bepaald welke van de vaak honderden geurcomponenten echt belangrijk zijn. Het is een preparatieve gaschromatografie, waarbij geselecteerde componenten uit een complex aroma worden afgescheiden en de twee aromastromen die vervolgens ontstaan apart sensorisch beoordeeld kunnen worden. 
• De geurcomponenten die tijdens het eten daadwerkelijk naar iemands neus gaan, worden gemeten met hoge resolutie massaspectrometrie.  

Soms onderzoeken de experts een enkel product, soms een hele keten. “Bij erwten en tuinbonen hebben we, samen met de industrie, gekeken hoe we off-flavours in het eindproduct kunnen minimaliseren”, vertelt Wibke. “We hebben eerst honderden verschillende soorten van erwt en tuinboon getest en vervolgens bij de scheiding van eiwit en zetmeel gekeken hoe de procesomstandigheden de flavours en functionaliteit van de gezuiverde eiwitten beïnvloeden. Tot slot zijn de flavours in eindproducten als plantaardige kaas of burgers in kaart gebracht. Zo kunnen we de meest geschikte soort en productieproces voor de ingrediënten kiezen.”

Fermentatie

Een belangrijk aandachtsgebied van de Wageningse flavour-experts is fermentatie. Een van de bekendste gefermenteerde producten is yoghurt, die ontstaat door melk met melkzuurbacteriën te mengen en een tijd te laten fermenteren. Ook voor plantaardige eiwitproducten is fermentatie een aantrekkelijke productiemethode omdat hierbij smakelijke, natuurlijke flavours kunnen ontstaan. Deze methode sluit bovendien aan bij de wens van consumenten naar minder kunstmatige toevoegingen (‘clean label’). 

Bij de WUR is de Miniscreen ontwikkeld om in korte tijd de fermentatie van veel verschillende combinaties van substraat en micro-organismen te screenen. Hierbij worden in microtiterplaten verschillende bacteriën, gisten en/of schimmels toegevoegd aan verschillende product-ingrediënten. Na fermentatie wordt met een directe, snelle analyse het flavourprofiel van elke combinatie bepaald via een hoge resolutie massaspectrometer (QTOF of Orbitrap). Hiermee wordt snel duidelijk wat kansrijke combinaties zijn van substraat en micro-organisme. Deze informatie helpt een bedrijf een goed smakend product te ontwikkelen. De methode is succesvol getest voor verschillende matrices voor zuivel- en vleesvervangende producten. “Wageningen University & Research produceert geen flavours, fermentatie is daarbij een uitzondering, al zijn daar de micro-organismen de producenten”, aldus Catrienus.

Voor meer informatie over de mogelijkheden van flavouronderzoek, neem contact op met [email protected] of met [email protected]

www.wur.nl/wfbr