Onderzoek naar nóg duurzamere mycoproteïne

Het dagelijks eten van vlees, eieren en zuivel staat steeds meer ter discussie. Meer en meer mensen kiezen, om uiteenlopende redenen, voor alternatieve eiwitbronnen. Mycoproteïne is zo’n alternatief. Direct na productie wordt mycoproteïne standaard ingevroren. Kan dit duurzamer? En hoe zit het met de voedselveiligheid van dit type producten; vooral wanneer er wordt gepionierd met hergebruik van zijstromen uit de levensmiddelenindustrie. 

Proteïnen spelen een belangrijke rol bij ons metabolisme. Ze hebben invloed op het verzadigingsgevoel en kunnen het immuunsysteem alert houden. We hebben proteïnen nodig, maar die hoeven niet per definitie van dierlijke oorsprong te zijn. Consumptie van plantaardige proteïnen wordt gelinkt aan een verbeterd cardiovasculair systeem (hart en bloedvaten) ten opzichte van dierlijke proteïnen, en de impact op het milieu is over het algemeen lager. Een win-win situatie dus. 

Eigenschappen

Bekende plantaardige eiwitbronnen zijn peulvruchten, noten, zaden en granen. Ook aardappels, paddenstoelen, bladgroenten en zeewieren bevatten proteïnen. Opkomende alternatieve, nieuwe, eiwitbronnen zijn ‘microbiële biomassa’: producten die uit micro-organismen zoals eencellige algen, gisten en bacteriën bestaan. Producten bestaande uit schimmels, ofwel ‘mycoproteïne’, vallen ook in deze categorie. 

Mycoproteïne wordt geproduceerd door een eetbare schimmel te kweken, te fermenteren, en vervolgens na enkele verhittingsstappen te verwerken. Door de schimmel te laten groeien op zijstromen van levensmiddelenproductie (sluiten van kringlopen) kan het bovendien zeer duurzaam. Het is een hoogwaardig eiwit, vezelrijk en vetarm, met een neutrale smaak, waardoor het makkelijk in een gerecht of in andere producten verwerkt kan worden. 

Recente uitbraken en recalls van plantaardige dranken op basis van amandelen en haver, en plantaardige alternatieven voor kazen op basis van noten en peulvruchten, laten echter zien dat deze plantaardige productgroep niet gevrijwaard is van microbiologische gevaren. Bij de ontwikkeling van een veilig levensmiddel moeten volgens de norm de potentiële gevaren geïdentificeerd worden. Het onderzoekstraject ‘Plenitude’ waar Wageningen Food & Biobased Research projectpartner van is, verkent de randvoorwaarden om een microbiologisch veilig mycoproteïne product op de markt te zetten dat nog duurzamer geproduceerd wordt dan voorheen.

Listeria monocytogenes

Mycoproteïne heeft een pH dicht tegen neutraal aan en een hoge wateractiviteit. Het product bevat geen conserveermiddelen. Standaard wordt het ingevroren, maar dit kost relatief veel energie. Opslag bij koelkasttemperatuur zou een alternatief kunnen zijn.
Zoals in het algemeen voor dit type product geldt, vormen humane pathogenen die via nabesmetting in de voeding komen, relevante microbiologische gevaren. Een voorbeeld van zo’n pathogeen is Listeria monocytogenes, veroorzaker van listeriose. Zwangere vrouwen zijn een risicogroep vanwege mogelijke vroeggeboorte van het kind bij een infectie. Ook ouderen, personen met een verzwakt immuunsysteem en jonge kinderen vallen binnen de risicogroep. 

Vanwege dit potentiële gevaar is door de onderzoekers besloten de mycoproteïne te onderwerpen aan een challenge-test. Daaruit bleek dat bij bewaarcondities van 4°C onder vacuüm L. monocytogenes binnen 8 dagen met 2 log (oftewel met een factor 100) kon toenemen in aantallen. Verlagen van de temperatuur en/of aanpassen van de atmosfeer door toevoeging van koolstofdioxide (CO₂) aan verpakt mycoproteïne vertraagde de groei, maar kon vermenigvuldiging van de bacterie niet voorkomen. 

Deze uitkomst onderstreept de noodzaak van het toepassen van strikte hygiënemaatregelen bij dit type producten om nabesmetting onder controle te houden. Aangenomen wordt dat er altijd risico op kruisbesmetting bestaat. Alleen een zeer korte houdbaarheidstermijn kan dan de voedselveiligheid borgen, tenzij er gekozen wordt voor een afdoende verhittingsstap (pasteurisatie) in de verpakking van het product. 

Beheersing van pathogenen

Andere potentiële gevaren in de vorm van hitteresistente sporenvormende bacteriën zijn bijvoorbeeld Clostridium botulinum en Bacillus cereus. C. botulinum kan het botulisme toxine produceren, dat aan de zenuwen bindt en zo spierverlamming veroorzaakt. Hoewel deze bacterie een anaerobe – zuurstofloze - omgeving nodig heeft om te groeien, kunnen lage aantallen C. botulinum al een gevaar vormen. Ook B. cereus kan een vorm van voedselvergiftiging veroorzaken door toxineformatie. Bij deze bacterie wordt aangenomen dat een hogere concentratie pas een risico vormt: 5 log (10.000 cellen) per gram product.
Van beide pathogenen is bekend dat sommige stammen zich kunnen vermeerderen bij koelkasttemperatuur. Bij langere bewaartijd is alleen koudeopslag van gepasteuriseerde mycoproteïne dus niet voldoende. Een mogelijkheid om ontkieming en uitgroei van C. botulinum sporen te beheersen, is het toepassen van een ‘botulinum cook’. Dit is een verhittingsstap van 10 minuten bij 90°C of equivalent in combinatie met gekoelde opslag. Voor B. cereus sporen is dit echter niet afdoende. 

Binnen het Plenitude project is onderzoek gedaan naar methoden die geschikt zijn om de groei van specifieke koudelievende B. cereus stammen op mycoproteïne te inhiberen door middel van aangepaste atmosfeer. Toevoeging van voldoende CO2 zorgde ervoor dat er geen groei van het pathogeen gedetecteerd werd gedurende maar liefst 34 dagen bij opslag van 10°C of lager. Bij 12°C was de groei vertraagd. Bij 15°C of hoger werd er geen remming waargenomen. Een verklaring hiervoor is dat CO2 slechter oplosbaar is bij hogere temperatuur. Daarbij lijkt het erop dat CO2 de werking van specifieke enzymen onderdrukt. Mogelijk hebben deze enzymen een actievere rol in de bacterie wanneer B. cereus is blootgesteld aan koude temperaturen. 

Microbiologisch veilig

Dit onderzoek laat zien dat L. monocytogenes via nabesmetting een gevaar vormt in mycoproteïne. Aanpassen van de procescondities kunnen dit pathogeen en ook C. botulinum echter borgen. Beheersing van B. cereus is mogelijk door MAP met voldoende CO2 gecombineerd met koudeopslag. Aangetoond is dat mycoproteïne microbiologisch veilig kan worden bewaard; bij gebruik van zijstromen, zonder invriezen én zonder toevoeging van additieven. 

Bronnen:

https://www.wur.nl/nl/onderzoek-resultaten/onderzoeksprojecten-lnv/soorten-onderzoek/kennisonline/plenitude.htm
Ferrari et al. 2022, https://doi.org/10.3390/nu14235115
Banach et al. 2022, https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2089625 
Van Bokhorst-van de Veen et al. Microorganisms relevant for safety and spoilage of mycoprotein under different thermal treatments and packaging conditions, and flavor changes as a result of those treatments; bij een wetenschappeljik tijdschrift ingediend artikel.