Flanders FOOD projecten worden voor 80 % ge subsidieerd. Participerende bedrijven betalen samen slechts 20% van de projectkosten

Oproep 2009 Flanders‟ FOOD projecten

Overzicht pre-proposals

Flanders’ FOOD projecten Oproep 2009

Projectvoorstellen – pre-proposals Juli 2009

Recentste aanpassingen op 1 september 2009 Met de steun van de Vlaamse Regering

1 │ 119



FLANDERS’ FOOD PROJECTEN – OPROEP 2009 OVERZICHT PRE-PROPOSALS

INLEIDING Flanders‟ FOOD start met nieuwe projecten binnen het thema “Voeding van morgen: kwaliteitsvol, evenwichtig en lekker”. In deze projecten doen kennisinstellingen onderzoek op vraag van een groep bedrijven.Vlaamse universiteiten of hogescholen hebben in dit kader in april 64 onderzoeksprojecten ingediend. Van deze 64 projecten, hebben 33 onderzoeks voorstellen de volgende ronde bereikt. De ge selecteerde voorstellen kan u in dit document vinden. Eén van de criteria voor de goedkeuring van de Flanders‟ FOOD projecten is de deelname van minimaal 5 bedrijven (waarvan minstens de helft KMO) aan een project. Indien u geïnteresseerd bent in één of meerdere van deze projecten, kan u gedurende de zomermaanden uw intentie om deel te nemen aan het project kenbaar maken. Per project waaraan u wenst deel te nemen, dient u een intentieverklaring te ondertekenen (en op te sturen). Flanders‟ FOOD projecten worden voor 80 % ge subsidieerd. Participerende bedrijven betalen samen slechts 20% van de projectkosten. De finale project voorstellen (inclusief int entieverklaringen van de bedrijven) worden door de kennisinstellingen ingediend tegen 8 september. Het is dus van groot belang om uw intentieverklaring door te geven vóór die datum, en liefst tegen uiterlijk 3 september! Voor meer info omtrent het verdere verloop van de projectselectie, verwijzen we naar het document „praktische informatie voor bedrijven‟ en www.flanders foodprojecten.com

U WIL DEELNEMEN In dit document wordt elk van de 33 voorstellen toegelicht. Per voorstel vindt u ook de geschatte projectbijdrage. Door op de titel in de inhoudsopgave te k likk en, k omt u automatisch bij deze informatie terecht. Indien u uw deelname aan een project wenst te bevestigen, k an dat via www.flandersfoodprojecten.com/deelname

De pr oje ct inhoud: u be paalt me e ! De kennisinstellingen formuleerden hun project voorstellen (pre-proposal – i.e. de inhoud die u hieronder per project terugvindt ) op basis van de noden van de voedingsindustrie. U, als bedrijf, kan nog altijd input geven aan de kennisinstellingen om de projectinhoud verder op uw noden af te stemmen . U neemt hiervoor best contact op met de aanvragende kennisinstelling (coördinaten worden per project voorstel vermeld). Sommige kennisinstellingen voorzien vergaderingen met de bedrijven om de inhoud van hun voorstel te bespreken. Per mail houden we u op de hoogte van deze vergaderingen.

Int e nt ie ver klar ing? Per project waaraan u wenst deel te nemen, dient u een intentieverklaring te ondertekenen (en op te sturen naar de betreffende kennisinstelling). Deze intentie houdt in dat u bereid bent om – onder de voorwaarden die in de intentieverklaring aangehaald worden – deel te nemen aan het project.

2 │ 119



Een intentieverklaring bevat ondermeer een inschatting van de jaarlijkse projectbijdrage (zie verder in dit document). Flanders‟ FOOD projecten worden voor 80 % ge subsi dieerd. Participerende bedrijven betalen samen slechts 20% van de projectkosten via de projectbijdrage. Flanders‟ FOOD heeft per project een inschatting gemaakt van de projectbijdragen. De werkelijke projectbijdrage is afhankelijk van het finale projectbudget, het aant al deelnemende bedrijven en de grootte van de deelnemende bedrijven. U k an de intentieverk laring per project downloaden via www.flandersfoodprojecten.com/deelname Deze intentieverklaring(en) dient u tegen 3 september aan de bet reffende kennisinstelling door te geven.

MEER INFO? Voor meer informatie kan u steeds terecht bij: Flanders‟ FOOD Dhr. Erwin Lamot Kunstlaan 43, 1040 Brussel, +32 2 788 43 64 erwin.lamot @flandersfood.com www.flanders food.com of www. flandersfoodprojecten.com

3 │ 119



INHOUDSOPGAVE – OVERZICHT PROJECTVOORSTELLEN

D EEG S YSTEMEN

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder an dere rubrieken. 1. Nieuwe meetmethoden en afgeleide parameters voor de bepaling van deegstructuur en hun relatie tot de kwalit eit van het bak product...............................7 3. Innoverende fermentatiestrategieën van granen met het oog op nieuwe productieproc essen en producten (INNOCEREAL) .............................................10 4-5 Invloed van procescondities en niet-bloem-ingrediënt en op de koekjesbeet Impact van fysische eigenschappen van suiker, vet en water op de koekjesbeet (Mobikoek + Koekjesbeet ) ..............................................................................................................................................................................................13 6. Het kristallisatiegedrag van vet en suiker in cakesystemen (Kriscake) ............................................................................................................................17 7. Effect van lipiden, suiker, zout en hun samenspel op glutengedrag en productkwaliteit (LIZOGLU) ..................................................................................21 8. Invloed van bloemveroudering en bloemconstituenten op bakkwaliteit (bloemfunctionaliteit) ............................................................................................25 9. Impact van puroïndolines op de organoleptische eigenschappen van de koekjesbeet. (Purofun) .....................................................................................29 10. Houdbaarheid van brood (S helflife) ............................................................................................................................................................................33

WIJZ IG EN VETZ UUR S AME NS TELLING

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder an dere rubrieken. 12. Technologisch en innovatief onderz oek voor een natuurlijke aanrijking van poly-onverzadigde vetzuren in de melk door exploitatie van PPO activiteit van rode klaver (RedProtex )..................................................................................................................................................................................................37 15. Een snelle evaluatie van de vetzuursamenstelling van voedingsmiddelen (FA -profile) ...................................................................................................40

VLEES EN VLEES WAR EN

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder ander e rubrieken. 18. Vet- én zout reductie in vleesproducten (Claimmeat)....................................................................................................................................................44 19. Clean label producten (cleanmeats) ...........................................................................................................................................................................48

4 │ 119



20. Natriumreductie/ vervanging in gedroogde zouterijwaren (redusalt) ...............................................................................................................................52 21. Invloed van oxidatie van spierweefseleiwitten bij de verwerking ...................................................................................................................................55 22. Innovatieve voederadditieven voor reductie van Salmonella contaminatie van varkens vlees – II ....................................................................................58 22 bis. Optimalisering van de kleurperceptie van vlees en vlees waren (opticolour) .............................................................................................................62

OX ID ATIE

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder an dere rubrieken. 23+24+ 25. Oxidatieve stabiliteit van levensmiddelen (oxidatie) .........................................................................................................................................65

CH EMIS CH E CONTAMINAN TEN

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder andere rubrieken. 26 + 27 Ont wikkeling van een gebruiks vriendelijke toolbox voor de beheersing van zware metaalconcentraties in gro enten geteeld in Vlaanderen (vegtool) ..69

ALLER G ENEN

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder andere rubrieken. 29. Modellering en risico-evaluatie van versleping van voedselallergenen in gesloten productiesystemen (allmod) ...............................................................72 31. Allergeendet ectie voor de levensmiddelenindustrie (fast).............................................................................................................................................74

MICR OB IOLOG IE

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder an dere rubrieken. 34. Restzuurstof beïnvloedt in belangrijke mate de uitgroei van microbiële bedervers en pathogenen in levensmiddelen ......................................................77 35. Relatie tussen kiemget allen en sensorische kwaliteit van levensmiddelen ....................................................................................................................80 36. Invloed van de combinatie van milde verhitting en andere levensmiddeleigen conserveringsparameters op het gedrag van psyc hotrofe, sporenvormende bederfveroorzakende bacteriën in levensmiddelen (MILDHEA T) .......................................................................................................................................83 38. Validatiestudie van nat uurlijke antimicrobiële en anti-Listeria producten in voedingsmiddelen (vanimal) ........................................................................88

5 │ 119



41. Praktijkrichtlijnen voor reiniging en desinfectie in levensmiddelenbedrijven (decont foodindust) ......................................................................................92 42. E valuatie van luc htbehandelingssytemen in productie- en geconditioneerde ruimten van de levensmiddelenindustrie (opticleanair) .................................94

PR OCES S ING

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder andere rubrieken. 43. Optimalisatie van microgolft echnologie voor processing van voedingsmiddelen (microwavefood) ..................................................................................97

EVENWICH TIG E VOED ING & F UNCTIONELE ING R ED IENTEN

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder an dere rubrieken. 54. Nieuwe bronnen van gezonde lipiden (lipid)................................................................................................................................................................99

VER PAK K ING

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder andere rubrieken. 58. Kennis verbreding in gaspermeabiliteit en het effect van thermovormen op zuurstofpermeabiliteit! (pk4u2) .................................................................... 102

CH OCOLAD E EN Z OETWAR EN

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder an dere rubrieken. 59. Effecten van samenstelling en processing op het voorkomen van chocolade vet bloem (fatbloom) ................................................................................ 107 60. Verlengen van de houdbaarheid van zoetwarenproducten (sweetshelf)...................................................................................................................... 110

CLEAN LAB EL S AUZ EN E N D ESS ER TS

Opgelet: De projecten zijn gegroepeerd volgens rubrieken. Het kan zijn dat voor uw bedrijf/sector ook projecten vermeld staan onder andere rubrieken. 61. Clean label alternatieven voor gemodificeerd zetmeel in saussystemen (sauc) ........................................................................................................... 113 62. Zetmeelfunctionaliteit (combistarch) ......................................................................................................................................................................... 116

6 │ 119



1 . N I EUW E M EE TM ET HOD EN EN AFG EL E ID E PA RAM E TE RS V OO R DE BE PAL IN G V AN DEE GS TR UC TU U R EN H UN R EL AT IE TO T D E KWAL I TE IT V AN HE T BA KPRO DUC T .

G EG EVENS AANVR AG ER S / UITVOERD ER S

Kennisinstelling Onderzoeksgroep Cont actpersoon

Katholieke Universiteit Leuven Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren (MeBioS) Naam: Bart De Ketelaere e-mail: [email protected] tel: +32 (0)16 32 85 93

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Bij de bereiding van bakproducten (bv. brood, koekjes, croissants, …) zijn slechts een gering aantal ingrediënten noodzakelijk. Desalniettemin s pelen zich tijdens de bereiding complexe (bio-) chemische en fysische proc essen af. Diepgaand onderz oek aan het Laborat orium voor Levensmiddelenchemie & Biochemie (Prof. Delcour) heeft reeds een aantal van deze processen in kaart gebracht, en daaruit blijkt reeds de invloed van verschillende parameters zoals bijvoorbeeld suikergehalte (opgeloste suiker, suikerstructuur) en hoeveelheid water. Uit datzelfde onderzoek blijkt ook dat die processen sterk worden beïnvloed door de rec eptuur en de fysische eigenschappen van de ingrediënten. De onvermijdelijke biologische variabiliteit van de ingrediënten maakt dan ook dat het vaak moeilijk is een constante, hoge kwaliteit te garanderen van het eindproduct. Uitgaande van deze probleemstelling wordt in het voorgestelde onderzoek getrac ht methodieken te ontwikkelen voor een snelle bepaling van de meest belangrijk e parameters. Dit laat niet enkel toe een beter inzicht te verwerven in de c omplex e processen, maar moet bedrijven ook toelat en snel wijzigingen in grondstoffen te detecteren en, waar nodig, processen bij te sturen teneinde de kwaliteit van het bakproduct te optimaliseren. Inhoud voorgesteld onderzoek Het voorgestelde onderzoek heeft t ot doel de k waliteit van bakproducten te verhogen / bewaken. Deze doelstelling zal nagestreefd worden in drie werkpakketten (WP‟s). Elk werk pakket op zich heeft reeds een industriële meerwaarde en kan los van de andere werk pakketten gebruikt worden. De combinatie van de drie werkpakketten maakt dat het hele bereidingsprocédé kan opgevolgd, bijgestuurd en geoptimaliseerd worden. Hieronder worden de drie werkpakketten kort toegelicht, alsook de concrete te verwachten resultaten. Werkpakket 1: Sensortechnologie voor een snelle bepaling van deegeigenschappen (‘fingerprinting’). Beschrijving tak en: In dit WP worden recent ontwikkelde sensortechnologiën geoptimaliseerd om het mogelijk te maken een snelle “fingerprint” te nemen van het deeg. Deze fingerprint, die op een snelle en contactloze manier wordt bek omen, geeft een globaal beeld van de fysische en chemische eigenschappen van het onderzoc hte deeg. Als fingerprinting technieken worden Spatially Resolved S pectroscopy (SRS ), zowel in het zichtbare als nabij infrarood gedeelte van het electromagnetische spectrum, en een in -house ont wikkelde sensor voor karakterisatie van de structuur van semi -vaste voeding naar voor geschoven. Deze fingerprints worden in dit WP gebruikt om de k waliteit van het deeg te kwantificeren (vochtgehalt e, structuur, vetgehalte, …). Speciale aandacht wordt besteed aan modellen die robuust zijn voor biologische variabiliteit, daar dit vaak een struikelblok is in voedingstoepassingen. De snelle en contactloze manier van met en laat tevens toe de k waliteit van het deeg te monit oren in functie van de tijd. Dit kan bijvoorbeeld voor de opvolging van de deegrust (laat toe de exacte duur van deegrust te optimaliseren afhankelijk van het gebruikte bas isproduct), of tijdens het bakproces zelf. Tevens kan de fingerprint rechtstreeks gebruikt worden om de kwaliteit van het bakproduct te bepalen (zie WP 3). Een best practice guide wordt opgesteld. Voor het

7 │ 119



bekomen van voldoende varieteit in stalen zal samengewerkt worden met het Laboratorium voor Levensmiddelenchemie & Biochemie (Prof. Delc our). Conc rete result aten: Geoptimaliseerde, industrieel inzetbare sensoren voor deegkarakterisatie. Best practice guide voor optimaal gebruik van de opgebouwde k ennis en technologie. Werkpakket 2: Sensortechnologie voor een snelle bepaling van de kwaliteit van het bakproduct. Beschrijving tak en: In dit WP worden sensoren geoptimaliseerd voor de nauwkeurige bepaling van de kwaliteit van het bakproduct (bv. beet, vorm, volume, oppervlaktestructuur, …). Speciale aandacht wordt gegeven aan (1) een snelle volumemeting; (2) een nauwkeurige beschrijving van de oppervlaktestructuur en (3) een nauwkeurige textuurbepaling. Voor de volumemeting zal gebruik gemaakt worden van een commerciële 3D camera (Sick Ruler). Tevens zal dez e camera gebruikt worden voor de beschrijving van de oppervlaktestructuur (aanwezigheid barsten, ruwheid, …). Hiertoe worden de verstrooiingspatronen van het laserlicht dat in deze sensor gebruikt wordt geanalyseerd. Voor de bepaling van de textuur van het bakproduct, met s peciale aandacht voor koekjes, zal tijdens de klassieke driepuntstesten de akoestische emissie worden opgemeten en geanalyseerd. Dergelijke akoestische add -on voor breektesten zijn reeds op de markt, doch de relatie tussen dit akoestisch signaal en „beet‟ is nog onvoldoende onderzocht. E en best practice guide wordt opgesteld. Voor het bekomen van voldoende variet eit in stalen zal samengewerkt worden met het Laboratorium voor Levensmiddelenchemie & Biochemie (Prof. Delcour). Conc rete result aten: Geoptimaliseerde, industrieel inzetbare sensoren voor deegkarakterisatie. Best practice guide voor optimaal gebruik van de opgebouwde kennis en technologie. Werkpakket 3: Kwaliteitsvoorspellende modellen. Beschrijving tak en: In WP 1 werden technologiën ontwikkeld voor een snelle karakterisatie van deeg. Langs de andere kant werd in WP 2 gefocust op een nauwkeurige bepaling van de kwaliteit van het eindproduct. In dit WP worden beide WP‟s gekoppeld door de fingerprints van het deeg rechtstreeks te koppelen aan de kwaliteit van het eindproduct. Belangrijk aspect hierbij is robuustheid tegen biologische variabiliteit. Conc rete resultaten: Een totaaloplossing voor kwaliteits voorspelling van het eindproduct, bestaande uit sensoren, modellen en een best practice guide. Hiermee moeten de bedrijven op het einde van het poject aan de slag kunnen om hun eigen case te optimaliseren. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Snelle, niet-destructieve en nauwkeurige sens oren voor de kwalit eitsbepaling van deeg- en eindproduct; Kwaliteits voorspellend model voor eindproduct uitgaand van deegkarakterisatie; Best practice guide voor het gebruik van de ontwikkelde technologie. Doelgroepbedrijven Bedrijven actief in de vervaardiging van bakproducten (brood, viennoiserie, sugar snaps/koekjes) vormen de doelgroep van het project. Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: 203725 Euro Personeelsbezetting: 1 VTE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) Binnen het Department Biosystemen van de Katholieke Universiteit Leuven onderzoekt de divisie MeBioS (Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren) de interactie tussen biologische systemen en fysische processen. De nadruk ligt op het opmeten van eigenschappen van biomaterialen en proces variabelen, het analyseren van de opgemeten signalen en daaruit voort vloeiend proces design en controle. Het multidisciplinaire onderzoeksteam heeft op dit vlak een wereldwijde reputatie uitgebouwd, wat ondermeer k an afgeleid worden uit de organisatie van het grootste Europees congres rond

8 │ 119



Agricultural Engineering (AgE ng'04, September 2004) en een belangrijk modelleringcongres voor de voedingsketen (MODEL-IT, Mei 2005). Betreffende de ont wikkeling van intelligente algoritmen om agro-voedingsprocessen te monitoren, participeerde en coördineerde MeBioS verschillende Europese projecten, zoals ARTIS T (IN20670I), SOQUE TE C (BRP R980684), ASTEQ (FA IR973516), OP TIDIS (PL1280), FOODTE XTURE (IPS 42118) en EGGDEFE NCE (QLK 5-CT-2001-01606) MeBioS participeert momenteel in het Europese RES CAPE project (FOOD-CT-2006-036018) dat on-line kwaliteitscontrole in de eierindustrie beoogt. Ook op het vlak van technologie transfer heeft MeBioS een ruime ervaring. Deze ervaring heeft ertoe geleid dat MeBioS, als enige afdeling binnen de K.U.Leuven, 3 vaste postdoctorale onderzoekers in dienst heeft om dit valorisatietraject te ondersteunen (gefinancieerd door het Industrieel Onderzoeks Fonds, IOF). Het onderzoek naar niet destructieve sensoren en bijhorende data anlyse heeft geleid tot het commercialiseren van een niet destructieve sensor voor hardheidsbepaling van groent en en fruit (AFS – A weta Firmness Sens or) en een NIR gebaseerde sensor om on line interne groenten- en fruitkwaliteit te bepalen (IQA – Internal Quality Analyzer). De commercialisatie wordt gedaan door het bedrijf AWETA (www.aweta.com), wereldspeler op het vlak van sorteerlijnen voor fruit en groenten. Ook met Case New Holland (CNH) en LHAgro worden bij MeBioS ont wikkelde sensortechnologiën gecommercialiseerd. Dergelijke samenwerking was enkel mogelijk door een goed gebalanc eerde valorisatie strategie en, indien nodig, een afdoende bescherming van de intellectuele eigendom. In de laatste 10 jaar werden door MeBioS 15 patenten ingediend, waarvan ongeveer de helft moment eel is goedgek eurd. Voor meer informatie kunt u terecht op: http://www.biw.kuleuven.be/mebios/index.html.

PR OJECTB IJD R AG E B ED R IJVEN

U kan de intentieverklaring per project downloaden via www.flandersfoodprojecten.com/deelname Het project wordt financieel ondersteund door de deelnemende bedrijven; zij staan samen in voor 20% van de projectkosten. Flanders‟ FOOD neemt de overige 80 % voor zijn rekening. De werkelijke jaarlijkse projectbijdrage per bedrijf is afhankelijk van het totaal aantal werk nemers van het bedrijf maar ook van het finale projectbudget, het totaal aantal deelnemende bedrijven en de grootte van deze bedrijven. Onderstaande tabel geeft de jaarlijkse geschatte projectbijdrage per deelnemend bedrijf weer. Deze geschatte projectbijdrage berust op het voorgestelde projectbudget en het aantal en de grootte van de geïnteresseerde bedrijven.

Aantal werknemers*

Geschatte projectbijdrage (per jaar, in Euro, exclusief BTW) < 50 1000 51-100 1500 101-150 2000 151-200 2500 201-250 3000 > 250 4000 * aantal werk nemers van de grootste juridische entiteit die toegang zal hebben tot de resultaten van het project

Indien de werkelijke projectbijdrage 50% hoger ligt dan de geschatte projectbijdrage, kan een bedrijf zijn deelname herevalueren, en eventueel afzien van deelname aan het project.

9 │ 119



3 . IN N OVER EN DE F ER MEN TAT I EST RA TE GI EËN V AN GRAN EN ME T H ET OO G OP N IE UWE PROD UCT IE PROC ESS EN EN P ROD UCT EN (IN N OC ER EAL )



Vrije Universiteit Brussel Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie Naam: Luc De Vuyst e-mail: [email protected] tel: 02/6293245

Mede – uit voerder(s) INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling De toepassing van al dan niet gecontroleerde graanfermentatie kent een belangrijke opmars, niet alleen omwille van het gez ond imago van gefermenteerde graanproducten maar tevens voor de projectbijdrage in de nut ritionele, organoleptische (textuur, aroma en smaak) en andere functionele eigenschappen van de eindproducten, hetgeen een toegevoegde waarde biedt voor de producent en consument (verbeterde producteigenschappen, verhoogde natuurlijke waarde door E-nummervrij t e kunnen werken, enz.). De productie van gefermenteerde graanproducten is afhankelijk van gisten en veelal ook van melkzuurbacteriën. Dit is zo in het bijzonder voor zuurdesemgebaseerde producten met artisanaal karakter, waar melkzuurbacteriën in het product gebrac ht worden door een voor de industrie tijdrovende terugfermentatie (traditioneel, spontaan proces). Het kan echter ook sneller aan de hand van starterculturen of gedroogde zuur- en/of aromadragende zuurdesems, die op hun beurt ook via starterculturen worden geproduceerd. Deze handelswijze zorgt voor een verhoogde procescontrole, maar veelal ook voor een gemis aan bepaalde nut ritionele en/of kwaliteitseigenschappen. Dit is ondermeer te wijten aan een gebrekkig inzicht in de fysiologische en metabolische karakteristieken van de betrokken of t oegepaste micro-organismen en de afstemming hiervan op de toegepaste fermentatietechnologie. Deze limitaties belangen bedrijven aan die actief zijn in de productie van bloem, zuurdesem en gefermenteerde granen, alsook hiervan afgeleide bakkerijproducten [niet alleen (artisanale) broden, baguettes, croissants, enz. maar ook bijvoorbeeld pizza, koekjes, enz.]. Hiervoor is het cruciaal dat het productieproces, steunend op de fermentatie van graangebaseerde grondstoffen en de directe link met de uiteindelijke productkwaliteit, beter wordt begrepen. Het begrijpen van het gedrag van melkzuurbacteriën in een graanomgeving, die naast de gisten in het deeg actief zijn en zorgen voor de verzuring en de generatie van allerlei smaak-, aroma- en andere functionele componenten, staan hierbij centraal. Geselecteerde melkzuurbacteriestammen kunnen ingezet worden als „functionele‟ startercultuur in gerichte fermentatieproc essen ter productie van specifieke eindproducten. Functionele starterculturen zijn starterculturen die in situ een extra, gewenste, functionele eigenschap t ot expressie brengen, naast de klassieke verz uring van de natuurlijke grondstof. Een beter begrip impliceert verder een betere sturing van het proces, wat zowel de innovatiemogelijkheden als de algemene procesefficiëntie ten goede komt. Het productieproces van „speciale‟ broden, gebaseerd op zuurdesemfermentatie, kan worden gelinkt aan een productieketen gaande van bloemmolens, over zuurdesemproducenten en toeleveranciers van ingrediënten (inclusief starterculturen) tot (industriële) bakkerijbedrijven. Inhoud voorgesteld onderzoek In samenwerking met maalderijen en bakkerijen z ullen de nodige inzichten bekomen worden in de sturing van graanfermentaties naar specifieke eindproducten toe door in te spelen op technologische factoren, met name intrinsieke en extrinsieke factoren - inclusief de te gebruiken startercultuur -, van het graanfermentatieproces. Dit omvat vooreerst het gebruik van verscheidene bloemtypes en –fracties (tarwe, rogge, spelt, remoulage, zemelen, rijst, steengemalen bloem, …), aangeleverd door de bloemmolens betrokken bij dit project en waarbij de parameters als asgehalte en nut ritionele samenstelling door hen bepaald werden, en/of innovatieve ingrediënten, in het bijzonder gluten-vrije grondstoffen en andere ingrediënten 10 │ 119



zoals zaden, in functie van de toeleverende bedrijven. Verder zullen veranderingen in gebruikelijke procesparameters, zoals aangewende temperatuur, zuurtegraad, redoxpotentiaal, deegopbrengst en verversings- en rusttijden (spont ane proc essen) en fermentatieduur en – omstandigheden (gecontroleerde processen) worden onderzocht. Verschillende van de hierboven genoemde fermentaties moeten aanleiding kunnen geven tot de selectie van specifieke, functionele melkzuurbacteriestartercult uren. Tijds planning: - Spontane zuurdesemfermentatieproc essen in functie van bloemtype en -fractie, temperatuur en pH, redoxpotentiaal, deegopbrengst, verversings - en rusttijden, fermentatieduur en omstandigheden (jaar 1) - Implementatie van geselecteerde functionele melkzuurbacteriestarterculturen onder bepaalde door de bedrijven aan te geven procescondities (jaar 2) - Nieuwe producten en processen, in functie van de noden van de bedrijven (jaar 3 en 4) Verwachte resultaten en toegevoegde wa arde voor de bedrijven De doelgroep omvat de bloemmolens, zuurdesemproducent en, biscuiteries en ontbijtgranenproducenten, toeleveranciers van ingrediënten en (industriële) bakkerijbedrijven. De uitdaging bestaat erin nieuwe z uurdesems en op zuurdesem gebaseerde geferment eerde graanproducten te produceren onder nieuwe omgevingscondities (andere ingrediënten, procesparameters, processtappen, enz.) teneinde valabele, prijsgunstige alternatieven te bieden voor bestaande producten en functionele ingrediënten. Om dit te kunnen verwezenlijken moet begrepen worden welke procesparameters de microbiële soortdiversiteit, activiteit, functionaliteit en stabiliteit van graanfermentaties bepalen. Valorisatie van de onderzoeksresultaten zal dan ook gericht zijn op de ont wikkeling van originele productiemet hoden en gefermenteerde graanproducten met innovatieve aspecten (o.a. nieuwe, ongebruikelijke ingrediënten) en/of met een verhoogd artisanaal karakter (o.a. smaak en textuur) of gezondheidsprofiel (o.a. in situ productie van nutritënten of additieven), waar in de markt een duidelijk verhoogde vraag naar bestaat, door toepassing van unieke functionele starterculturen van melkzuurbacteriën. Doelgroepbedrijven De doelgroep omvat de bloemmolens, zuurdesemproducent en, biscuiteries en ontbijtgranenproducenten, toeleveranciers van ingrediënten en (industriële) bakkerijbedrijven. Projectbudget Inschatting projectbudget: (bedrag) 360.567 Euro Personeelsbezetting: (aantal) 1 VTE Voorziene duur: 4 (aantal) jaar Uit voerder(s) De Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiot echnologie (Vrije Universiteit Brussel) is een wereldwijde speler op het gebied van industrieel voedingsbiotechnologieonderzoek en een excellente partner voor de voedingsindustrie, wat gedocumenteerd wordt door de vele onderzoeksprojecten (GOA, FWO, IWT-SBO, IW T-R&D, enz.), industriële samenwerkings verbanden (Imperial Meat Products, Barry Callebaut, Yakult, Orafti, enz.), kennisoverdrachtinitiatieven (verscheidene succes volle internationale symposia en conferenties in België en daarbuiten, technische workshops, tentoonstellingen, enz.) en technologietrans ferpotentieel (ondersteund door een IOF-project). De onderzoeksgroep beschikt over een uitgebreide, moderne onderz oeksinfrastructuur, gaande van basisuitrusting voor microbiologie en moleculaire biologie, over computergecontrol eerde fermentoren tot en met een state-of-the-art analyseplat form dat is opgebouwd uit verscheidene chromatografische en massaspectromet rische apparaten. De onderzoeksgroep verwezenlijkte in de voorbije 15 jaar 142 internationale publicaties met peer -review, 27 hoofdstukken in boeken, 3 boeken, 65 masterproeven, 15 doctoraten (12 doctoraten zijn momenteel in voorbereiding), meer dan 275 mondelinge mededelingen wereldwijd en meer dan 2000 citaties van het geleverde werk. Verder bezit de onderzoeksgroep zes patent en en beschikt tevens over een portfolio aan interessante functionele starterculturen, on dersteund door expertise en bewijs omtrent hun 11 │ 119



kinetica, performantie, afhankelijkheid van procescondities, enz. Onderzoeksresultaten worden vertaald in praktische toepassingen door het opstart en van validatie-initiatieven aan de hand van challengetesten, proeven op pilootschaal en het afsluiten van licentie-overeenkomsten, in samenwerking met geïnt eresseerde industriële partners, door een ervaren business developer. Cont ractanalysen worden uitgevoerd voor diverse bedrijven, inclusief KMO‟s.



Aantal werknemers*



12 │ 119



4 -5 IN VL OED VAN PROCESCO N D I TI ES EN N I ET- BL OE M-IN GR ED IËN T EN OP DE KOEK JES BE ET IMPAC T V AN FYSISC HE E IG EN SCHAP PEN V AN SUI KE R, V E T EN WATE R OP DE KO EKJ ES BE ET (MO BI KOEK + KO EK JES BE E T)



Mede – uit voerder(s)

Katholieke Universiteit Leuven Laboratorium voor levensmiddelenchemie en -biochemie Jan Delcour Professor Gewoon Hoogleraar 016 32 16 34 016 32 19 97 [email protected] Katholieke Universiteit Leuven ; Laboratorium voor levensmiddelenchemie en -biochemie ; Bert Lagrain

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Koekjes (type speculoos) worden gekenmerkt door een laag vocht gehalte en een hoog suikeren vetgehalte. Door hun laag vochtgehalte zijn ze relatief lang (microbieel) stabiel. De belangrijkste kwaliteitskenmerken van dergelijke koekjes zijn de dimensies, de oppervlakte structuur en de beet. In tegenstelling tot de dimensies (hoogt e, breedte) en de oppervlaktestructuur, is er vandaag geen eenduidige omschrijving van het begrip „koekjesbeet‟. Daarnaast is de relatie tussen de instrumentele parameters (breeksterkte, akoestische analyse) en de sensorische perceptie niet altijd duidelijk. De koekjesbeet wordt enerzijds beïnvloed door de receptuur (het suiker-, vet - en vochtgehalt e, bloemtype, …), en anderzijds door een aantal minder goed begrepen factoren (het gebruik van verschillende suikers, de ovencondities, de afkoelcondities en de graad van herkristallisatie van sucrose en vet). Verder k wam uit de huidige Flanders‟ FOOD projecten het belang van de systeemmobiliteit voor de finale koekjeskwaliteit naar voren. De mobiliteit wordt beïnvloed door onder meer het deegvochtgehalte, maar ook door de hoeveelheid opgeloste suiker en afgesmolten vet en beïnvloedt zelf het fysisch/chemisch voorkomen van de verschillende deegcomponenten. Ook tijdens de bewaring van dergelijke systemen kunnen wijzigingen optreden die vooral de eeteigenschappen beïnvloeden. Toch blijft de impact van enerzijds gewijzigde fysische eigenschappen van de deegcomponenten en het belang van de systeemmobiliteit (tijdens de k oekjesbereiding: deeg -, bak- en afk oelfase) op deze eigenschappen en op de uiteindelijke koekjeskwaliteit een weinig bestudeerd gegeven. Inhoud voorgesteld onderzoek Het werkplan bevat volgende werkpakketten:

WP1. Optimalisatie en evaluatie van de koekjesbereidingsprocedure en bepaling van de ‘koekjesbeet’ op laboschaal Deelpakket 1.1: Optimali sati e van de koekjesbereidingsprocedure op laboschaal Voor een standaardkoekjesbereidingsprocedure wordt voorgesteld de huidige bestaande modelreceptuur uit FFP2 en FFP 5 (vet- en suikerreductie), mits eventuele kleine aanpassingen, als vertrekpunt te nemen. Deelpakket 1.2: Evaluatie van de koekjesbeet aan de hand van sensori sche analyses Met behulp van een s ensorisch panel en de input van de industriële partners wordt getracht tot een omschrijving van het begrip „k oekjesbeet‟ te komen. Hiervoor wordt een panel samengesteld met, bij voorkeur, leden uit alle deelnemers van het consortium om tot een uniforme en beschrijvende definitie van de koekjeseeteigenschappen te komen. 13 │ 119



Deelpakket 1.3: Evaluatie van de instrum entele analyses voor de bepaling van de deegeigenschappen en de koekjesbeet De deegeigenschappen die in voorafgaande Flanders‟ FOOD projecten succesvol gemeten werden door het Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie (LMCB ) zijn het deeggewicht (dichtheid), de deeghardheid, de deegelasticiteit en de deegkleverigheid. V oor de bepaling van deegeigenschappen kan verder een beroep gedaan worden op een samenwerking met de afdeling MeBioS van het depart ement Biosystemen van de Katholieke Universiteit Leuven. Op basis van een „Foodtexture Puff Device‟ kunnen een aantal crucial e deegeigenschappen bepaald worden. Daarnaast beschikt het LMCB reeds over de mogelijkheid om het vloeigedrag tijdens de bakfas e (time-lapse) op te volgen. Voor de koekjeskwalit eit kan gebruik gemaakt worden van de driepuntsbreektest en microfocus-computertomografie, alsook van akoestische analyse (opnieuw i.s.m. MeBioS) ter bepaling van de eeteigenschappen. Deelpakket 1.4: Evaluatie van de instrum entele analyses voor de bepaling van de fysi sche eigenschappen van de verschillende deegcomponenten 1 De mobiliteit en van de waterige suikerfase en vet fase ( H-NMR) wordt onderzocht, net als het kristallisatiegedrag van suiker en vet (WA XD, SA XS – al dan niet bij Temperatuursprofiel, DS C) 1 en de water(her)verdeling ( H-NMR, NIR). Target 1: Beschikbaarheid van nieuwe k waliteitscriteria voor de evaluatie van k oek jes(deeg)

WP2. Impact van gewijzigde receptuureigenschappen op de koekjesbeet Deelpakket 2.1: Im pact van (gedeeltelijke) vervanging van sucrose door andere suikers, stropen Deelpakket 2.2: Impact van (gedeeltelijke) vervanging van vet door andere vetten/oliën Deelpakket 2.3: Impact van wijzigingen in het deegvochtgehalte Target 2: Kennis over de impact van het fysisch voork omen van belangrijk e deegingrediënten tijdens de verschillende fases (deeg, bak fase, eindproduct) van de k oek jesbereiding

WP3. Impact van gewijzigde procescondities op de koekjesbeet Deelpakket 3.1: Impact van de deegbereiding (deegrust, lamineren, …) Deelpakket 3.2: Impact van gewijzigde bakconditi es (T, t, oventype, …) Deelpakket 3.3: Impact van gewijzigde afkoelcondities (T, t, vocht, …) Deelpakket 3.4: Impact van gewijzigde bewaarconditi es (T, t, vocht, …) Target 3: Inzicht in de rol van gewijzigde procescondities op de k oek jesbeet

WP4. Correlatie-analyse van sensorische en instrumentele parameters met betrekking tot de deeg- en koekjeseigenschappen Deelpakket 4.1: Correlatie-analyse van instrumentele en sensori sche deeg- en koekjesparameters ter optimali satie van de eeteigenschappen Target 4: Inzicht in belangrijk e deeg- en k oek jesparameters als indicatie voor goede eeteigenschappen Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven De noden van de bedrijven kunnen in die mate voldaan worden dat het project leidt tot een verbeterde productkwaliteit van bestaande producten (o.a. de koekjesbeet). De valorisatie-opportuni teiten en toepassingen kunnen als volgt omschreven worden: Opstellen van een eenduidige definitie over koekjes beet en daarmee gerelat eerde parameters Inzicht in de rol van rec eptuur op de eeteigenschappen van koekjes o suikerherkristallisatie o vetherkristallisatie o water(herverdeling) Inzichten in de impact van gewijzigde procescondities (deegrust, opwarmen, afkoelen, bewaren) op de eeteigenschappen van koekjes Cont role van de finale koekjeskwaliteit door kennis van het fysisch voorkomen van belangrijke ingrediënten tijdens de verschillende fases van de koekjesbereiding Aanreiken van nieuwe technieken ter evaluatie van de deegparameters ter evaluatie van de koekjeskwaliteit (i.s.m MeBios) Inzichten in de relatie tussen deegparameters en koekjeskwaliteit (i.s.m. MeBios) De valorisatie lijkt relatief eenvoudig en omvat: 14 │ 119



„Fine-tunen’ van bestaande grondstoffen en processen t er verbetering van de koekjesbeet van bestaande producten Productontwikkeling en -differentiatie De kenni stransfer in de loop van het project zal op geregelde basis gebeuren via voorstelling van de experimentele data op een aantal ad hoc vergaderingen met de industriële partners. Doelgroepbedrijven De doelgroep van dit project voorstel omvat logischerwijs de koekjesproducenten. Verder is dit project zeker relevant voor de producenten van suiker en vet en bloemleveranciers. -

Projectbudget Inschatting projectbudget: 192210,20 Euro Personeelsbezetting: 1,2 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) De onderzoeksmissie van het laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie (LMCB) (http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm ) is het genereren van basisinzicht in reserveen fysiologisch actieve prot eïnen van granen, niet-zetmeelpolysachariden en zetmeel. Dit basisinzicht wordt toegepast in biot echnologische graangebaseerde processen om procesparameters, organoleptische kwaliteit en gezondheidsbevorderende effecten van de producten te verbeteren. Het LMCB voert bijgevolg hoofdzakelijk onderzoek uit op granen. Recent heeft het echter de strategische optie genomen de opgebouwde kennis rond reserveen fysiologisch actieve proteïnen en niet-zetmeelpolysachariden van granen uit te breiden naar legumineuzen. De onderzoeksgroep heeft de voorbije jaren expertise opgebouwd rond de functionaliteit van bloemconstituenten, suiker en vet in koekjessystemen in het doctoraal werk van Bram Pareyt (Factors governing the quality of sugar-snap cookies: functionality of wheat constituents, sugar and fat) en van Annelies Duy vejonck (E valuation of flour functionality for cereal based applications). Het LMCB beschikt over de nodige infrastructuur voor d e studie van kristallisatiegedrag en mobiliteit van suikers en vetten, en voor de koekjesbereiding en -evaluatie op laboschaal. Daarnaast bezit de Afdeling Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren (Bart De Ketelaere) voldoende expertise en infrastructuur vo or de „fingerprinting‟ van koekjesdegen en voor het uit voeren van een grondige statistische analyse op de data. Internationaal verricht(t)en diverse onderzoeksgroepen onderzoek naar de kwaliteit van koekjessystemen: R&R Researc h Services (dr. R. Carl Hoseney), Food Polymer Science Cons ultancy (drs. Louise Slade & Harry Levine). Van de kennis van beide groepen werd reeds in eerdere Flanders‟ FOOD gebruik gemaakt via consultancy sessie. De onderzoekseenheid maakt deel uit van LFoRCe (Leuven Food Science and N utrition Research Centre), dat de onderzoeks- en valorisatie-activit eiten van de K ULeuven inzake levensmiddelentechnologie, de relatie tussen voeding en gezondheid en de maatschappelijke aspecten in verband met voeding samenbrengt. Ook in het Met husalemprogramma „Food for the Fut ure‟ van de KULeuven is het aanreiken van innovatieve en wetenschappelijk onderbouwde conc epten voor onder meer de optimalisatie van graangebaseerde processen een centraal thema. De onderzoeksgroep is reeds sinds de oprichting van F landers‟ FOOD actief als kennisinstelling binnen verschillende projecten (vet -, suikeren zoutreductie, fysicochemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit) en heeft gedurende de voorbije jaren een goed contact opgebouwd met het Vlaams Technologisch Adviescentrum voor de Zoetwarenindustrie (VLA Z). Daarnaast onderhoudt het LMCB goede contacten met de A fdeling Mechanische Materiaalkunde (o.a. prof. Martine Wevers) en de afdeling Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren (MeBioS, o.a. dr. Bart De Ketelaere).

15 │ 119





Aantal werknemers*



16 │ 119



6 . HE T K RI STAL L ISA T IE GE DRA G VAN VET EN S UI KE R IN CAK ESY ST EM EN (K RIS CAKE ) G EG EVENS AANVR AG ER S / UITVOERD ER S



Katholieke Universiteit Leuven Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en –biochemie Jan Delcour Professor Gewoon Hoogleraar 016 32 16 34 016 32 19 97 [email protected] Katholieke Universiteit Leuven Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en –biochemie; Bert Lagrain

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Cakes zijn wegens de enorme variëteit in zowel bereidingsmethoden als receptuur moeilijk te classificeren. In dit onderzoek wordt voornamelijk rond “quatre quarts” cake gewerkt. Dit caketype wordt gekenmerkt door de ingrediënten bloem, suiker, ei en margarine die in een 1:1:1:1 verhouding gebruikt worden. In de verschillende stappen tijdens de cakebereiding ondergaan de aanwezige c omponenten complexe transformaties. Tijdens de proces voering verliezen suiker en vet hun kristallijne vorm. Gedurende het bakken treedt zowel proteïne-aggregatie als zetmeelverstijfseling op. Vervolgens worden tijdens afkoeling en/of bewaring van c akes opnieuw s uiker - en vetkristallen gevormd en treedt ook zetmeelretrogradatie op. De verschillende fysico-chemische transformaties die bij productie en bewaring optreden, resulteren in een verlies van de typische zachte caketextuur en zijn een functie van suikeren vet gehaltes in de receptuur. Naast de invloed van de receptuur, zijn er ook een aantal andere factoren (het gebruik van verschillende soorten margarine en/of suik ers, de ovencondities, de afkoelcondities) verant woordelijk voor c akekwaliteit en -veroudering. Zo zijn de eigenschappen van margarine sterk afhankelijk van de polymorfe vorm van de vetfractie. In cake is de β‟ -vorm het meest functioneel door zijn kleine kristalgrootte en dunne naaldvormige morfologie waardoor kleinere gascellen makkelijker vastgehouden kunnen worden. Inhoud voorgesteld onderzoek Dit project heeft als doel om meer inzicht te verwerven in de invloed van suikeren vetherkri stallisatie op de cakekwaliteit en – veroudering. Om het kristallisatiegedrag van 1 vet en suiker te onderzoeken worden technieken als DSC, H-NMR en X-stralendiffractie gebruikt tijdens het afkoelen en verouderen van cake. Deze res ultaten worden dan gerelateerd aan t extuurmetingen van cakekruim. Aanvullend kan de invloed van procescondities en suikeren margarine-eigenschappen op de cakekwaliteit en –veroudering van belang zijn. Werkpakket 1: Optimalisatie en evaluatie van de cakebereidingsprocedure De standaardreceptuur voor “quatre quarts” cake van de huidige Flanders‟ FOOD-projecten (FFP2, FFP 3 en FFP 5) k an gebruikt worden als uitgangspunt. E ventueel kan – na overleg met de bedrijven- ook geopteerd worden voor een ander type c ake. De gebruikte kwaliteitsparameters voor beslag zijn beslagdichtheid en –viscositeit. De beslagviscositeit wordt gemeten met de Rapid Visco A nalyser. Hierbij wordt een temperatuursprofiel gebruikt dat overeenstemt met de centrumtemperatuur in de cake tijdens bakken. Tijdens het bakproces worden foto‟s genomen om de cakehoogte op te volgen. Uit deze meting worden de parameters ovenrijs en instorting berekend. De uit eindelijke cakek waliteit wordt opgevolgd met gewic ht-, volume- en textuurmetingen. De kruimstructuur wordt onderzocht met beeldanalyse en micro-CT scanning.

17 │ 119



Werkpakket 2: Onderzoek van het afkoelproces van cake (2 uren) Gedurende het afkoelen van cake, draagt de vorming van een zetmeelgel, zoals blijkt uit de huidige Flanders‟ FOOD projecten, bij tot de initiële hardheid van de cake. Bovendien worden opnieuw suikeren vetkristallen gevormd. Over de tijdspanne voor deze kristalvorming en de projectbijdrage tot de caket extuur is tot hiertoe niet veel geweten. Het type en de hoeveelheid kristalvorming kan onderzocht worden met X-stralendiffractie. De caketextuur (hardheid en veerkrac ht) wordt onderzocht met de texture analyser, waarna relaties tussen het kristallisatiegedrag van vet en suiker en de caketextuur gezoc ht worden. Bovendien kan DSC gebruikt worden om verschillen in smeltenthalpie te onderzoeken en kan 1 ook H-NMR meer inzicht bieden in vet- en suikerherkristallisatie. Werkpakket 3: Onderzoek van het verouderingsproces van cake (2 weken) Tijdens bewaring op k amert emperat uur neemt de hardheid van cakekruim t oe gedurende ongeveer 5 weken. Analoog aan broodveroudering, wordt dit toegeschreven aan de combinatie van een intrinsieke verharding van het celwandmateriaal en een migratie van vocht van kruim naar korst. Men is het erover eens- zoals ook blijkt uit de huidige Flanders‟ FOOD-projectendat de zetmeelfractie retrogradatie vertoont. De amylopectineretrogradatie bereikt een maximum na 7 à 10 dagen. De macroscopische vochtmigratie van kruim naar korst zorgt voor verdere kruimverharding gedurende zo‟n 5 weken bij kamertemperatuur. Zodra een evenwichts vochtgehalte bereikt wordt, is er geen verder verlies van voc ht uit kruim. De weinige verouderingsstudies houden geen rekening met de mogelijke projectbijdrage van suikeren vetherkristallisatie tot het verharden van cakekruim. Hiervoor k an opnieuw gebruik gemaakt 1 worden van X-stralendiffractie, DS C en H-NMR om verbanden te zoeken t ussen suikeren vetherkristallisatie en caketextuur. Werkpakket 4: Impact van gewijzigde procesconditie s op cakekwaliteit en -veroudering Deelpakket 4.1: Impact van gewijzigde suikers/margarines Voor cakekwaliteit kan de polymorfe kristalvorm van margarine een belangrijke rol spelen. Vetten kunnen onder drie verschillende kristalvormen voork omen: de α -, β- en β‟-vorm. In cake is de β‟-vorm het meest functioneel door zijn kleine k ristalgrootte en dunne naaldvormige morfologie. Deze kristallen kunnen zich makkelijker schikken aan de luchtint erfase en zo kleinere gascellen vasthouden dan de grotere β-kristallen. Over hun rol in caket extuur en – veroudering is echter niet veel geweten. Bovendien kunnen verschillende soorten suikers eveneens verschillen in caketextuur en – veroudering induceren. Deelpakket 4.2: Impact van gewijzigde bak-/afkoel-/bewaarcondities Oven- en vochtcondities tijdens bakken k unnen aangepast worden om te invloed op cakekwaliteit en –veroudering te onderzoek en. Mogelijk kunnen ook afk oel- en bewaarcondities de suikeren vetherkristallisatie beïnvloeden. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Inzicht in de relatie t ussen vet- en suikerkristallisatie en cakekwaliteit en –veroudering betekent voor deze bedrijven zeker een meerwaarde. Voor suiker - en vetproducenten is de invloed van suikeren vetkristalvormen op de cakek waliteit belangrijk, terwijl het voor de cakeproducent „een must‟ is om de juiste grondstof te kennen voor een optimale productkwaliteit. Mogelijke toepassingen omvatten: Inzicht in het afkoel - en verouderingsproces van cake Relatie tussen suikeren vetherkristallisatie en caketextuur en -veroudering Inzichten in de impact van procescondities (bakcondities, afkoel-, en bewaarcondities) op cakekwaliteit en -veroudering Cont role van cakek waliteit door k ennis van het fysisch voorkomen van belangrijke ingrediënten tijdens de verschillende fasen van de cakebereiding

-

De uiteindelijke valorisatie in de bedrijven kan gezoc ht worden bij: Een juiste keuze van grondstoffen (suiker en vet ) voor de cakebereiding ter verbetering van de productkwaliteit Productontwikkeling en –differentiatie 18 │ 119


-


Ontwikkeling van verbetermiddelen voor verlenging van cakehoudbaarheid

Doelgroepbedrijven Dit project is vooral van belang voor cakeproducenten, suikeren vetproducenten en producenten van verbetermiddelen. Projectbudget Inschatting projectbudget: 192210,2 Euro Personeelsbezetting: 1.2 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) De onderzoeksmissie van het laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie (LMCB) (http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm ) is het genereren van basisinzicht in reserveen fysiologisch actieve prot eïnen van granen, niet-zetmeelpolysachariden en zetmeel. Dit basisinzicht wordt toegepast in biot echnologische graangebaseerde processen om procesparameters, organoleptische kwaliteit en gezondheidsbevorderende effecten van de producten te verbeteren. Het LMCB voert bijgevolg hoofdzakelijk onderzoek uit op granen. Recent heeft het echter de strategische optie genomen de opgebouwde kennis rond reserveen fysiologisch actieve proteïnen en niet-zetmeelpolysachariden van granen uit te breiden naar legumineuzen. De onderzoeksgroep heeft de voorbije jaren expertise opgebouwd rond de functionaliteit van bloemconstituenten, suiker en vet in cakesystemen in de huidige Flanders‟ Food projecten FFP2 „vetreductie en/of –vervanging‟,FFP3 „verlengen van de fysico-chemische houdbaarheid‟, FFP5 „suikerreductie en/of –vervanging‟ (2006-2009) en „evaluatie van de bloemfunctionaliteit voor graangebas eerde toepassingen‟ (2007 -2009). Het LMCB beschikt over de nodige infra structuur voor de studie van het kristallisatiegedrag van suikers en vetten, en voor de cakebereiding en -evaluatie op laboschaal. Internationaal verricht (t)en diverse onderzoeksgroepen onderzoek naar de k waliteit van cakesystemen: R&R Research S ervices (dr. R. Carl Hoseney), Food Polymer Science Cons ultancy (drs. Louise Slade & Harry Levine). Van de kennis van beide groepen werd reeds in eerdere Flanders‟ FOOD gebruik gemaakt via consultancy sessie. De onderzoekseenheid maakt deel uit van meerdere grote netwerken. Zo is het LMCB lid van LFoRCe (Leuven Food Science and Nutrition Research Centre), dat de onderzoeks - en valorisatie-activiteiten van de K ULeuven inzak e levensmiddelentechnologie, de relatie tussen voeding en gezondheid en de maatschappelijke aspecten in verband met voeding samenbrengt. Ook in het Methusalemprogramma „Food for the Future‟ van de KULeuven is het aanreiken van innovatieve en wetenschappelijk onderbouwde concepten voor onder meer de optimalisatie van graangebaseerde processen een centraal them a. De onderzoeksgroep is reeds sinds de oprichting van Flanders‟ FOOD actief als kennisinstelling binnen verschillende projecten (vet-, suikeren zout reductie, fysico-chemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit) en heeft gedurende de voorbije jaren een g oed contact opgebouwd met het Vlaams Technologisch Adviescentrum voor de Zoetwarenindustrie (V LA Z). Daarnaast onderhoudt het LMCB goede contacten met de Afdeling Mechanische Materiaalkunde (o.a. prof. Martine Wevers), de afdeling Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren (MeBioS, o.a. dr. Bart De Ketelaere) en de Afdeling Moleculaire en Nanomaterialen (prof. Bart Goderis).

19 │ 119





Aantal werknemers*



20 │ 119



7 . EFF EC T VAN L IP ID EN , SU IK ER , ZO U T EN H UN SA MEN S PEL OP GL U TEN GE DRA G EN PROD UCT KWAL I TE IT (L IZO GL U)




KULeuven Laboratium voor levensmiddelenchemie en -biochemie Prof. Jan Delcour [email protected] tel +32 16 321634 fax +32 16 321997 Katholieke Universiteit Leuven ; Laboratorium voor levensmiddelenchemie en -biochemie ; Bert Lagrain

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling De resultaten van FFP6 bevestigden de cons ensus in de literatuur dat zout, door zijn lading, een belangrijke invloed heeft op de oplosbaarheid en stabilisatie van (gluten)proteïnen en dat toevoeging van lage c oncent raties zout aan brood ondermeer kan leiden tot een groter broodvolume. In FFP 6 (alsook in de literatuur) werd gebruik gemaakt van een eenvoudige standaardreceptuur zonder toegevoegd suiker of vet. Nochtans wordt in veel recepten voor (rijk) brooddeeg gebruik gemaakt van vet en/of suiker. Hoewel reeds onderzoek gebe urd is naar het belang van suiker en vet in cake en koekjes (ondermeer in de projecten FFP 2 en 5), zijn slechts zeer weinig gegevens beschikbaar over de invloed van deze componenten op gluteneigenschappen in een (verrijkt) brooddeeg. Bovendien is het gezamenlijk effect van zout, suiker en vet niet noodzakelijk de som van de effecten van elk ingrediënt apart. Men kan bijvoorbeeld verwachten dat zout, door zijn invloed op onder meer de oplosbaarheid van glutenproteïnen, ook een invloed heeft op de gluten -lipide-interacties. Verder kan suiker de waterbeschikbaarheid beïnvloeden, wat op zijn beurt gevolgen heeft voor de gluteneigenschappen. Omdat deze drie ingrediënten in commerciële bakkerijproducten meestal samen voork omen, verklaart inzicht in het samenspel van deze ingrediënt en de waargenomen effecten in deze producten veel beter dan een studie van elk ingrediënt apart. De aanpak in dit project maakt het mogelijk om de verkregen inzichten in glut en-zout-vetsuiker-int eracties te gebruiken als basis voor een rationele verbetering van de productkwaliteit in een brede waaier van bakkerijtoepassingen. Bovendien kan dit project leiden tot een wetenschappelijk onderbouwde reductie in zout-, suiker en/of vet in commeriële bakproducten zonder verlies van productkwaliteit. Inhoud voorgesteld onderzoek De hoofddoelstelling van dit project bestaat erin om de gezamenlijke impact van lipiden, suiker en zout op gluteneigenschappen en productkwaliteit te bepalen. In dit project wordt er gekozen voor een systematische aanpak. Er wordt gestart met enkelvoudige graanconstituenten in een modelsysteem om dan stapsgewijs over te gaan naar meer complexe systemen (bloem, deeg) en tot slot over te gaan naar het eindproduct (vet en/of suikerrijk brood, zoals sandwichbrood). Het project omvat volgende werkpakketten:

WP1: Effect van zout, vet en suiker op gluteneigenschappen In een eerste deel wordt gluten in modelcondities onderzoc ht. In een „Rapid Visco Analyser‟ (RVA) wordt nagegaan welke impact verschillende conc entraties vet, zout en suiker hebben op de viscositeit van het glut en-vet -zout-suiker-mengsel. „Response Surface Methodology‟ (RSM) zal een statistische basis verschaffen voor het bepalen van het aantal te testen combinaties van vet, zout en suiker. Vervolgens worden diegene geselecteerd die leiden tot zeer verschillend reologisch gedrag in de RVA. Die combinaties zullen gebruikt worden in het verdere verloop van het project. De impact van vet, zout en suiker op mic roscopische glutenaggregatie wordt bepaald door een gluten-zetmeelscheiding uit te voeren in een deeg-

21 │ 119



beslagproces. Tot slot wordt gluten verhit bij verschillende temperaturen om na te gaan welke impact de combinaties van vet, zout en suiker hebben op glutenpolymerisatie. Deelpakket 1.1: Reologi sch gedrag van gluten in RVA Deelpakket 1.2: Glutenaggregati e in een deeg-beslagproces Deelpakket 1.3: Polymeri sati e van gluten i.a.v. zout, vet, en/of suiker  Mijlpaal 1: Het effect van zout, suik er en vet op glutenreologie, –aggregatie en – polymerisatie in modelcondities

WP2: Effect van zout, suiker en vet op gluteneigenschappen tijdens broodbereiding In dit werkpakket wordt onderzocht hoe vet, zout en suiker gluteneigenschappen beïnvloeden in de broodbereiding. In eerste instantie wordt nagegaan in welke mate combinaties van zout, vet en suiker deegeigenschappen beïnvloeden. Vervolgens worden het zwelgedrag en de moleculaire gewichts verdeling van glut enstalen (genomen tijdens deegbereiding of tijdens bakken) bepaald met behulp van ultracentrifugatie en chromatografische technieken. Deelpakket 2.1: Impact van zout, vet en suiker op mixograafparam eters  Mijlpaal 2: Inzicht in effect van zout, suik er en vet op deegeigenschappen Deelpakket 2.2: Analyse van glutenstalen tijdens deegbereiding (ultracentrifugatie, SE HPLC, RP-HPLC, …) Deelpakket 2.3: Analyse van glutenstalen tijdens bakproces (SE-HPLC, RP-HPLC, …)  Mijlpaal 3: Het effect van zout, suik er en vet op gluteneigenschappen tijdens broodbereiding

WP3: Effect van zout, suiker en vet op broodkwaliteit Producteigenschappen (dimensies, textuu r, …) worden gemet en voor vet- en/of suikerrijke broden in aanwezigheid van verschillende concentraties zout. Vervolgens wordt onderzocht in welke mate het effect van zout, suiker en vet op gluteneigenschappen enerzijds correleert met producteigenschappen anderzijds. Deelpakket 3.1: Analyse van eigenschappen van vet - en/of suikerrijk brood met verschillende concentraties zout  Mijlpaal 4: Inzicht effect van zout, suik er en vet op producteigenschappen Deelpakket 3.2: Stati sti sche anal yse  Mijlpaal 5: Inzicht in verband tussen effect van zout, zuik er en vet op gluteneigenschappen enerzijds en producteigenschappen anderzijds Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Het project is erg relevant voor industriële bakkerijen die product en op basis van vet- en/ of suikerrijke degen produceren zoals bijvoorbeeld zoet e broodjes (sandwiches), donuts, suikerwafels, ... Door te werk en met een modelsysteem, kunnen deelnemende bedrijven de bekomen resultaten gemakkelijk vertalen naar hun eigen specifieke producten. De manier waarop vet, suiker en zout samen inspelen op glutengedrag kan bovendien ook implicaties hebben voor andere bakkerijproducten (bv. croissants, cakes, wafels, koekjes), al z ullen verdere tests moeten uitwijzen op welke wijze dit dan de producteigenschappen beïnvloedt. Bovendien kan inzicht in het effect van vet, zout en suiker op gluteneigenschappen ook nuttig zijn voor bloemleveranciers die dan bloem met bepaalde proteïnespecificaties kunnen selecteren voor bepaalde vet- en/of suikerrijke producten. Bedrijven streven vandaag zoveel mogelijk naar een laag vet -, zouten suikergehalte in hun producten, omdat overcomsumptie ervan nefaste gevolgen kan hebben voor de gez ondheid. Inzicht in de manier waarop vet, zout en suik er gluten- en producteigenschappen beïnvloeden, leidt dan ook tot een goede wet enschappelijke basis om te komen tot vet -, zout- of suikerreductie. Door het gebruik van vervangers te vermijden, hoeven bovendien geen bijkomende ingrediënten vermeld te worden op de ver pakking van het product. Tot slot kunnen de bekomen inzichten leiden tot een verbetering van de productkwaliteit door het gehalte aan zout, suiker of vet in een recept te optimaliseren. De kennistransfer in de loop van het project zal op geregelde basis gebeuren via voorstelling 22 │ 119



van de experimentele data op een aantal ad hoc vergaderingen met de industriële partners. Doelgroepbedrijven Molens, brood-, banket- en patisseriesector, broodverbet ermiddelensector Projectbudget Inschatting projectbudget: 201555 Euro Personeelsbezetting: 1,2 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) De thematiek van dit project past volledig binnen de onderzoeksmissie van het Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en –biochemie van de K.U. Leuven (http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm), namelijk basisinzicht genereren in verband met graanconstituenten zoals zetmeel, niet-zetmeelpolysachariden, reserveproteïnen en relevante fysiologische prot eïnen. Daarnaast wordt deze basiskennis toegepast in biotechnologische processen om procesparameters te optimaliseren, en de kwaliteit en gezondheidsbevorderende effecten van verschillende producten (brood, koekjes, cakes,…) te verbeteren. In België heeft het LMCB de belangrijkste academische expertise in verband met gluten. Deze expertise in verband met glutenaggregatie en haar rol in de broodbereiding werd verworven in meerdere onderzoeksprojecten. Relevant in deze context is het recente FWO project „Identificatie van polymerisatiereacties in thermisch behandeld gluten en hun belang in biotechnologische processen (2008-2011)‟; het IW T project „De rol van de proteïnemat rix tijdens broodveroudering (2003-2007); het IOF kennisplat form „Tarwegluten: van een agroindustrieel bijproduct naar biogebas eerde hoogperformante materialen (2008-2012)‟ en het huidige Flanders‟ Food project FFP6 „Nat riumreductie en/of vervanging (2006-2009)‟. Het LMCB beschikt over de nodige infra structuur voor de karakterisering van (gluten)proteïnen, de studie van de reologische eigenschappen van een deeg en de bereiding en evaluatie van brood op laboschaal. LMCB heeft bovendien nauwe contacten met internationaal gerenommeerde experts in het domein. Zo is expertise beschikbaar over de rol van lipiden en zouten tijdens de broodbereiding bij R&R Research Services (dr. R. Carl Hoseney) en over de vorming en het gedrag van netwerken in levensmiddelensystemen bij Food P olymer Science Consultancy (dr. Louise Slade & dr. Harry Levine). Van de kennis van beide groepen werd reeds in eerdere Flanders‟ FOOD gebruik gemaakt via consultancy sessies. De onderzoekseenheid maakt deel uit van LFoRCe (Leuven Food Science and Nutrition Research Centre), dat de onderzoeks- en valorisatie-activit eiten van de K ULeuven inzake levensmiddelentechnologie, de relatie tussen voeding en gezondheid en de maatschappelijke aspecten in verband met voeding samenbrengt. Ook in het Met husalemprogramma „Food for the Fut ure‟ van de KULeuven is het aanreiken van innovatieve en wetenschappelijk onderbouwde conc epten voor onder meer de optimalisatie van graangebaseerde processen een centraal thema. De onderzoeksgroep is reeds sinds de oprichting van Flanders‟ FOOD actief als kennisinstelling binnen verschillende projecten (vet-, suikeren zoutreductie, fysicochemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit) en heeft gedurende de voorbije jaren een goed contact opgebouwd met het Vlaams Technologisch Adviescentrum voor de Zoetwarenindustrie (VLA Z). Daarnaast onderhoudt het LMCB goede contacten met verscheidene andere afdelingen binnen de KULeuven ( o.a. de afdeling mechanische materiaalkunde; de afdeling mechatronica, biostatistiek en sensoren; de afdeling moleculaire en nanomaterialen, ... ).

23 │ 119





Aantal werknemers*



24 │ 119



8. IN VL OED VAN BL OE MVE RO UD ER IN G EN BL OE MCON S TI T UEN TEN OP BAK KWA L I TE IT (BL OEM FUN C TION AL I T EI T)

GEGEV ENS A A NVR A GERS/ UI TVO ERD ERS



KULeuven Laboratium voor levensmiddelenchemie en -biochemie Jan Delcour [email protected] +32 16 321634 KULeuven, Laboratium voor levensmiddelenchemie en –biochemie, Bert Lagrain

IN HO UD VOO RST EL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling De kwaliteitscriteria voor bloem zijn gerelateerd aan het eindproduct en verschillen bijgevolg voor brood, cake en koekjes. De bepaling van bloemkwaliteit en de factoren die deze kunnen beïnvloeden, zijn dan ook van groot belang voor de graanverwerkende indus trie. Zo is bij de aankoop, verkoop of verwerking van bloem de bepaling van de volgende aspecten noodzakelijk: Gehalte van specifieke bloemconstituenten Belang van de verschillende bloemconstituent en en hun functionaliteit in de eindproductkwaliteit De bakkwaliteit van bloem voor specifieke applicaties (brood, cake, koekjes…) Factoren die de bloemfunctionaliteit beïnvloeden Er werd vastgesteld dat bij de bewaring van verse bloem, de bakkwaliteit initieel stijgt (bloemmaturatie), vervolgens gedurende een bepaalde periode constant blijft en ten slotte terug afneemt. Er is nog geen eensluidende verklaring voor deze geobserveerde veranderingen. Toch kan inzicht in de chemische veranderingen tijdens bloembewaring een belangrijke projectbijdrage leveren in het optimaliseren van de bloemfunctionaliteit. Nu berust de industriële praktijk vaak slechts op empirie. Door de complexiteit van het verouderings proces en de beperkte kennis over de invloed van bloemveroudering op de bloemfunctionalit eit, is het echt er moeilijk optimale bewaartijden en –condities te selecteren voor het optimaliseren van de bloemfunctionaliteit voor een specifiek e toepassing (brood, cake, koekjes…). Verklaringen voor de veranderingen in bloemfunctionaliteit tijdens bloembewaring onder verschillende condities zullen het mogelijk maken om de bloemfunctionalit eit te optimaliseren voor specifieke toepassingen. Inhoud voorgesteld onderzoek De doelstelling van het project bestaat erin de impact bloemfunctionalit eit te bepalen.

van bloembewaring op de

WP1. Selectie analysemethoden voor de bepaling van veranderingen in de bloem(functionaliteit) tijdens bloembewaring In dit werk pakket worden specifieke analysemethoden geselecteerd die veranderingen in de bloem tijdens bewaring kunnen karakteriseren. De methoden die gevoelig zijn om veranderingen in bloemeigenschappen tijdens bloembewaring te bepalen, zullen dan weerhouden worden in de volgende Werkpakketten. Deelpakket 1.1: Selectie fysi co-chemi sche analysemethoden voor de bepaling van veranderingen in de bloem(functionalitei t) tijdens bewaring Tarwe wordt vermalen en de bloem wordt bewaard op kamertemperatuur. Tijdens bewaring worden de fysico-chemische bloemeigenschappen opgevolgd met standaarden meer specifieke (bloem)analyses. De volgende testen zullen onder meer gebruikt worden om de

25 │ 119



proteïne-eigenschappen te bepalen: Zeleny, meting van vrije sulfydrylgroepen, vrije en gebonden glut athionbepaling, bepaling proteïnefracties. E ventuele veranderingen in zetmeeleigenschappen worden nagegaan met RVA en DS C. De mogelijke oxidatie van bloemlipiden wordt opgevolgd in functie van de tijd. Een globaal beeld van de bloemfunctionalit eit tenslotte, wordt verkregen met de “Solvent Retention Capacity” methode. Deelpakket 1.2: Sel ectie reologi sche analysemethoden voor de bepaling van veranderingen in de bloem(functionalitei t) tijdens bloembewaring Het effect van bloembewaring op deegfunctionaliteit zal bepaald worden met behulp van mixografie, farinografie en Kieffer rig. Deelpakket 1.3: Effect bloemveroudering op kwaliteit eindproduct De bewaarde bloemstalen zullen gebruikt worden voor “straight dough” broodbereiding, “quatre quart” cakebereiding en “sugar snap” koekjesbereiding. De kwaliteit van de eindproducten zal vervolgens bepaald worden met standaardanalyses. WP2. Impact van bewaarcondities op de bloemfunctionaliteit In dit werkpakket worden de veranderingen in de bloem( functionaliteit) en bakkwaliteit tijdens bloemveroudering bepaald met de geselecteerde methoden van WP1 bij verschillende bewaarcondities. Zo zal bloem bewaard worden bij verschillende zuurstofconcentraties en temperaturen en verschillende relatieve vochti gheden. Deelpakket 2.1: Selectie bewaarcondities en –tijd voor de opvolging van de bloemveroudering Hierin worden de verschillende c ombinaties van condities, waaronder de bloemstalen bewaard zullen worden, bepaald. Met behulp van „Response Surfac e Methodology‟ (RSM) wordt de statistische basis verschaft voor het bepalen van het aantal te testen combinaties van temperatuur, relatieve lucht vochtigheid en zuurstof. Deelpakket 2.2: Opvolging van veranderingen in de bloem(functionaliteit) tijdens bewaring De geselecteerde methoden uit WP1 worden gebruikt om de impact van bewaarcondities bepaald in Deelpakket 2.1 te evalueren op de fysico-chemische eigenschappen van bloem, op deegreologie en op de kwaliteit van de eindproducten. WP3. Impact bloemkwaliteit op de bloemfunctionaliteit tijdens bewaring In dit werkpakket wordt nagegegaan in welke mate veranderingen tijdens bloembewaring gerelateerd zijn aan de intrinsieke tarwekwaliteit (sterke of zwakke bloem). Deelpakket 3.1: Sel ecti e raszuivere tarwetypes voor de opvolging van de bloemveroudering Tarweveriëten worden gekozen op basis van hun intrinsieke bakkwaliteit zoals gedefineerd door de leverancier. De geselecteerde tarwes en hun bloem na vermaling worden dan gekarakteriseerd (proteïnegehalte en -kwaliteit, partikelgrootteverdeling…) Deelpakket 3.2: Opvolging van veranderingen in de bloem(functionaliteit) tijdens bewaring Zoals in Deelpakket 2.2 worden de fysico-chemische eigenschappen van bloem van de verschillende tarwevariët eiten, de deegreologie en de k waliteit van de eindproducten bepaald in functie van de bewaartijd. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven De inzichten van dit project komen de hele keten van de graanverwerk ende industrie ten goede (molens, industriële bakkerijen, cake-, koekjesproducenten…). Ten eerste zullen enkele specifieke analysemethoden aangereikt worden om de veranderingen die optreden tijdens bloemveroudering te bepalen. Mogelijk geven deze methoden ook indicaties voor de bakkwaliteit van de bloem. Op basis van de gekarakteriseerde veranderingen tijdens bloembewaring bij de verschillende bewaarc ondities enerzijds en van bloemstalen van verschillende kwaliteit (sterke of zwakke bloem) anderzijds, kan de meest geschikte bewaarconditie per specifieke toepassing geïdentificeerd worden (rek ening houdend met de economische haalbaarheid). Vervolgens kan door inzicht in de veranderingen tijdens bloembewaring op een efficiëntere manier de bloemfunctionaliteit geoptimaliseerd worden, bijvoorbeeld door toevoeging van additieven of bloemmenging. Bovendien kan op basis van de inzichten bij verwerking van bloem met licht afwijkende functionaliteit (bijvoorbeeld verouderde bloem) door kleine recept uur- of proc eswijzigingen toch de specifiek e eindproductkwaliteit behaald worden.

26 │ 119



Tijdens het verloop van het project zal op geregelde basis ad hoc vergaderingen belegd worden, waarin de analyseresultaten voorgesteld en besproken zullen worden. Doelgroepbedrijven Molens, industriële bakkerijen, brood -, cake-, koekjesproduc enten en broodverbet ermiddelensector Projectbudget Inschatting projectbudget: 202149,84€ Personeelsbezetting: 1,2 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) De thematiek van dit project past volledig binnen de onderzoeksmissie van het Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en –biochemie (LMCB) van de K.U.Leuven (http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm), namelijk basisinzicht genereren in verband met graanconstituenten zoals zetmeel, niet-zetmeelpolysachariden, reserveproteïnen en relevante fysiologische prot eïnen. Daarnaast wordt deze basiskennis toegepast in biotechnologische processen om procesparamete rs te optimaliseren, en de kwaliteit en gezondheidsbevorderende effecten van verschillende producten (brood, koekjes, cakes…) te verbeteren. Bovendien kan het voorgestelde project gebruik maken van aan het laboratorium beschikbare expertise en infra structuur in verband met fysico-chemische karakterisering van zetmeel; structuur en samenstelling van zetmeel en niet-zetmeelpolysachariden; isolering, opzuivering en karakterisering van proteïnen; deegreologie; en graangebaseerde processen (brood-, cakeen koekjesbereidingen). De LMCB -onderzoeksgroep heeft de voorbije jaren expertise opgebouwd rond de bloemfunctionaliteit in verschillende t oepassingen (brood, cakeen koekjes) en nieuwe analyse modaliteiten voor de bepaling van de bloemfunctionaliteit (“Solvent Retention Capacity”-testen) kritisch geanalyseerd. Relevant in deze context zijn twee huidige Flanders‟ FOOD projecten: „Rol van tarwebloemconstituenten, s uiker en vet in koekjessystemen‟ (2006-2009) en „E valuatie van de bloemfunctionaliteit voor graangebas eerde toepassing‟ (2007-2009). Het LMCB heeft bovendien nauwe contacten met internationaal gerenomeerde experts in het domein. Zo is expertise beschikbaar bij R& R Research S ervices (dr. R. Carl Hoseney) en bij Food P olymer Science Consultancy (dr. Louise Slade & dr. Harry Levine). In eerdere Flanders‟ FOOD projecten werd reeds van de kennis van beiden groepen gebruik gemaakt via consultancy sessies. De onderzoekseenheid maakt deel uit van LFoRCe (Leuven Food Science and Nutrition Research Centre), dat de onderzoeks- en valorisatie-activiteiten van de K.U.Leuven inzake levensmiddelentechnologie, die relatie tussen voeding en gezondheid en de maatschappelijke aspecten in verband met voeding samenbrengt. Ook in het Met husalemprogramma „Food for the Future‟ van de K.U.Leuven is het aanreiken van innovatieve en wetenschappelijk onderbouwde conc epten voor onder meer de optimalisatie van graangebaseerde processen een centraal thema. De onderzoeksgroep is reeds sinds de oprichting van Flanders‟ FOOD actief als kennisinstelling binnen verschillende projecten (vet-, suikeren zoutreductie, fysicochemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit) en heeft gedurende de voorbije jaren een goed contact opgebouwd met het Vlaams Technologisch Adviescentrum voor de Zoetwarenindustrie (VLA Z). Daarnaast onderhoudt het LMCB goede contacten met verscheidene andere afdelingen binnen de K.U.Leuven (o.a. de afdeling mechanische materiaalkunde, de afdeling mechatronica, biostatistiek en sensoren, de afdeling moleculaire en nanomat erialen…)

27 │ 119





Aantal werknemers*



28 │ 119



9 . IMP ACT VAN P URO ÏN DOL IN E S OP DE O RGAN OL EP T ISCH E E IG EN SCHA PPEN V AN DE KOEK JES BE ET . (P U ROFUN )




Katholieke Universiteit Leuven Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en –biochemie Jan Delcour Professor Gewoon Hoogleraar 016 32 16 34 016 32 19 97 [email protected] Katholieke Universiteit Leuven; Laborat orium voor Levensmiddelenchemie en –biochemie; Bert Lagrain

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling De belangrijkste tarwespecies zijn Triticum aestivum L. (gewone tarwe) en Triticum durum Desf. (durumt arwe). Het hexaploïde Triticum aestivum telt 3 genomen (A, B en D), terwijl het tetraploïde Triticum durum, dat hoofdzakelijk gebruikt wordt in de pastabereiding, slechts de A en B-genomen t elt. Op basis van de kracht die nodig is om de t arwekorrels te vermalen, wordt er binnen de gewone tarwes een onderscheid gemaakt tussen hardere (brood)tarwes en zachtere (biscuiterie)tarwes. De zac htere tarwes leveren bloem met een gemiddeld kleinere partikelgrootte en lagere zetmeelbeschadigingsgraad, ter wijl het omgekeerde geldt voor de hardere tarwes. De belangrijkste kwaliteitskenmerken van koekjes (type speculoos) zijn hun dimensies, zowel de diameter als de hoogte, hun oppervlaktestructuur en beet. Voor de bereiding van superieure koekjes wordt preferentieel gebruik gemaakt van bloem van z achte tarwe aangezien de factoren die verant woordelijk zijn voor de hardheid van de tarwek orrels ook een impact hebben op de eeteigenschappen van de resulterende producten. Met andere woorden, koekjes gemaakt van bloem van harde tarwe zijn in het algemeen harder dan dezelfde producten gemaakt van bloem van zachte tarwe. De reden(en) voor de verschillen in endospermhardheid zijn niet duidelijk begrepen. Nochtans lijken de grote verschillen in hardheid (textuur) van zachte, harde en durumtarwes aan de aan of -afwezigheid of polymorfisme van de proteïnen puroïndoline a en puroïndoline b gerelateerd te kunnen worden. In zacht e tarwe komen zowel puroïndolines a en b voor op het oppervlak van de zetmeelgranules. Deze ca. 15-kD grote proteïnen beïnvloeden de zetmeel -proteïneinteracties in het endosperm van de ontwikkelende tarwekorrels. Mutaties of afwezigheid van een van beide genen (pinA en pinB ) die coderen voor deze puroïndolines worden geassocieerd met een zekere hardheid. Ondanks de indirecte evidentie voor de rol van puroïndolines a en b in de tarwekorrel en in de textuur van de afgeleide producten met daarbij de hypothese dat de interactie tussen gluten en het zetmeelgranuleoppervlak de hardheid en textuur beïnvloedt, is het onduidelijk: -

-

In welke gehaltes puroïndolines in Europese tarwevariëteiten voorkomen Wat het mechanisme is achter de specifieke interactie met o zetmeel en/of o gluten Hoe ze de glutenfunctionaliteit tijdens het processen kunnen beïnvloeden Wat hun uiteindelijke rol is in de koekjesbeet.

29 │ 119



Inhoud voorgesteld onderzoek In dit project wordt de specifieke impact van puroïndolines op de koekjesbeet bestudeerd. Hiervoor wordt de dosering van verschillende types puroïndolines in t arwevariëteiten bepaald en worden de puroïndolines geïsoleerd. De interactie van verschillende types puroïndolines met zowel z etmeel als gluten worden onderzocht en vervolgens gerelateerd aan hun impact op de glutenfunctionaliteit. Met de verschillende tarwes waaraan al dan niet puroïndolines worden toegevoegd worden tenslotte koekjes gebakken om de impact van deze proteïnen op de koekjesbeet te bestuderen. Het werkplan bevat volgende werkpakketten:

WP1. Gehalte aan puroïndolines in verschillende tarwevariëteiten Deelpakket 1.1: Opstellen van (een) analyti sche methode(n) voor de bepaling van de concentraties aan puroïndolines in verschillende tarwevari ëtei ten Deelpakket 1.2: S creening en selectie van verschillende Europese tarwevariëteiten op de aanwezigheid van puroïndolines Deelpakket 1.3: Isol atie en karakteri sering van puroïndolines a en b van zetmeel van zachte(re) tarwes Target 1: Inzicht in het voork omen van puroïndolines en hun gehaltes in verschillende tarwevariëteiten.

WP2. Studie van de interactie van puroïndolines a en b met zetmeel en glutenproteïnen Deelpakket 2.1: Studi e van de binding van puroïndolines aan zetmeelgranul es Deelpakket 2.2: Studie van de interactie tussen puroïndolines en beschadigd zetmeel en lineaire dextrines Target 2: Inzicht in de interacties van puroïndolines a en b met zetmeel en dextrines. Deelpakket 2.3: Studie van de interactie van gliadinen, HMW - en LMWgluteninesubeenheden met puroïndolines Target 3: Inzicht in de interacties van puroïndolines a en b met specifiek e glutenproteïnen.

WP3. Studie van de impact van puroïndolines op de glutenfunctionaliteit Deelpakket 3.1: Studi e van de invloed van puroïndolines op de glutenontwikkeling Target 4: Inzicht in de impact van puroïndolines op glutenont wikk eling in models ystemen (gluten-zetmeel met puroïndolines verwijderd of toegevoegd). Deelpakket 3.2: Studi e van de invloed van puroïndolines op de glutenpolymeri sati e Target 5: Inzicht in de invloed van puroïndolines a en b op de glutenpolymerisatie tijdens processing (in modelsystemen: glut en-zetmeel, bloem, RVA, bloemverhitting, …).

WP4. Studie van de impact van puroïndolines a en b op de eeteigenschappen van koekjes Deelpakket 4.1: Studi e van de impact van puroïndolines op de koekjeskwaliteit Target 6: Inzicht in de rol van puroïndolines a en b in de k oek jesk waliteit (spreiding, textuur). Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Aan noden van de bedrijven kan tegemoet gekomen worden doordat het project mogelijk leidt tot een verbeterde productkwaliteit van bestaande producten (o.a. de koekjesbeet) of tot het toepassen van een nieuw functioneel ingrediënt in allerhande toepassingen waardoor de productkwaliteit verbetert. De valori satie-opportuniteiten en toepassi ngen kunnen als volgt omschreven worden: Inzicht in de beschikbaarheid van tarwes met variabele gehalt es aan puroïndolines Nieuwe kwaliteitscriteria voor tarwes met toepassingen in de biscuiterie Inzicht in de relatie tussen de textuur van tarwe en de daaruit bekomen koekjes (en andere producten), met meer bepaald een foc us op de koekjesbeet (zie project voorstel „koekjesbeet‟) Mogelijke t rans fer van de projectresultaten naar cakeen broodsystemen, waar puroïndolines impact zouden kunnen hebben op de textuur

30 │ 119



Toepassen van puroïndolines als verbetermiddel. De valorisatie lijkt relatief eenvoudig en omvat: Optimalisatie van bestaande producten Kwaliteits verbetering van producten anders dan koekjes Productontwikkeling en -differentiatie. De kenni stransfer in de loop van het project zal op geregelde basis gebeuren via voorstelling van de experimentele data op een aantal ad hoc vergaderingen met de industriële partners. Doelgroepbedrijven De doelgroep van dit project voorstel bevat logischerwijs koekjesproducenten. Verder is dit project zeker relevant voor bloemproduc enten (molens), aangezien een deel van de valorisatie mogelijk ligt in het aanreiken van nieuwe kwaliteitscriteria voor t arwes (en bloemty pes) met toepassingen in de biscuiterie. Daarnaast kunnen de bekomen inzichten aanleiding geven t ot toepassingen van puroïndolines als additief bij andere producten dan koekjes, zoals bijvoorbeeld cake en brood. V andaar ook het belang voor c ake- en broodproducenten en de verbetermiddelensector. Projectbudget Inschatting projectbudget: 192210,20 Euro Personeelsbezetting: 1,2 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) De onderzoeksmissie van het laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie (LMCB) (http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm ) is het genereren van basisinzicht in reserveen fysiologisch actieve prot eïnen van granen, niet-zetmeelpolysachariden en zetmeel. Dit basisinzicht wordt toegepast in biot echnologische graangebaseerde processen om procesparameters, organoleptische kwaliteit en gezondheidsbevorderende effecten van de producten te verbeteren. Het LMCB voert bijgevolg hoofdzakelijk onderzoek uit op granen. Recent heeft het echter de strategische optie genomen de opgebouwde kennis rond reserveen fysiologisch actieve proteïnen en niet-zetmeelpolysachariden van granen uit te breiden naar legumineuzen. De onderzoeksgroep heeft de voorbije decade expertise opgebouwd rond de opzuivering en karakterisering van peptidesequenties in het doctoraal werk van K atie Van den B ulck (Isolation and structural characterisation of cereal arabinogalactan-peptides and partial purification of an end-(1-6)-beta-D-galactanase from Aspergillus niger) en de recombinante expressie van verschillende types proteïnen, o.m. in het doctoraal werk van Katleen Fierens (Molecular cloning, expression and mutational analysis of wheat endoxylanase inhibitor TA XI -I). Expertise op het vlak van de fysico-chemische eigenschappen van zetmeel en glutenproteïnen werd opgebouwd in het doctoraal werk van P edro Leman (in voorbereiding) en Bert Lagrain (Heat induced glut en polymerisation and its importance in bread making). Verder werd gedurende voorbije jaren expertise opgebouwd rond koekjessystemen binnen een project met Flanders‟ Food dat k aderde in het doctoraal werk van Bram Pareyt (Factors governing the quality of sugar-snap cookies: functionality of wheat constituents, sugar and fat). V erder leunt het onderwerp aan bij het doctoraal werk van Annelies Duy vejonck (E valuation of flour functionality for cereal based applications). Het LMCB beschikt over de nodige infra structuur voor de is olering, opzuivering en karakterisering van proteïnen, de studie van de fysico-chemische eigenschappen van zetmeel en dextrines, de studie van de gluteneigenschappen (reologie, polymerisatie), het vermalen van verschillende tarwevariëteiten (Bühlermolen), en de bereiding en evaluatie van brood, cake en koekjes op laboschaal. Internationaal verrichten divers e onderzoeksgroepen onderzoek naar de opzuivering van en rol van puroïndolines. Het LMCB heeft contacten met o.m. US DA (o.l. v. dr. Craig Morris), INRA (o.l. v. dr. Didier Marion), Rothamsted Res earch (o.l. v. prof. Peter Shewry). De onderzoekseenheid maakt deel uit van LFoRCe (Leuven Food Science and Nutrition Research Centre), dat de onderzoeks- en valorisatie-activit eiten van de K ULeuven inzake levensmiddelentechnologie, de relatie tussen voeding en gezondheid en de maatschappelijke aspecten in verband met voeding samenbrengt. Ook in het Met husalemprogramma „Food for the Fut ure‟ van de KULeuven is het aanreiken van innovatieve en wetenschappelijk onderbouwde conc epten voor onder meer de optimalisatie van graangebaseerde processen 31 │ 119



een centraal thema. De onderzoeksgroep is reeds sinds de oprichting van Flanders‟ FOOD actief als kennisinstelling binnen verschillende projecten (vet -, suikeren zoutreductie, fysicochemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit) en heeft gedurende de voorbije jaren een goed contact opgebouwd met het Vlaams Technologisch Adviescentrum voor de Zoetwarenindustrie (VLA Z). Daarnaast onderhoudt het LMCB goede contacten met de A fdeling Mechanische Materiaalkunde (o.a. prof. Martine Wevers) en de A fdeling Mec hatronica, Biostatistiek en Sensoren (MeBioS, o.a. dr. Bart De Ketelaere).



Aantal werknemers*



32 │ 119



1 0 . HOU DBAA RH EI D VAN BR OOD (S HEL FL IF E)

G EG EVENS AANVR AG ER S /UITVOERD E R S




INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Met een (B elgische) cons umptie van ongeveer 50 kg per inwoner en per jaar is brood een belangrijk onderdeel van onze dagelijkse voeding. Een belangrijk probleem bij graangebaseerde levensmiddelen is dat deze in het algemeen snel verouderen, zodat ze zelfs bij een beperkte bewaring veel van hun kwaliteit verliez en. Jaarlijks wordt 3 t ot 8% oudbakken brood niet geconsumeerd wat leidt tot gig antische economische verliezen. Onderzoek (o.m. in het kader van FFP3) toont aan dat zetmeel een belangrijke rol speelt in de broodveroudering. Om de vershoudbaarheid van brood te verhogen kunnen in de broodbereiding verschillende amylolytische (zetmeel -splitsende) enzymen worden t oegevoe gd, maar hun mechanisme is op moleculair niveau slecht begrepen en tot op vandaag voornamelijk onderzocht met amylose als substraat. De literatuur is veel onduidelijker over de enzymatische hydrolyse van amylopectine en van zetmeel in deegsystemen. Bijgevolg dient de relatie tussen zetmeelstructuur enerzijds en de broodveroudering anderzijds opgehelderd te worden. Verder is het onze hypothese dat door de inbouw van water in de z etmeelstructuur tijdens bewaring water onttrokk en wordt aan het glutennet werk dat daardoor zijn elasticiteit verliest en dat dit leidt tot een onaanvaardbare kruimtextuur. Deze hypothese dient echter getoest te worden door de status van water in de broodbereiding op te helderen en door het gebruik van enzymen die heel specifiek impact kunnen heben op de immobilisatie van wat er in de zetmeelstructuur bij broodveroudering. Inhoud voorgesteld onderzoek Het project heeft als doel om gericht te vershoudbaarheid van brood te verbeteren door in te spelen op de kruimwaterhuishouding met behulp van enzymen, chemische additieven en/of procescondities. Er wordt zowel gebruik gemaakt van het klassieke brood als van een sandwichbrood, dat gekenmerkt is door extra suiker en vet in de receptuur. Het werkplan bevat volgende werkpakketten: WP1. Rol van watermigratie tijdens de bewaring van brood Deelpakket 1.1: Bepaling van watermobiliteit in vers brood „Nuclear Magnetic Resonance‟ (NMR) is een krachtige techniek om de dynamische veranderingen van biopolymeren en water te evalueren. In dit project wordt de mobiliteit van 1 water in vers e broodkruim bepaald met H-NMR. Onderscheid wordt gemaakt tussen vrij en gebonden water. De res ultaten worden aangevuld met een differentiële scanning calorimetrie (DS C) analyse van de hoeveelheid bevriesbaar water. Ook zal getracht worden om de distributie van water tussen de verschillende compenenten in broodkruim te bepale n. Deelpakket 1.2: Bepaling watermigrati e tijdens broodbewaring 1 De veranderingen in waterverdeling en –mobiliteit zullen eveneens bepaald worden met HNMR. Indien mogelijk zullen deze dan gerelateerd worden aan zetmeelretrogradatie (bepaald met DSC) en kruimhardheid (bepaald met een „texture analyzer‟).

33 │ 119



WP2. Impact van specifieke amylasen op watermigratie en broodveroudering De invloed van amylasen op de eigenschappen van zetmeel is voornamelijk afhankelijk van hun endo/exo-werking en hun thermostabiliteit. Hoewel verschillende types amylasen bestaan, richten we hier onze aandacht enkel op de alfa - en maltogene amylasen. Vergeleken met klassieke amylasen heeft een maltogeen amylase een atypische invloed op de eigenschappen van zetmeel. Mogelijk verhindert het de immobilisatie van water tijdens broodbewaring en werkt het daardoor sterk anti-broodverouderend. Een ander amylase met interessante eigenschappen in die context is het G4-amylase. Hun invloed op watermobiliteit zal in dit WP nagegaan worden. Deelpakket 2.1: Impact amylasen op de moleculaire eigenschappen van zetm eel In een eerste deel wordt de enzymwerking nagegaan op zuiver zetmeel tijdens een hydrothermale behandeling met de RVA. De amylasewerking wordt geëvalueerd door zetmeel (amylopectine) t e onttakken en de zijketens en lineaire dextrines te bestuderen via HPSEC en HPAEC. Het retrogradatiegedrag, de kristalliniteit en semikristallijne morfologie van van natief en enzymatisch gewijzigd zetmeel wordt bestudeerd met behulp van DSC en brede (WA XD) en smalle hoek (SA XS) X-stralen diffractietechnieken. Deelpakket 2.2: Impact amylasen op de eigenschappen en watermobiliteit van (sandwich)brood tijdens bewaring De enzymen worden toegevoegd aan standaarddeeg. Hun effect op het result erend brood wordt bepaald door analyse van het zetmeel in broodk ruim met HPSEC en HPAEC en van zetmeelretrogradatie tijdens bewaring met DS C. Daarnaast zal het effect op broodkwaliteit (dichtheid, kruimstructuur) en kruimtextuur tijdens bewaring nagegaan worden. Tenslotte w ordt 1 de watermobiliteit bepaald met H-NMR zoals beschreven in Deelpakket 1.2. Dezelfde analyses zullen ook uitgevoerd worden met verrijkt brooddeeg. Een typische receptuur bevat dan bloem, water, gist, suiker, melkpoeder, zout en een (vetrijk) bereidings middel in een verhouding van 100:49:5:5:5:1,7:8. WP3. Impact van niet-enzymatische additieven en procesconditie s op watermigratie en broodveroudering Ook niet-enzymatische additieven met een mogelijk impact op watermobiliteit zoals emulgatoren (DA TEM, SSL, CSL) of gommen (guargom, arabische gom, xanthaangom) worden 1 geëvalueerd in brood met behulp van H-NMR. Het effect op broodk waliteit en kruimtextuur tijdens bewaring wordt ook opgevolgd. Daarnaast wordt ook het effect van verschillende procescondities (o ventemperatuur, bewaarcondities) op watermobiliteit, broodkwaliteit en kruimtextuur nagegaan. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Er is steeds meer nood aan producten met een lange(re) houdbaarheid. Dergelijke lange(re) houdbaarheid wordt ook verwac ht door de distributie en door de consument. Dit project kan leiden tot een verbeterde productkwaliteit en vershoudbaarheid van bestaande broodtypes. Meer concreet kent het project volgende toepa ssingen en valorisatieopportuniteiten: 1 Het gebruik van H-NMR in de kwalit eitsanalyse van brood Inzicht in de impact van watermobiliteit op de eigenschappen van broodk ruim tijdens bewaring Gericht gebruik van specifieke amylasen in de broodbereiding Beheersing broodbereidingsproces met het oog op een langere vershoudbaarheid Gericht gebruik van additieven met een positief effect op watermobiliteit en vershoudbaarheid Kostenreductie door efficiënt gebruik additi even en beperk en van productieverliezen Verbetering algemene productkwaliteit De kenni stransfer in de loop van het project zal op geregelde basis gebeuren via voorstelling van de experimentele data op een aantal ad hoc vergaderingen met de industriële partners. Dit levert waardevolle basiskennis op die ondermeer zal toelaten ook de houdbaarheid van niet weerhouden levensmiddelen (vb. suikerwafels, peperkoek) beter te begrijpen. Op deze manier wordt een kennisketen uitgebouwd die gaat van basis - tot toegepast onderzoek en uit eindelijk toepassingen rond de kwaliteit van graangebaseerde levensmiddelen, aangezien aan het project zowel academische partners als bedrijven deelnemen.

34 │ 119



Doelgroepbedrijven De doelgroep van dit project voorstel omvat de maalderijen, de brood-, banket- en patisseriesector en producenten van broodverbetermiddelen. Projectbudget Inschatting projectbudget: 192210,2 Euro Personeelsbezetting: 1.2 V TE Voorziene duur: 2 jaar

Uit voerder(s) De onderzoeksmissie van het laborat orium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie (LMCB) (http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm ) is het genereren van basisinzicht in reserveen fysiologisch actieve proteïnen van granen, niet-zetmeelpolysachariden en zetmeel. Dit basisinzicht wordt toegepast in biotec hnologische graangebaseerde proc essen om procesparameters, organoleptische kwaliteit en gezondheidsbevorderende effecten van de producten te verbeteren. Het LMCB voert bijgevolg hoofdzakelijk onderzoek uit op granen. De onderzoeksgroep heeft de voorbije jaren ruime expertise opgebouwd over de structuur, wijziging en fysico-chemische karakterisering van zetmeel en glutenproteïnen en over de zuivering en biochemische karakterisering van amylasen. De expertise in verband met de broodbereiding, deegreologie, hardheid en veroudering van brood werd verworven in meerdere onderzoeksprojecten. Relevant in deze context zijn de recent e FWO projecten „ Hardheid en veroudering van brood: inzicht in de structuur-functionalit eitsrelatie van zetmeel (2003-2006)‟, „Invloed van amylolytische enzymen en inhibitoren ervan op broodveroudering en broodhardheid (2004-2007)‟ en „Verhoogd inzicht in de enzymatische hydrolyse van amylose, amylose-lipidecomplexen en amylopectine (2007 -2010); het IW T project „De rol van de proteïnemat rix tijdens broodveroudering (2003-2007); het EU Integrated project „Healthgrain (www.healthgrain.org; 2005-2010)‟ en het huidige Flanders‟ Food project FFP3 „Verlengen van de fysico-chemische houdbaarheid (2006-2009)‟. Mede door de ervaring in het onderzoeksdomein beschikt het LMCB over een uitgebreid analytisch arsenaal voor de broodbereiding op pilootschaal, de studie van kristallisatiegedrag van zetmeel, de meting van watermobiliteit, de karakterisatie van enzymen en de evaluatie van broodkwaliteit (kruimstructuur en –textuur) tijdens bewaring. LMCB heeft bovendien nauwe contacten met internationaal gerenommeerde experts in het domein. Zo is expertise beschikbaar over zetmeel en broodveroudering bij R& R Researc h Services (dr. R. Carl Hoseney) en over de vorming en het gedrag van net werken in levensmiddelensystemen bij Food P olymer Science Consult ancy (dr. Louise Slade & d r. Harry Levine). Van de kennis van beide groepen werd reeds in eerdere Flanders‟ FOOD projecten gebruik gemaakt via consultancy sessies. De onderzoekseenheid maakt deel uit van meerdere grote netwerken. Zo is het LMCB lid van LFoRCe (Leuven Food Science and Nutrition Research Centre), dat de onderzoeks- en valorisatie-activiteiten van de K ULeuven inzak e levensmiddelentechnologie, de relatie tussen voeding en gezondheid en de maatschappelijke aspecten in verband met voeding samenbrengt. Ook in het Methusalemprogramma „Food for the Future‟ van de KULeuven is het aanreiken van innovatieve en wetenschappelijk onderbouwde concepten voor onder meer de optimalisatie van graangebaseerde processen een centraal thema. De onderzoeksgroep is reeds sinds de oprichting van Flanders‟ FOOD actief als kennisinstelling binnen verschillende projecten (vet -, suikeren zoutreductie, fysico-chemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit) Daarnaast onderhoudt het LMCB binnen de KULeuven goede contacten met de Afdeling Toegepaste Reologie en Kunststofverwerking (o.a. prof. Paula Moldenaers en prof. Peter Van Puy velde) en de Afdeling Moleculaire en Nanomaterialen (prof. Bart Goderis).

35 │ 119





Aantal werknemers*



36 │ 119



1 2 . TECHN OL OG ISC H EN IN N OVATI EF ON DE RZO EK V O OR E EN N ATU U RL IJ KE A AN R IJK IN G VAN POL Y -ON VERZA DI GDE VE TZ UR EN IN D E MEL K DOO R EX PL OI TA TI E V AN PPO ACTIV IT EI T VAN RO DE KL AVER ( RE DPRO T EX)




UGent LANUPRO Naam: Veerle Fievez e-mail: [email protected] tel 09 264 9002 ILVO, eenheid plant, Jan De Riek

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Melk vet bestaat voor 60% uit verzadigde vetzuren terwijl poly-onverzadigde vetzuren slechts 0.8 tot 2.5% van de melk vetzuren vertegenwoordigen. Hierdoor zijn zuivelproducten de belangrijkste aanbrengers in het dieet van verzadigd vet. Lipolyse- en hydrogenatieprocessen in de pens zijn de belangrijkste oorzaak van het lage gehalt e poly-onverzadigde melk vetzuren. Bovendien worden poly-onverzadigde voedervetzuren tijdens het pensmet abolisme gedeeltelijk tot trans-vetzuren omgezet die eveneens in melk worden gesecreteerd. Nochtans is er potentieel om het gehalte aan poly-onverzadigde vetzuren in melk te verhogen - en bijgevolg het aandeel verzadigde en trans-vetzuren te verminderen - indien de onverzadigde voedervetzuren de dunne darm kunnen bereiken alvorens ze worden gehydrogeneerd. Een voldoende hoge trans fer naar de dunne darm is enkel haalbaar wanneer onverzadigde vetzuurbronnen worden beschermd tegen de microbiële hydrogenatie in de pens. Reeds in de jaren 1970 werd het potentieel aangetoond om oliën te beschermen tegen degradatie door pensbacteriën door het inbedden van oliedruppels in een eiwitkapsel na formaldehydebehandeling. Formaldehydebehandeling in de E U is echter enkel toegelat en als preservatief voor melkproducten in biggenvoeders en als inkuiladditief. Aan onze laboratoria werd het potentieel aangetoond van c omponenten (fenolen in combinatie met poly fenol oxidase) in rode klaver voor vermindering van lipolyse in de pens. Quinonen zijn de sleutelcomponenten in dit natuurlijk beschermingsmechanisme. Quinonen worden gevormd door oxidatie van fenolen. Deze reactie wordt gekatalyseerd door een enzym genaamd polyfenol oxidase (PPO). Deze quinonen zijn reactieve moleculen die complexeren aan nucleofiele bindingsplaatsen, bv. van aminozuren. Bij voldoende complexatie k unnen quinonen bovendien aanleiding geven tot polymerisatie van eiwitten (door gebonden fenolen), waardoor een natuurlijke inkapseling, in deze gecomplexeerde eiwitten, van de lipiden wordt gecreëerd, vergelijkbaar met het beschermingsmechanisme bij formaldehydebehandeling. Opportuniteit: Een technologie om onverzadigde vetzuurbronnen op een natuurlijke manier te beschermen tegen hydrogenatie. Inhoud voorgesteld onderzoek Dit project beoogt een „proof of principle‟, waarbij in eerste instantie wordt nagegaan of poly onverzadigde vetzuren uit een externe vetbron kunnen worden beschermd tegen microbiële penshydrogenatie d.m. v. gecombineerde behandeling van deze vetbron met rode klaver PPO en fenolen. Verder zal worden onderzocht welke parameters cruciaal zijn voor het bekomen van een maximale bescherming en zal via „Response Surface Methodology‟ de optimale waarden voor deze paramet ers worden bepaald. Werkpakket 1 – Pensbe scherming van externe vetzuren door combinatie met rode klaver Dit werkpakket omvat een screening waarbij een externe triglyceridenbron zal worden gecombineerd met rode klaver. Er wordt geopteerd om deze screening uit te voeren met een olie als externe vetzuurbron aangezien hiervoor geen preliminaire behandeling nodig is. Hierbij zal worden nagegaan of supplementatie van extra eiwit en fenolen (bv. caffeïne) aanleiding 37 │ 119



geeft tot een verbeterde bescherming. Er zal tevens worden nagegaan hoe de activatie van PPO kan worden gestuurd door variatie van factoren als temperatuur, druk, beluchting, lichtintensiteit. Het minimum aandeel rode klaver voor het verzekeren van minstens 75% in vitro bescherming tegen pens hydrogenatie zal tevens worden geëvalueerd. Werkpakket 2 – Combinatie van lijnzaad of micro-algen met rode klaver Toepassing van formaldehydebehandeling voor bescherming van poly-onverzadigde vetzuren uit oliehoudende zaden vereist emulsificatie van de oliehoudende zaden. Een dergelijke voorbehandeling zal ook nodig zijn om complex vorming van quinonen met eiwitten uit oliehoudende zaden of micro-algen te garanderen. In dit werkpakket wordt deze voorbehandeling en de combinatie met rode klaver geoptimaliseerd. Bovendien wordt ook de invloed geëvalueerd van lijnzaadvariët eit op de beschermings graad. Werkpakket 3 – Procesoptimalisatie d.m.v. Response Surface Methodology De kritische invloedsfactoren worden geïdentificeerd op basis van de result aten van WP1 en WP2. Voor deze parameters wordt een experimentele design uitgewerkt waarop Response Surface Methodology kan worden toegepast. Deze aanpak moet toelaten om de optimal e waarden voor de verschillende kritische paramet ers af te leiden die een maximale bescherming kunnen garanderen. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Het verhogen van de gezondheidswaarde van de melk door modificatie van de vetzuursamenstelling via de diervoeding is wereldwijd een actueel thema en kent in verschillende landen een praktische toepassing. In Vlaanderen en Nederland lanc eerde Campina (huidig: Friesland-Campina) een systeem waarbij landbouwers een bonus krijgen wanneer volgens bepaalde diervoederstrategieën het onverzadigd vetzuurgehalte van de melk wordt verhoogd. Hierbij biedt melk met een verhoogd gehalte aan cis -onverzadigde, in het bijzonder omega-3, vetzuren de grootste meerwaarde voor de zuivelindustrie. Wetenschappelijk is het reeds langer duidelijk dat een efficiënte verhoging van het gehalte poly-onverzadigde vetzuren zonder een significante stijging van het trans -vetzuurgehalte van de melk het best wordt bereikt door voedering van pensbestendige vetbronnen. De toepassing hiervan in de praktijk blijft dit echter beperkt door een gebrek aan een efficiënte en natuurlijke beschermingstechniek. Het aanleveren van een natuurlijke technologie als alternatief voor formaldehydebehandeling biedt een duidelijke meerwaarde voor de mengvoederindustrie. Voor producenten of verwerkers van „omega -3 grondstoffen (olieslagerijen, producent van micro-algen,…) wordt een meerwaarde voor hun product en op die manier mogelijk een groter marktpotentieel gecreëerd. Doelgroepbedrijven Veevoederindustrie, zuivelindustrie, producenten/ verwerkers van „omega -3 grondstoffen‟ (bv. olieslagerijen, algenproducent,…) Projectbudget Inschatting projectbudget: 244 000 Euro Personeelsbezetting: 1.5 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) De projectuit voerders hebben via een 4-jarig IW T-landbouwproject en een ILVOdoctoraatsbeurs ruime kennis opgebouwd m.b.t. activatie van PPO in rode klaver en de link met bescherming tegen vetzuurmetabolisme in de pens. De doctoraatsstudent van voorgenoemde doctoraatsbeurs zou de project verantwoordelijke worden (als post -doctoraal onderzoeker) voor het huidige project. Dit impliceert een ruime voorkennis van de onderzoeks verant woordelijke van dit project. Het technisch personeelslid dat binnen het huidige project voorstel werd begroot werkte tevens op het IW T-landbouwproject, wat een garantie betekent voor een vlotte technische start, aangezien de evaluatiet echniek en (bv. in vitro evaluatie van penshydrogenatie) routinematig door dit personeelslid kunnen worden toegepast. Binnen Europa hebben de projectuit voerders, samen met IBE RS (Aberystwyth, GB), de grootste kennis en ervaring in huis m.b.t. de invloed van PPO -activiteit in rode klaver op de hydrogenatie van vetzuren in de pens en de mogelijkheden voor sturing van dez e activiteit. Dit impliceert dat dergelijk innovatief onderzoek vrij uniek is. Als partner binnen Europese projecten en coördinator van Vlaamse projecten in het domein

38 │ 119



van het project voorstel heeft hebben de projectpartners een ruim netwerk opgebouwd, zowel internationaal als nationaal en zowel met collega-onderzoekers als met industriële part ners.



Aantal werknemers*



39 │ 119



1 5 . EEN SN EL L E EVAL UA TI E VAN DE V ET ZU U RSA MEN S TEL L IN G V AN V OE DIN GS MID DEL EN (FA-PROF IL E)




Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderz oek Unit Milieuanalyse en –techniek Kelly Servaes kelly.servaes @vito. be 014/33 50 39 Niet van toepassing

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Schets hier de probleemstelling (op welk e noden wordt ingespeeld) en opportuniteit voor de bedrijven Tegenwoordig wordt veel aandacht besteed aan vet en meer specifiek aan de vetzuursamenstelling van voeding zowel in het kader van een gezonde en evenwichtige voeding als m.b.t. de kwaliteit van het levensmiddel zelf. Door de diversiteit aan mogelijke structuren en de complexiteit van de mengs els is voor de analyse van vetzuren een aanzienlijke expertise vereist. Volgens de klassieke benadering van analyse dienen hetzij de vrije vetzuren hetzij de intacte vetten geëxtraheerd te worden uit het voedingsmiddel, gevolgd door een omzetting naar geschikte derivaten. Zowel zure als basische hydrolyse met elk zijn voor- en nadelen komen in aanmerking voor de extractie van vetzuren. Meer dan één extractie is meestal vereist om alle vetten uit het voedingsmiddel te extraheren. Vetzuren worden meestal omgezet in hun methylesters (FAME‟s). Dit verloopt echter niet zonder problemen voor alle vetzuren. Alternatieve behandelingen zijn aangewezen voor de analyse van geconjugeerd linolzuur (CLA) en de korte -keten vetzuren (c 4-C10 ). In vergelijking met de instrumentele meting zijn de voorafgaandelijke extractie en omzetting naar geschikte derivat en dan ook de meest tijdrovende stappen. Een nieuwe analysetechniek laat echt er t oe om vloeistoffen, vaste stoffen en gassen z onder enige staalvoorbereiding te karakteriseren, met name DART™-am-MS. De afwezigheid van enige vorm van staalvoorbereiding betekent een aanzienlijke tijdswinst, zodat een grote hoeveelheid stalen per tijdseenheid kan verwerkt worden. Deze snelle techniek kan opportuniteiten bieden aan voedingsbedrijven in verschillende domeine n van hun productieproces/workflow: o de beste grondstoffen selecteren; o de invloed van bewaring en processing op de vetzuursamenstelling bepalen; o de aut henticiteit van het voedingsproduct controleren. o Cont role van eindproduct en tussenproducten ter bijsturin g van het productieproces Inhoud voorgesteld onderzoek Beschrijf de projectinhoud en preciseer de verwachte resultat en inz ak e k ennisopbouw die u wil behalen met het project. Beschrijf dit zo k wantitatief mogelijk en omschrijf ook de vorm van de resultaten (k nowhow, soft ware, procédés, methodes). DART™ („Direct Analysis in Real Time‟) is een nieuwe atmosferische ionisatiebron die de rechtstreekse detectie toelaat van chemicaliën op oppervlakken, maar ook in gassen, vloeistoffen en vaste stoffen zonder of met beperkte staalvoorbereiding. Binnen de unit Milieuanalyse en –techniek is deze ionisatiebron gekoppeld aa n een accurate massaspectrometer. Een dergelijke massaspectrometer laat toe massa‟s van verbindingen te bepalen tot op 4 cijfers na de k omma. Deze accurate massabepaling impliceert een hoge betrouwbaarheid en een hoge selectivit eit. Tijdens het project zullen de toepassingsmogelijkheden van DART™-am-MS (am = accurate 40 │ 119



massa) geëvalueerd worden voor de analyse van vetzuren en (intacte) vetten. DART™-amMS geeft een beeld van de aanwezige verbindingen in het monster. K wantificering van de gedetecteerde verbindingen is mogelijk mits gebruik van interne standaarden. Aan dez e topic zal eveneens voldoende aandacht besteed worden tijdens de projectuit voering. Voor kwantificeringsdoeleinden is de DART™-am-MS bovendien uit gerust met een staalhouder die ervoor zorgt dat het monster steeds op dezelfde manier in de bron geplaatst wordt. De grote verscheidenheid aan vetzuren uit zich in het voorkomen van korte -keten vetzuren, lange-keten vetzuren, cis- en trans-isomeren. Verder kunnen onverzadigde vetzuren onderling verschillen in de positie van de dubbele binding(en) in de alkylketen (plaatsisomeren). Tijdens de projectuit voering zal nagegaan worden in hoeverre een onderscheid k an gemaakt worden tussen ci s- en trans-i someren en plaatsi someren. Informatie over cis- en trans-bindingen en de positie van de dubbele bindingen kan mogelijk afgeleid worden uit het fragmentatiepatroon. Indien dergelijke informatie niet uit het fragmentatiepatroon kan afgeleid worden, zal de koppeling met UP LC onderzocht worden. UP LC laat immers t oe een voorafgaande fractionering van vetzuren door te voeren. GCxGC analyse laat toe om een volledige vetzuurfingerprint van het onderzochte voedingsmiddel te bekomen. Alle aanwezige vetzuren worden afzonderlijk gedetecteerd en gekwantificeerd. Deze tec hniek zal gebruikt worden voor de validatie van de DART™-am-MS methode. De evaluatie van de toepassingsmogelijkheden van DA RT™ -am-MS zal gebeuren in verschillende matrices. Daartoe zal elk van de geïnt eresseerde bedrijven een aantal representatieve stalen aan VITO bezorgen die zullen gebruikt worden voor de oppunts telling van de methoden. Als eindresultaat van het project wordt het afleveren van een volledig gevalideerde methode beoogd die toelaat op een snelle manier een beeld te krijgen van de aanwezige vetzuren in voedingsmiddelen op basis van het massaspectrum. Deze validatie zal gebeuren aan de hand van verschillende mat rices. Tijdens dez e validatiestudie zal gekeken worden naar de robuustheid en betrouwbaarheid van de methode evenals het concent ratiegebied waarbinnen de met hode bruikbaar is. Verder zal dit onderzoek ons een idee geven in hoeverre met behulp van DART™-am-MS een onderscheid kan gemaakt worden tussen cis - en trans-isomeren en of de positie van de dubbele binding kan bepaald worden (identificeren van bijvoorbeeld omega -3 vetzuren). De ontwikkelde methode z al onderworpen worden aan een grondige validatiestudie aan de hand van verschillende matrices. Hierbij zal gekeken worden naar de robuustheid en betrouwbaarheid van de met hode evenals het concentratiegebied waarbinnen de methode bruikbaar is. Resultaten: o analytische procedure van de gevalideerde methode, inclusief ingebouwde QA/QC kwaliteitscontrole (cfr. ISO 17025) en achterliggende werk voorschriften; o validatierapport; o analyseverslagen; o rapport waarin het volledige onderzoek zal beschreven worden. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Geef aan wat bedrijven als resultaat van het onderzoek k unnen verwachten. Wees hierbij zo concreet mogelijk . Dit project zal leiden tot een volledig gevalideerde analysemethode die toelaat een snelle screening (zonder staalvoorbereiding) uit te voeren van de vetzuursamenstelling in de diverse stadia van het productieproces. Deze methode kan bijvoorbeeld aangewend worden bij de selectie van de grondstoffen, controle van de t ussenproducten ter bijsturing van het productieproces en kwaliteitscontrole van het eindproduct. Met andere woorden, DART™ -amMS laat een directe en gerichte controle toe in de verschillende stappen van de work flow. Deze c ontrole moet trouwens niet beperkt blijven tot vetzuren, maar kan binnen het bedrijf uitgebreid worden naar andere ingrediënten zoals anti-oxidantia en aroma‟s. 41 │ 119



Dit onderzoek zal moeten uit wijzen of betere en meer informatie kan bekomen worden met behulp van DART™-am-MS in vergelijking met de klassieke analysemethoden voor vetzuren. Dit project biedt aan kleinere bedrijven de kans om kennis te maken met de mogelijkheden van DART™-am-MS. Indien bedrijven na afloop van dit project beslissen om zelf een DA RT™ -amMS aan te kopen, kunnen ze altijd op onze kennis en expertise terugvallen voor de nodige ondersteuning en troubleshooting. Doelgroepbedrijven Specifieer de doelgroepbedrijven (sectoren) zo concreet mogelijk Het voorgestelde project is relevant voor alle voedingsbedrijven die gebruik maken van vetten/oliën of vetzuren in hun productie- of verwerkingsproces. We denken hierbij bijvoorbeeld aan olie- en vet verwerkende bedrijven, zuivelproducenten (boter, kaas, eieren), functional food producenten, enz. Tot deze doelgroep behoren eveneens de producenten van vee- en mengvoeders. Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: 50.000 Euro Personeelsbezetting: 0,4 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) Motiveer bondig dat bij de projectuitvoerders de nodige infrastructuur, onderzoek scapaciteit en expertise wordt samengebracht om het projectvoorstel naar behoren uit te k unnen voeren. De V ITO laboratoria in het algemeen en meer specifiek het laboratorium voor organische analysen beschikt over een gespecialiseerd analytisch instrumentarium bestaande uit zowel routinematige toestellen als meer geavanceerde t echniek en. Dit instrument arium wordt ten volle benut bij de uit voering van complexe milieugerelateerde en voedingsanalysen ten dienste van industrie en overheid. Gaschromatografie GC-FID/ECD GC-µE CD GC-MS (zowel quadrupool MS als ion trap MS) Headspace-GC-MS GC-hoge resolutie-MS GCxGC-FID GCxGC-TOF-MS

Vloeistofchromatografie LC-UV LC-MS/MS UPLC-DAD UPLC-MS/MS UPLC-accurate massa-MS DART™-am-MS

VITO heeft als referentielaborat orium van de Vlaamse Overheid gedurende 20 jaar expertise opgebouwd in bemonsterings-, voorbehandelings- en analysemethoden van allerhande organische en anorganische componenten in een diversiteit van matrices. Specifiek voor de analyse van voeding heeft dit zich vert aald in de ontwikkeling en validatie van analytische procedures voor dioxines, PCB‟s, polycyclische aromatische koolwaterstoffen, geperfluoreerde verbindingen, nitrosamines, ftalaten en gebromeerde brandvertragers. Dergelijke analysen worden uitgevoerd in verschillende matrices zoals zuivel, biot a, plantaardige en dierlijke vet ten. De meeste analysen van organische contaminant en in voedingsmiddelen worden bovendien uitgevoerd onder een IS O 17025 kwaliteitssysteem (BELAC certificaat 058-T). De expertise rond de analyse van contaminanten in voeding kan natuurlijk aangewend worden bij de ontwikkeling van analysemethoden voor andere componenten zoals vetzuren.

42 │ 119




U kan de intentieverklaring per project downloaden via www.flandersfoodprojecten.com/deelname Het project wordt financieel ondersteund door de deelnemende bedrijven; zij staan samen in voor 20% van de projectkosten. Flanders‟ FOOD neemt de overige 80 % voor zijn rekening. De jaarlijkse geschatte projectbijdrage voor deelname aan dit project bedraagt 1000 Euro, excl. BTW. Deze geschatte projectbijdrage berust op het voorgestelde projectbudget en het aantal geïnteresseerde bedrijven. Indien de werkelijke projectbijdrage 50% hoger ligt dan de geschatte projectbijdrage, kan een bedrijf zijn deelname herevalueren, en eventueel afzien van deelname aan het project.

43 │ 119



1 8 . VET- ÉN ZO UT RE DUC T IE IN V L EESP ROD UC TEN (CL A IM MEA T)


Kennisinstelling

Onderzoeksgroep Cont actpersoon


Katholieke Hogeschool Sint -Lieven Departement Industrieel Ingenieur -Vakgroep Biochemie KaHo Sint -Lieven R& D Onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten Sandra Impens [email protected] 09 265 87 28 0476 90 77 46 n.t.b

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Vleeswaren zijn vet- en zoutrijke producten die, ondanks hun intrinsieke kwaliteit, vaak te kampen hebben met een negatief imago. De vleeswarenindustrie is dan ook onderhevig aan een grote druk om dit imago om te buigen naar een positieve perc eptie. Daarom hebben vlees warenbedrijven er alle belang bij om gezondere, vet- en zout arme producten op de markt te brengen. De reductie van zowel vet- als zout gehalte in vlees waren is niet evident. Deze c omponenten dragen immers bij tot de eindkwaliteit (textuur, houdbaarheid, stabiliteit, smaak,…) van het vlees product en kunnen dus niet zomaar gereduc eerd worden zonder verlies van kwaliteit. Voor de vleeswarenproducenten is het dus belangrijk om kennis/inzicht te verwerven omtrent zouten vet reductie in hun productengamma: wat is de impact op de kwaliteitsparameters van het product, in welke mate kunnen bovengenoemde reducties doorgevoerd worden, en welke alternatieven bieden een oplossing? De bedrijven kunnen uiteindelijk deze kennis implementeren om bedrijfseigen claimbare en kwaliteits volle zout - én vetgereduc eerde producten te produceren. Inhoud voorgesteld onderzoek In een eerste werkpakket zal een grondige literatuurstudie worden uit gevoerd. Tijdens deze studie zal enerzijds een overzicht worden gemaakt van reeks beschikbare resultaten van eerdere studies omtrent vet- én zout reductie in vleeswaren, anderzijds zullen ingrediënten, additieven, aroma‟s,… die mogelijk kunnen bijdragen tot de kwaliteit van vet- én zoutgereduceerde vleesproducten worden opgelijst. In een tweede werkpakket zullen commercieel verkrijgbare industriële vleesproducten gekarakteriseerd worden aan de hand van verschillende analysemet hoden zoals bepaling van pH, vetgehalte, natriumgehalte, emulsiestabiliteit, TPA, rendement, microscopie, reologische eigenschappen, sensorische eigenschappen, … Vervolgens zal voor elk type vleesproduct een gestandaardiseerd modelsysteem, geproduc eerd onder gestandaardiseerde omstandigheden, ontwikkeld worden. Hierbij zullen zowel grondstoffen als eindproduct gekarakteriseerd worden aan de hand van vooropgestelde analysemethoden. Hierna zal tijdens de uit voering van een derde werkpakket stapsgewijs het vet - én zoutgehalte in vleesproducten gereduceerd worden en zal worden nagegaan in welke mate beide aspecten maximaal gereduceerd kunnen worden zonder een significant impact te hebben op de kwaliteit van het eindproduct, i.e. kritische grenswaarden zullen gedefinieerd worden. De resultaten van deze experiment en zullen worden verwerkt in een matrix waarin verschillende combinaties aan vet- en zoutgehaltes en de invloed daarvan op de productkarakteristieken overzichtelijk zullen worden weergegeven. 44 │ 119



Tenslotte wordt vooropgesteld om producten met claimbare hoeveelheden aan vet - én zoutreductie te ont wikkelen. Er zal getracht worden om deficiënties die optreden in de vet - én zoutgereduceerde vleesproducten te remediëren, teneinde een kwalit atief aanvaardbaar zout én vetgereduceerd vleesproduct te vervaardigen dat binnen de vooropgestelde kwaliteitsgrenzen ligt. Afhankelijk van het type vlees product en de optredende deficiënties zullen verschillende remediërende tools geëvalueerd worden: procesomstandigheden (cuttersnelheid, vacuüm,…), grondstoffen (type vet weefsel, vers versus bevroren), technologische hulpstoffen, zouten/of vet vervangers, smaak verbeteraars, … Deze selectie zal gebeuren op basis van reeds verworven kennis uit de huidig lopende Flanders‟ Food projecten ivm zouten vetreductie, resp. FFP 6 en FFP 2. Ook de resultaten van deze experimenten zullen worden verwerkt in een matrix. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven De laatste 10 jaren kreeg de vlees- en vlees warens ector rake klappen, mede door de dioxinecrisis. De vleeswarenindustrie is dan ook onderhevig aan een grote druk om dit negatieve imago de kop in t e drukken. Daarom hebben de vlees bedrijven er alle belang bij om gezondere, vet- en zoutarme producten op de markt te brengen. Dit project richt zich hoofdzak elijk op vlees warenbedrijven die willen beantwoorden aan deze steeds grotere vraag naar meer gezonde vet - en zout arme vleesproducten (kook worst, leverpastei,…). Reductie van het vet- en zoutgehalte in vlees producten is echter niet zo evident aangezien deze componenten bijdragen tot de finale kwaliteit (textuur, smaak, houdbaarheid, stabiliteit, …) van het product. In dit project zal dan ook onderzocht worden t ot hoever beide ingrediënten kunnen gereduceerd worden zonder significante invloed op de finale kwaliteit van het eindproduct te veroorz aken. Dit moet vleeswarenproducent en toelaten om kwalit eits volle vlees producten te produceren met minder vet en zout en dit zonder of met minimale aanpassing van receptuur en processing van het vleesproduct. Op basis van gegevens die voorvloeien uit een uitgebreide literat uurstudie en res ultaten van de experimenten (in kaart brengen problematiek vet - én zoutreductie, gebruik vet - en zout vervangers, aanpassing procesomstandigheden) zullen bedrijven kennis verwerven ivm zout- én vetreductie in vleesproducten. Kennistrans fer zal t ot stand komen door op regelmatige tijdstippen int eractieve vergaderingen t e organiseren waaraan de bedrijven kunnen deelnemen. Tijdens dez e vergaderingen worden de resultaten, besluiten en verbanden die voort vloeien uit experimenten voorgesteld en toegelicht, en wordt voldoende tijd voorzien voor het stellen van vragen en het afstemmen van t oekomstige proefopzetten op de noden van de bedrijven. Daarnaast zullen gedurende het project ook op gepaste tijdstippen smaaktesten georganiseerd worden waaraan ook de bedrijven kunnen deelnemen. Deze kennis kunnen de bedrijven gebruiken om, al dan niet in samenwerking met de kennisinstelling, bedrijfs eigen claimbare vet - én zoutgereduceerde vleesproducten te ontwikkelen. Doelgroepbedrijven Dit project richt zich hoofdz akelijk op vleeswarenbedrijven die willen beantwoorden aan de steeds grotere vraag naar gezondere vet- én zoutarme vlees producten (kookworst, leverpastei,…). Projectbudget Inschatting projectbudget: €555.913,68 Personeelsbezetting: 2 VTE Voorziene duur: 3 jaar Uit voerder(s) De onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten is de enige onderzoeksgroep in België die over een volledig uitgeruste pilootinstallatie beschikt voor de processing van alle soorten vleeswaren. Daarnaast kunnen in de daartoe voorzi ene laboratoria analysen uitgevoerd worden om de vervaardigde vleesproducten in microbiologisch, (bio)chemisch en fysisch opzicht op te volgen.

45 │ 119



Activiteiten van de onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten situeren zich op het vlak van technologische dienst verlening, (bilaterale) projecten en het begeleiden van doctoraatsonderzoek. Het Vlaams Adviescentrum voor Vleesindustrie (V LAV), een technologische dienst verlening die -met steun van IW T- vanuit de onderzoeksgroep gec oördineerd wordt, werkt binnen het kader van het VIS -TD project “ Nieuwe prak tijk en en t echnologieën voor innovaties in de vlees- en vlees verwerk ende industrie (IWT-nr 070514 – 19/05/2008 tem 18/05/2012)” samen met Laboratorium voor Diervoeding en K waliteit van Dierlijke P roducten (Faculteit Bioingenieurswetenschappen, Vakgroep Dierlijke Productie, Universiteit gent ), Laboratorium voor Hygiëne en Technologie (Faculteit Diergeneeskunde, Vakgroep V eterinaire Volksgezondheid en Voedselveiligheid, Universiteit Gent) en Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingstechnologie (Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, Vrije Universiteit Brussel). De onderzoeksgroep werkt samen met Laboratorium Levensmiddelentechnologie, Centrum voor levensmiddelen & Microbiële Technologie, Dept. M2S (Universiteit KULeuven) als partner in VIS-TD project “HeatedFood” (2009-2013). Samenwerking met bedrijven vertaalt zich enerzijds in de uit voering van projecten met steun van Flanders‟ Food (01/ 09/2006 tem 31/08/2009): Vetreductie en of –vervanging – partim vlees producten (Project 2), Verlengen van de fysicochemische houdbaarheid – partim verouderen van vleesproducten (FF -Project 3) en Zoutreductie en of –vervanging – partim vlees producten (FF-Project 6). Anderzijds heeft de onderzoeksgroep, als coördinator van het VIS-TE TRA project “Actieve sturing van klimaatgerelateerde productieprocessen van vlees waren met het oog op product veiligheid, constante kwaliteit en reductie van het energieverbruik ” en verscheidene IW T O&O projecten, i.e. “B estrijding van bederf door beheersing van de specifieke microbiot a van verpakte kwaliteitsham door middel van bioprotectieve culturen, combinaties van alternatieve natuurlijke bewaarmiddelen en een geoptimaliseerde thermische processing”, uitgebreide expertise opgebouwd omtrent alle aspecten van vleeswarenproductie (processing, kwaliteitscontrole, …). In het kader van begeleiding van doctoraatsonderzoeken heeft de onderzoeksgroep op internationaal niveau rond het thema “Vorming van N -nitrosaminen in verhitte vleesproducten” een samenwerkingsovereenkomst met Institute of Chemistry (University of Silesia, Kat owice Poland) en Farmaceutisch Instituut (V rije Universiteit Brussel, Faculteit voor Geneeskunde en Farmacie). E en t weede doctoraatsonderzoek kadert rond het ontwikkelen van werk wijzen ter vermindering van de hoeveelheden N-nitrosaminen in gefermenteerde vle eswaren waarbij de onderzoeksgroep samenwerkt met Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en Biochemie, Cent rum voor levensmiddelen & Microbiële Technologie en Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse (Universiteit KULeuven, Departement M2S).

46 │ 119





Aantal werknemers*



47 │ 119



1 9 . CL EAN L ABEL PRO DUC TEN ( CL EAN M EAT S)


Kennisinstelling

Onderzoeksgroep Cont actpersoon


Katholieke Hogeschool Sint -Lieven Departement Industrieel Ingenieur Vakgroep Chemie/Biochemie KaHo Sint -Lieven R& D Onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten Dr. Apr. Sandra Impens 09 265 87 28 0476 90 77 46 [email protected] Nader te bepalen

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Heden ten dage schenkt de consument grote aandacht aan een gezonde en evenwichtige voeding. Hierbij spelen verschillende factoren zoals vet gehalte, zoutgehalte en aanwezigheid van chemische hulpstoffen (bewaarmiddelen, kleurstoffen, emulg atoren, verdikkingsmiddelen,… ) een belangrijke rol. Dit in acht genomen zal het produceren van clean label producten, het weren van chemische additieven, een steeds belangrijkere plaats innemen in de voeding van morgen. Het is dus belangrijk om als bedrij f voorbereid te zijn op deze markttrend om aan de vraag van de kritische consument te voldoen. Het verwijderen of vervangen van deze ingrediënten door natuurlijke componenten is niet evident daar ze meestal bijdragen tot verschillende karakteristieken (textuur, kleur, kleurstabiliteit, smaak, microbiologische, chemische en fysicochemische houdbaarheid,…) die de kwaliteit van het eindproduct in belangrijke mate bepalen. Vanuit dit opzicht is er nood aan grondig explorerend onderzoek wil men kwaliteits volle en lekker ogende producten produceren die vrij zijn van synthetische “chemische” additieven. Inhoud voorgesteld onderzoek De kwaliteit van hedendaagse vleesproducten wordt, voor een niet onbelangrijk deel bepaald door toegevoegde (synthetische) additieven. Door de aanwezigheid van deze chemische stoffen hebben vlees producten vaak een negatief imago gek regen. Het doel van dit project is om via de meest geschikte grondstoffen, optimalisatie van het productieproces in combinatie met het gebruik van natuurlijke hulpstoffen, vleeswaren te produceren die aan dezelfde hoge kwaliteitseisen voldoen als wanneer die met synthetische hulpstoffen worden gefabriceerd. Tegenwoordig wordt voor de productie van levensmiddelen/ vleeswaren op grote schaal gebruik gemaakt van chemische additieven (zie onderstaande t abel). Daarenboven zijn er eveneens mengsels van additieven beschikbaar die direct kunnen geïmplementeerd worden bij de processing van bepaalde producten. Die mixen bevatten de nodige smaakstoffen, bindmiddelen, bewaarmiddelen, … Hierbij kan de vraag gesteld worden of al die hulpstoffen wel degelijk nodig zijn voor het bekomen van een k walitatief hoogstaand eindproduct. Om meer duidelijkheid te scheppen omtrent het nut/noodz aak van het gebruik van deze stoffen, zal in het eerste deel van dit onderz oek aan de hand van een uitgebreide literatuurstudie, per type vlees product, een overzicht gegeven worden van de meest courant gebruikte producten met een E-nummer. Daarbij zal ook de functionaliteit en de dosage van het bet reffende additief worden beschreven. Via deze literatuurstudie zal ook voor de meest courant e synthetische additieven, een natuurlijk alternatief worden gezocht.

48 │ 119



E-nummer groep

E 100-E 200

Voorbeelden E-nummers die frequent voorkomen in vleeswaren (droge worst, kookham, leverpastei, kookworst, …) E 120

E162

cochenillerood

bietenrood

Kleurstoffen E201

E 250

E 251

E 260, E 261, E 262

E 270

E 200-E 300 Conserveermiddelen en voedingszuren

natriumsorbaat

natriumnitriet

natriumnitraat

afgeleiden azijnzuur

Melkzuur

E 300

E 301

E 325

E 330

E 331

E 300-E 400 Antioxydanten en voedingszuren

L-ascorbinezuur

natrium-L-ascorbaat

natriumlactaat

Citroenzuur

Natriumcitraten

E 400-E 500 Emulgatoren, verdikkingsmiddelen, geleermiddelen en stabilisatoren

E 339 Natriumorthofosfaten

E 401

E 407

E 412

E 414

E 415

Natriumalginaat

carrageen

Guargom

Arabische gom

Xanthaangom

E 450

E 460(i)

E 471, E472

E 485

natrium -en kalium, -di, -tri-en polyfosfaten

Microkristallijne cellulose

Mono-en diglyceriden

Gelatine

E 575 E 500-E 620 Zuurteregelaars, anti-klontermiddelen, rijsmiddelen E 620-E 640

Glucono-delta-lacton

E 620

E 621

E 627

E 631

E 635

L-glutaminezuur

Mononatriumglutamaat

Natriumguanylaat

Natriuminosinaat

Natrium-5'-ribonucleotide

Smaakversterkers

E 1400-E 1442

E 1401

E 1421

zuur behandeld zetmeel

zetmeelacetaat

Gemodificeerde zetmelen

In het praktisch gedeelt e van het onderzoek zal de functionaliteit van de belangrijkst e additieven met een E-nummer (zie tabel) worden bestudeerd en vergeleken worden met hun nat uurlijke alternatieven. Dit binnen een aangepaste processing en het gebruik van geschikte grondstoffen . Deze experimenten zullen worden uitgevoerd met behulp van gestandaardiseerde modelbereidingen; wel gedefinieerd, voldoende kritisch voor het beoogde doel en eenvoudig op te volgen. Aandacht zal daarbij geschonken worden aan de kleurvorming en kleurstabiliteit. Dit betekent dat voor het gebruik van nitriet een aangepaste proc essing zal moete n worden ontwikkeld (op basis van natuurlijke ingrediënten en een specifieke starter ?) en dat ook voor de bij pekelen gebruikte pekelhulpstoffen een alternatief zal moeten worden gezocht. Dat geldt ook voor de daarbij gebruikte anti-oxidanten. De functionaliteit van deze (pekel)hulpstoffen zal worden bepaald door het opvolgen van de kleur en de evolutie van TBA RS -waarden. Deze resultaten daarbij bekomen zullen vergelek en worden t en opzichte van natuurlijke substraten; zoals bijvoorbeeld rozemarijn. Bij vervanging van nat riumnit riet als additief zal ook de microbiologische veiligheid van het vleesproduct mee moeten worden geëvalueerd. Behalve immers voor de vorming van de typische pekelkleur wordt nit riet ook gebruikt omwille van zijn inhiberende werking ten aanzien van Clostridium botulinum. Om de microbiologi sche houdbaarheid van vleeswaren te garanderen wordt vaak gebruik gemaakt van voedingszuren zoals lactaten en acetat en. In shelf-life testen zal de functionaliteit van dez e producten worden nagegaan en worden vergeleken met een aantal nat uurlijke bewaarstoffen (etherische oliën edg.). Hierbij wordt opgemerkt dat alleen in combinatie met een aangepaste processing, een aanvaardbare microbiologische houdbaarheid kan worden gegarandeerd. De fysicochemische stabiliteit (rendement, waterbinding, vetbinding, opsnijdbaarheid, textuur…) van een vleesproduct wordt deels bepaald door het gebruik van bepaalde additieven zoals emulgatoren, geleermiddelen, verdikkingsmiddelen,… De functionaliteit van deze additieven kan allicht tot op zekere hoogte worden gecompenseerd door het gebruik van meer geschikte grondstoffen en een aangepaste processing. Daarbij zal worden nagegaan hoe de vervanging van deze chemische hulpstoffen door natuurlijke alternatieven kan leiden tot kwaliteits volle eindproducten. Hierbij zal ook aandacht moet en geschonke n worden aan de smaakvorming van de producten. Dit door een aangepaste processing (ter vervanging van de courant gebruikte smaak versterkers) en een flavouring met natuurlijke bestanddelen. De bekomen bevindingen kunnen op het einde van het project, onder de vorm van case studies, worden geïmplementeerd in reële vleesproducten. Aandacht zal daarbij ook geschonk en worden aan het wettelijk kader waarin de toepassingen kunnen gebeuren.

49 │ 119



Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven In dit ruim opgezet project (3 jaar aan 2 V TE ) zal op een gefundeerde manier inzicht worden verworven omtrent het gebruik van natuurlijke hulpstoffen bij de hedendaagse processing van (hoogkwalitatieve) vleeswaren (kookham, kookworst, leverpastei, droge worst , droge zouterijwaren,… en eventueel ook vleesbereidingen). Daart oe zal in een ruime literatuurstudie voor de verschillende functionaliteiten (kleur/kleurstabiliteit, smaak/smaakstabiliteit, textuur, microbiologische, chemische en fysicochemische houdbaarh eid, product veiligheid) de alternatieven voor de nu courant gebruikte additieven (stoffen met een E -nummer) worden nagegaan; en z al het wettelijk kader waarin dez e stoffen mogen worden gebruikt, worden geschetst. In modelproducten zal de reële functionalit eit van de belangrijkste alternatieven worden nagegaan. Dit in combinatie met het gebruik van de meest geschikte grondstoffen en een aangepaste processing. Onder de vorm van c asestudies zal dez e kennis geïmplementeerd worden in reële vleesproducten. Dit moet de deelnemende bedrijven toelaten hun eigen clean label producten te ontwikkelen. Het inzicht in de functionaliteit van de grondstoffen, ingrediënt en en additieven moet de deelnemende bedrijven anderzijds toelaten hun huidige productie beter te behee rsen (naar rendement, kwaliteit, product veiligheid,…), foutproducties uit te sluiten en/of in te spelen op opportuniteiten geboden door de markt. Het bet ere inzicht in de processing moet hen daarbij ook toelaten te vert rekken van enkelvoudige componenten i.p. v. mixen van componenten waarvan nu vaak de samenstelling en functie niet goed begrepen wordt. Doelgroepbedrijven Dit project richt zich hoofdz akelijk op vleeswarenbedrijven die willen beantwoorden aan de steeds grotere vraag naar gezondere vleesproducten geproduceerd met zo weinig mogelijk synthetische additieven. Projectbudget Inschatting projectbudget: 555 913 Euro Personeelsbezetting: 2 VTE Voorziene duur: 3 jaar Uit voerder(s) De onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten is de enige onderzoeksgroep in België die over een volledig uitgeruste pilootinstallatie beschikt voor de processing van alle soort en vleeswaren. Daarnaast kunnen in de daartoe voorzi ene laboratoria analysen uitgevoerd worden om de vervaardigde vleesproducten in microbiologisch, (bio)chemisch en fysisch opzicht op te volgen. Activiteiten van de onderzoeksgroep voor Technologie en K waliteit van Dierlijke Producten situeren zich op het vlak van technologische dienst verlening, (bilaterale) projecten en het begeleiden van doctoraatsonderzoek. Het Vlaams Adviescentrum voor Vleesindustrie (V LAV), een technologische dienst verlening die -met steun van IWT- vanuit de onderzoeksgroep gecoördin eerd wordt, werkt binnen het kader van het VIS-TD project “ Nieuwe prak tijk en en technologieën voor innovaties in de vlees - en vlees verwerk ende industrie (IWT-nr 070514 – 19/05/2008 tem 18/05/2012)” samen met Laboratorium voor Diervoeding en K waliteit van Dierlijke P roducten (Faculteit Bio ingenieurswetenschappen, Vakgroep Dierlijke Productie, Universiteit gent), Laboratorium voor Hygiëne en Technologie (Fac ulteit Diergeneeskunde, Vakgroep Veterinaire Volksgezondheid en Voedselveiligheid, Universiteit Gent) en Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en

50 │ 119



Voedingstechnologie (Faculteit Bio-ingenieurswet enschappen, Vrije Universiteit Brussel). De onderzoeksgroep werkt samen met Laboratorium Levensmiddelentechnologie, Centrum voor levensmiddelen & Microbiële Technologie, Dept. M2S (Universiteit KULeuven) als partner in VIS-TD project “HeatedFood” (2009-2013). Samenwerking met bedrijven vertaalt zich enerzijds in de uit voering van projecten met steun van Flanders‟ Food (01/09/2006 tem 31/08/2009): Vetreductie en of –vervanging – partim vlees producten (Project 2), Verlengen van de fysicochemische houdbaarheid – partim verouderen van vleesproducten (FF-P roject 3) en Zoutreductie en of –vervanging – partim vlees producten (FF -Project 6). Anderzijds heeft de onderzoeksgroep, als coördinator van het VIS-TE TRA project “Actieve sturing van klimaatgerelateerde productieprocessen van vlees waren met het oog op product veiligheid, constant e kwalit eit en reductie van het energieverbruik ” en verscheidene IW T O&O projecten, i.e. “Bestrijding van bederf door beheersing van de specifiek e microbiota van verpakte kwaliteitsham door middel van bioprotectieve culturen, combinaties van alternatieve nat uurlijke bewaarmiddelen en een geoptimaliseerde thermische processing”, uitgebreide expertise opgebouwd omt rent alle aspecten van vleeswarenproductie (processing, kwaliteitscontrole, …). In het kader van begeleiding van doctoraatsonderzoeken heeft de onderzoeksgroep op internationaal niveau rond het thema “Vorming van N-nitrosaminen in verhitte vleesproducten” een samenwerkingsovereenkomst met Institute of Chemistry (University of Silesia, Katowic e Poland) en Farmaceutisch Instituut (V rije Universiteit Brussel, Facult eit voor Geneeskunde en Farmacie). Een tweede doctoraatsonderzoek kadert rond het ont wikkelen van werk wijzen ter vermindering van de hoeveelheden N-nitrosaminen in gefermenteerde vleeswaren waarbij de onderzoeksgroep samenwerkt met Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en Biochemie, Cent rum voor levensmiddelen & Microbiële Technologie en Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse (Universiteit KULeuven, Departement M2S).


U kan de intentieverklaring per project downloaden via www.flandersfoodprojecten.com/deelname Het project wordt financieel ondersteund door de deelnemende bedrijven; zij staan samen in voor 20% van de projectkosten. Flanders‟ FOOD neemt de overige 80 % voor zijn rekening. De werkelijke jaarlijkse projectbijdrage per bedrijf is afhankelijk van het totaal aantal werk nemers van het bedrijf maar ook van het finale projectbudget, het totaal aantal deelnemende bedrijven en de grootte van deze bedrijven. Onderstaande tabel geeft de jaarlijkse geschatte projectbijdrage per deelnemend bedrijf weer. Deze geschatte projectbijdrage berust op het voorgestelde projectbudget en het aantal en de grootte van de geïnteresseerde bedrijven. Aantal werknemers*



51 │ 119



2 0 . N ATR IU M RED UC TI E/ VE RV AN GIN G IN GED ROOG DE ZO UT ER IJWA REN ( RE DU SAL T)




KaHo Sint -Lieven R& D vzw Onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten Dr. Apr. Sandra Impens Tel.: 09 265 87 28 GSM: 0476/ 90 77 46 [email protected] Nader te bepalen

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling In de media wordt momenteel veel aandacht besteed aan reductie van zout in voedingsmiddelen. Onderzoek heeft immers aangetoond dat een te hoge dagelijkse zoutinname kan leiden tot cardiovasculaire aandoeningen, maagkanker, …. Zowel wetgever als consument vragen daarom dat bedrijven hierop inspelen en zorgen voor Natrium-gereduc eerde producten. Reductie van het zout-/natriumgehalte in droge zouterijwaren is ec hter niet vanzelfsprekend (verlies van textuur en smaak, misproducties, gelimiteerde houdbaarheid,…). Dit project beoogt het verwerven van relevante kennis om de problemen die gepaard gaan met zoutreductie in vleesproducten op te lossen en smaak volle zout gereduceerde producten te ontwikkelen die voldoende stabiel en veilig zijn bij distributie en verbruik. Inhoud voorgesteld onderzoek In eerste instantie zal een grondige literat uurstudie omtrent zoutreductie in gedroogde zouterijwaren worden uitgevoerd waarin een overzicht worden gegeven van de problemen die gepaard kunnen gaan met zoutreductie en de eventuele mogelijkheden om deze op t e lossen. Een lijst van ingrediënten (zout vervangers, alternatieve aroma‟s,…) die kunnen bijdragen tot zoutgereduceerde kwaliteits volle eindproducten, zal worden opgesteld. In een volgende fase van het project zal het z out gehalte systematisch worden verla agd in gestandaardiseerde modelproducten die ontwikkeld zullen voor elk type zouterijproduct . De wijzigende productkarakteristieken die ontstaan door de reductie van zout z ullen worden in kaart gebracht. E veneens zullen grenzen worden bepaald waarbinnen zoutreductie mogelijk is zonder verlies van kwaliteit van het eindproduct. In een volgende stap van het onderzoek zal getracht worden een claimbaar zoutgereduceerd product (min. 25% reductie van gehalte aan natrium) te ontwikkelen. Met behulp van verschillende remediërende tools (optimalisatie van het productieproces, gebruik van alternatieven voor natriumhoudende zouten, …) zullen kwaliteitsafwijkingen die optreden ten gevolge van de zoutreductie, worden aangepakt. In ee n finale fase van het project zal via het gebruik van bepaalde aroma‟s, zout boosters, masking agents,… de smaak/aroma van de zoutgereduceerde producten op punt worden gesteld. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Door deelname aan het project kunnen bedrijven kennis/inzicht verwerven omtrent de productie van zoutgereduceerde zouterijwaren. Dit geldt in het bijzonder voor zacht gezouten producten zoals vark enrugproducten, cobourgs, gerookt spek, filet d‟Anvers, paardenrook vlees en zouterijproducten op basis van gevogeltevlees. De informatie die voort vloeit uit een grondige literatuurstudie en de result aten van de project-experimenten (in kaart brengen van problemen gepaard gaande met zoutreductie, gebruik van zout vervangers, aanpassing technologie,…) kan gebruikt worden om in productie-omstandigheden kwaliteits volle z outgereduceerde droge zouterijwaren te produceren. Hierdoor kunnen de bedrijven inspelen op de vraag van de hedendaagse consument die gezonde en evenwichtige voeding vooropstelt.

52 │ 119



Doelgroepbedrijven De doelgroep van dit project is de vlees warensector, met name producenten van droge zouterijwaren. Laatstgenoemde zijn vleesproducten die worden bereid door zouten – droogzouten of pekelen – gevolgd door indrogen en veelal ook roken. Voorbeelden van dergelijke producten zijn cobourg, bacon, filet de sax e, filet d‟Anvers, zouterijproducten van paardenvlees en gevogeltevlees,… Projectbudget Inschatting projectbudget: 361.339,35 Euro Personeelsbezetting: 2 personen full time Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) De onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten is de enige onderzoeksgroep in België die over een volledig uitgeruste pilootinstallatie beschikt voor de processing van alle soorten vleeswaren. Daarnaast kunnen in de daartoe voorzi ene laboratoria analysen uitgevoerd worden om de vervaardigde vleesproducten in microbiologisch, (bio)chemisch en fysisch opzicht op te volgen. Activiteiten van de onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten situeren zich op het vlak van technologische dienst verlening, (bilaterale) projecten en het begeleiden van doctoraatsonderzoek. Het Vlaams Adviescentrum voor Vleesindustrie (V LAV), een technologische dienst verlening die -met steun van IW T- vanuit de onderzoeksgroep gec oördin eerd wordt, werkt binnen het kader van het VIS -TD project “ Nieuwe prak tijk en en t echnologieën voor innovaties in de vlees - en vlees verwerk ende industrie (IWT-nr 070514 – 19/05/2008 tem 18/05/2012)” samen met Laboratorium voor Diervoeding en K waliteit van Dierlijke P roducten (Faculteit Bioingenieurswetenschappen, Vakgroep Dierlijke Productie, Universiteit gent ), Laboratorium voor Hygiëne en Technologie (Faculteit Diergeneeskunde, Vakgroep V eterinaire Volksgezondheid en Voedselveiligheid, Universiteit Gent) en Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingstechnologie (Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, Vrije Universiteit Brussel). De onderzoeksgroep werkt samen met Laboratorium Levensmiddelentechnologie, Centrum voor levensmiddelen & Microbiële Technologie, Dept. M2S (Universiteit KULeuven) als partner in VIS-TD project “HeatedFood” (2009-2013). Samenwerking met bedrijven vertaalt zich enerzijds in de uit voering van projecten met steun van Flanders‟ Food (01/ 09/2006 tem 31/08/2009): Vetreductie en of –vervanging – partim vlees producten (Project 2), Verlengen van de fysicochemische houdbaarheid – partim verouderen van vleesproducten (FF -Project 3) en Zoutreductie en of –vervanging – partim vlees producten (FF-Project 6). Anderzijds heeft de onderzoeksgroep, als coördinator van het VIS-TE TRA project “Actieve sturing van klimaatgerelateerde productieprocessen van vlees waren met het oog op product veiligheid, constante kwaliteit en reductie van het energieverbruik ” en verscheidene IW T O&O projecten, i.e. “B estrijding van bederf door beheersing van de specifieke microbiot a van verpakte kwaliteitsham door middel van bioprotectieve culturen, combinaties van alternatieve natuurlijke bewaarmiddelen en een geoptimaliseerde thermische processing”, uitgebreide expertise opgebouwd omtrent alle aspecten van vleeswarenproductie (processing, kwaliteitscontrole, …). In het kader van begeleiding van doctoraatsonderzoeken heeft de onderzoeksgroep op internationaal niveau rond het thema “Vorming van N -nitrosaminen in verhitte vleesproducten” een samenwerkingsovereenkomst met Institute of Chemistry (University of Silesia, Kat owice Poland) en Farmaceutisch Instituut (V rije Universiteit Brussel, Faculteit voor Geneeskunde en Farmacie). E en t weede doctoraatsonderzoek kadert rond het ontwikkelen van werk wijzen ter vermindering van de hoeveelheden N-nitrosaminen in gefermenteerde vleeswaren waarbij de onderzoeksgroep samenwerkt met Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en Biochemie, Cent rum voor levensmiddelen & Microbiële Technologie en Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse (Universiteit KULeuven, Departement M2S).

53 │ 119





Aantal werknemers*



54 │ 119



2 1 . IN VL OED VAN OX IDA TI E VAN SP IE RWE EFS EL EIW I TT EN B IJ D E V E RWE RK IN G




UGent Vakgroep Dierlijke Productie, Laboratorium voor Diervoeding en Kwaliteit van Dierlijke Producten (Lanupro) Prof. Dr. ir. Stefaan De Smet [email protected] ++32 9 264 90 03 / ++32 9 264 61 82 Hogeschool West-Vlaanderen, Departement PIH, Onderzoek sgroep EnBiChem, Dr. Katleen Raes (HoWest) Katholiek e Hogeschool Sint -Lieven, Departement Industrieel Ingenieur Vak groep Biochemie, Chemisch en Biochemisch Onderz oek scentrum KaHo Sint -Lieven R& D, Onderzoek sgroep voor Technologie en K waliteit van Dierlijk e Producten (KaHo)

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Vlees(vis )warenbedrijven maken gebruik van spierweefsel als grondstof voor de verwerking na toevoeging van additieven en eventueel andere ingrediënten in specifieke processen afhankelijk van het type product. De variabiliteit in dez e grondstof vlees(vis) bepaalt mede de kwaliteit van het eindproduct. Nog steeds worden immers door de verwerkende voedingsindustrie problemen ervaren met de geschiktheid van de eiwitgrondstoffen voor bepaalde toepassingen. Spierweefsel bestaat uit een mengsel van verschillende soorten eiwitten, d.i. myofibrillaire, sarcoplasmatische en bindweefseleiwitten. De eigenschappen van deze eiwit fracties zijn in grote mat e bepalend voor de geschiktheid voor verdere verwerking. Een tot nog toe weinig onderz ocht fenomeen in relatie tot de k waliteit van het eindproduct is oxidatie van vlees(vis)eiwitten tijdens de initiële bewaring en de proc essing. E venwel is bekend dat oxidatie van geïsoleerde eiwitten de functionaliteit van deze eiwitten beïnvloedt en dus ook mogelijk een impact heeft op de eigenschappen van het eindproduct. In functie van de geïnteresseerde bedrijven zullen vlees- en vis eiwitten en daarvan afgeleide producten beschouwd worden. Inhoud voorgesteld onderzoek Het doel van dit project is om 1/ oxidatie in verschillende fracties van s pierweefseleiwitten te karakteriseren in functie van de herkomst van de grondstoffen (bv. type vlees(vis), bewaarduur) en de processing in een model voor kookproducten, 2/ de impact van eiwitoxidatie op de (textuur)eigenschappen en de houdbaarheid van het eindproduct na te gaan, en 3/ het effect van additieven (bv. antioxidantia) te onderz oeken die aan het product kunnen toegevoegd worden om eiwitoxidatie te beperken en alzo de eigenschappen (bv. uitzicht, vochtbinding, textuur, syneresis) van het eindproduct te verbeteren. Vlees(vis ) van uiteenlopende kwaliteit zal in een eerste werkpakket gescheiden worden in verschillende fracties, d.i. een sarcoplamatische fractie, een myofibrillaire en cytoskeletaire fractie en een bindweefselfractie. Hierop zullen verschillende parameters voor eiwitoxidatie gemeten worden voor en na een standaard verhittingsproces als model voor kookproducten. Variatie in de grondstofkwaliteit zal gez ocht en gemeten worden op basis van verschillen in eind pH, PSE vs. normaal vlees, interval slachten tot versnijden en verwerken, verschillende deelstukken (met inherente verschillen in spiervezeltype), vers t.o. v. diepgevroren en ontdooid vooraleer te verwerken. Het meten van eiwitoxidatie zal gebeuren a.h. v. reeds beschikbare methoden in de laboratoria van de aanvragers en a.h. v. in de literatuur beschreven maar nog te implementeren methoden. Dit omvat o.a. het meten van carbonyls, thiols, dityrosine, en methoden waarbij gebruik gemaakt wordt van SDS -PAGE, Western blotting en HP LC tec hnieken. Ook zal gebruik

55 │ 119



gemaakt worden van Differential Scan ning Calorimetry om het gedrag van de eiwitten i.f. v. de verhitting na te gaan. In een tweede werk pakket zullen modelproducten (verkleind en niet verkleind) bereid worden met variatie in de te verwachten eiwitoxidatie, waarbij enerzijds de grondstof en anderzijds de kwaliteit van het eindproduct gekarakteriseerd wordt, d.i. het meten van de textuur, vochtbindend vermogen etc. Tevens zal op dit eindproduct de oxidatieve stabiliteit tijdens de verdere bewaring gemeten worden in zijn verschillende facetten, d.w.z. eiwitoxidatie, vetoxidatie en kleurverval. In een derde werkpakket zullen specifieke additieven getest worden die toelat en eiwitoxidatie te beperken en alzo de eigenschappen van eindproducten te verbeteren. Combinaties van antioxidanten/additieven zullen getest worden om niet alleen de houdbaarheid maar ook de kwaliteit van het eindproduct in zijn geheel te verbeteren. Welke grondstoffen en producten als einddoel zullen onderzocht worden, zal mede afhangen van de deelnemende bedrijven en zal in gezamenlijk overleg bepaald worden. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Meer inzicht in oxidatie van spierweefseleiwitten en de invloed daarvan op het eindproduct moet vlees- en vis verwerkende bedrijven toelaten gericht er grondstoffen te selecteren en daardoor ook betere eindproducten met minder kwaliteits verlies te bekomen.

Doelgroepbedrijven Vleeswarensector, vis verwerk ende bedrijven Projectbudget Inschatting projectbudget: 172.500 Euro Personeelsbezetting: 1 VTE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) In het Laboratorium voor Diervoeding en Kwaliteit van Dierlijke Producten (Lanupro) wordt onder leiding van S. De Smet sinds geruime tijd onderzoek verricht naar sensorische en technologische kwaliteitsaspecten van vlees. Zo is in het verleden onderz oek ve rricht naar PSE-eigenschappen van varkens vlees, naar de relatie t ussen karkas - en vleeskwaliteit, naar de geschiktheid van vers vlees voor de verwerking tot kook ham etc. De focus is thans sterk gericht op de oxidatieve stabiliteit en houdbaarheid van vlees en vleesproducten. In dit voorstel is het bedoeling kennis van beide domeinen te koppelen. Lanupro beschikt over apparatuur en methoden om oxidaties (eiwit-, vet-, kleuroxidatie) op vlees en vleesproducten te meten, alsook meer gangbare methoden m.b.t. de samenstelling en de kwalit eitseigenschappen van vlees. Het laboratorium beschikt o.a. over spectrofot ometrie, SDS-PAGE, HPLC etc. Mede-uit voerder K. Raes van HoWest heeft een sterk chemisch-analytische achtergrond. Binnen HoWest beschikt zij bovendien over apparatuur, bv. Differential Scanning Calorimet ry en HPLC met fluorescentiedetectie, die in het kader van dit project zeer bruikbaar kan zijn. Mede-uit voerder H. Paelinck van het KaHo is de bevoorrechte partner voor het bereiden van diverse vlees producten omwille van de unieke pilootinstallatie en faciliteiten aan het KaHo op dit vlak en de sterke expertise met processing en analyse van vleesproducten.

56 │ 119





Aantal werknemers*



57 │ 119



22. IN N OVAT IEV E VOE DE RAD DI TI EV EN CON TAM IN AT IE VAN VA RKEN SVL EES – II

V OO R

RED UC TI E

V AN

SAL MO N EL L A




Universiteit Gent Laboratorium voor Diervoeding en Kwaliteit van Dierlijke Producten (LANUP RO), Vakgroep Dierlijke Productie Stefaan De Smet ++ 32 (0)9 264 90 03 [email protected] Instituut voor Landbouw en Visserij Onderzoek (ILVO), Eenheid Technologie en Voeding (T&V), Onderzoeksdomein Voedselveiligheid (VV), Marc Hey ndrickx Hogeschool Gent, Vakgroep Dierlijke Productie, Departement Biowetenschappen en Landschapsarchitectuur, Joris Michiels

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Schets hier de probleemstelling (op welk e noden wordt ingespeeld) en opportuniteit voor de bedrijven Salmonella Typhimurium wordt geassocieerd met de consumptie van varkens vlees . Volgens de EU-baseline studie bedroeg de prevalentie van dit serotype bij vlees varkens en karkassen in België respectievelijk 7.8 en 10.9% waarbij België t ot de slechtste in de EU behoorde. Het faagtype “Definitive Type 104 (DT104)” komt zeer vaak voor bij Salmonella Typhimurium en dit wordt voor bijna 90% in verband gebracht met multiresistentie tegen antibiotica. Dit maakt het tot een bijzondere bedreiging voor de openbare volksgezondheid. De E uropese Richtlijn 2003/99/EG inzake de bewaking van zoönos es en zoönoseverwekkers en de Europese Verordening 2160/2003/EG verplichten testen en certificat en m.b.t. de Salmonella status bij handels verkeer. De EU zal targets stellen voor reductie van de Salmonella contaminatie. Om het aant al salmonellosegevallen te reduceren en de concurrentiekrac ht van de Vlaamse varkenshouderij en vlees verwerkende industrie te vrijwaren zijn maatregelen noodzakelijk om de besmetting ter hoogte van de primaire productie t e verlagen. De contaminatie cycli van Salmonella op de varkensbedrijven wordt in stand gehouden door de uitscheiding van de bacterie via de mest waardoor andere dieren zich kunnen besmetten. Een wezenlijke opportuniteit hierbij is om de uitscheiding e n de verdere verspreiding van Salmonella bij de vlees varkens tegen te gaan via innovatieve veevoederadditieven. Aldus kan de aanvoer van met Salmonella gecontamineerde varkens naar het slachthuis gereduceerd en het risico op karkas contaminatie verkleind worden. Het uittesten en optimaliseren van nieuwe additieven vergroot de competentie ter zake van de deelnemende bedrijven en de sector. Uit een voorgaand Flanders‟ FOOD project is gebleken dat op zijn minst sommige van deze voederadditieven inderdaad perspectieven bieden voor Salmonella reductie, maar deze proeven gebeurden volledig in praktijkomstandigheden met zijn voordelen (reële situatie) en nadelen (veel interfererende factoren). In dit vervolgproject zal de effectieve werking van de voederadditieven onder (meer) gecont roleerde omstandigheden worden uitget est, alsook zal het effect op slachthuisniveau nagegaan worden.

58 │ 119



Inhoud voorgesteld onderzoek Beschrijf de projectinhoud en preciseer de verwachte resultat en inz ak e k ennisopbouw die u wil behalen met het project. Beschrijf dit zo k wantitatief mogelijk en omschrijf ook de vorm van de resultaten (k nowhow, soft ware, procédés, methodes). In dit project zullen veevoederadditieven op basis van organische zuren, essentiële oliën en probiotica, waarvan in een voorgaand project is gebleken dat ze de Salmonella contaminatie bij vlees varkens kunnen reduceren of aangeleverd door nieuwe partners, verder geoptimaliseerd (samenstelling, dosis) worden. Deze additie ven zullen geëvalueerd worden op hun potentieel tot reductie van Salmonella uitscheiding bij varkens; in eerste instantie onder een gecontroleerde omstandigheden (challenge proeven) en vervolgens onder praktijkomstandigheden die meer gecont roleerd zullen verlopen in vergelijking met voorgaand project (praktijkproeven). De praktijkproeven zijn essentieel om het potentieel van de additieven in het veld te valideren en het effect naar reductie van de contaminatie van het vark ens vlees in het slachthuis te kunnen inschatten. In proeven onder gecontroleerde omstandigheden (challenge proeven) kan de effectiviteit van actieve stof en dosis nauwkeurig bepaald en vergeleken worden. In deze proeven worden alle additieven get est. Omwille van de technische en financiële haalbaarheid wordt het big als model genomen. De proef wordt gestart met gespeende biggen. De behandelingen zijn een negatieve controle (basisvoeder), een positieve controle (= basis voeder + S almonella Typhimurium challenge) en meerdere behandelingen met de additieven (= basis voeder + additief + Salmonella Ty phimurium challenge). Elke behandeling telt 4 hok herhalingen met telkens 4 dieren. De challenge gebeurt door het oraal t oedienen van 1 mL van t ryptic soy broth 9 oplossing met 10 S almonella Typhimurium kolonievormende eenheden 5 dagen na het spenen bij 2 dieren per hok. Deze geïnoculeerde dieren worden apart van de andere dieren van het hok gehuis vest tot 2 dagen na de infectie. Naast de zoöt echnische prestaties (groei, voederopname en voederconversie) worden volgende parameters na de start van de challenge om drie dagen gedurende de 4 weken durende proef gemeten: faeces score, rectale temperatuur, klinische symptomen en Salmonella uitscheiding via de mest (ISO norm 6579:2002 annex D, zie verder). Op het einde van de proef worden de dieren gedood voor bepaling van aantallen Salmonella in distaal dunne darm, caecum en ileo -caecale lymfeknopen (ISO norm 6579:2002 annex D, zie verder) en van aant allen totaal anaëroben, lactobacillen, streptococcen, coli formen, bifidobacteria en clostridia in distaal dunne darm en caecum via selectieve bodems. Antilichamen in bloed tegen het challenge organisme zullen bepaald worden op dag van de challenge en bij einde proef. Deze proef benadering geeft een objectieve inschatting van de effectiviteit van de additieven om de uitscheiding en verspreiding van Salmonella binnen een hok te voorkomen. Voor het uit voeren van dez e challenge proeven zullen nog bijkomende partners (met expertise) gezocht worden. Betreffende de praktijkproeven zal één of enkele vark ensbedrijven geselecteerd worden met meerdere stallen en waarbij de biggen altijd afkomstig zijn van dezelfde herkomst. Op het bedrijf zal telkens één stal als controlestal fungeren. In de overige stallen zullen de vlees varkens gesupplementeerd voeder (met additief) krijgen vanaf 50 kg tot slachtleeftijd, wat ongeveer een periode van 2.5 tot 3 maanden bedraagt. In elke stal kan dan parallel een ander gesupplementeerd voeder uitgetest worden. Er wordt geopteerd om 2 à 3 additieven te selecteren uit de challenge proeven volgens hoogste effectivit eit. Elk geselecteerd additief zal in 2 productierondes worden uitget est om herhalingen te kunnen inbouwen. Meststalen van een statistisch verantwoord aantal dieren per stal (statistisch programma WinEpiscope 2.0) zullen onderzocht worden op de aanwezigheid van S almonella in het begin van de proef, nl. op 50 kg, en op het einde van de proef, nl. enkele dagen voor het slachten. Tot slot zullen geselecteerde dieren ook bemonsterd worden in het slachthuis, waarbij op steriele wijze stalen worden genomen van de darmpaketten en ileo-c aecale lymfeknopen. De stalen worden verwerkt volgens de ISO norm 6579:2002 annex D. De stalen worden telkens tien maal verdund in gebufferd pepton water, gehomogeniseerd en een verdunningsreeks wordt aangelegd. Na 18 uur incubatie bij 37°C, wordt 0.1 mL van elke suspensie op modified semisolid rappaport -Vassiliadis medium gebracht. Na incubatie bij 41.5°C gedurende 24 uur, wordt van verdacht e platen 0.1 µL materiaal overgebracht op een xylose deoxycholaat agar plaat en een tweede selectieve agarplaat naar keuze. Verdachte kolonies worden tot slot bevestigd dmv een Salmonella genus en Salmonella Typhimurium PCR.

59 │ 119



Het gedetailleerde protocol van beide proeven zal desgevallend verder uitgewerkt worden in het full-proposal in samenspraak met de geïnteresseerde bedrijven. Dit project zal bijdragen t ot de verdere ontwikkeling en het gebruik van praktijkrijpe, doeltreffende en duurzame additieven voor een reductie van de Salmonella uitscheiding bij het varken en contaminatie t er hoogte van de primaire productie. Daardoor zal de aanvoer van met Salmonella gecontamineerde dieren naar de slachthuizen en vlees verwerking dalen. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Geef aan wat bedrijven als resultaat van het onderzoek k unnen verwachten. Wees hierbij zo concreet mogelijk . Dit project zal bijdragen tot de verdere ont wikkeling en het gebruik van praktijkrijpe, doeltreffende en duurzame additieven voor een reductie van de Salmonella uitscheiding bij het varken en contaminatie ter hoogt e van de primaire productie. Daardoor zal de aanvoer van met Salmonella besmette dieren naar de slachthuizen en vlees verwerking dalen. Doelgroepbedrijven Specifieer de doelgroepbedrijven (sectoren) zo concreet mogelijk Vlees verwerkende industrie en veevoeders ector Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: (bedrag) 300 000 Euro Personeelsbezetting: (aantal) 2 VTE Voorziene duur: (aantal) 2 jaar Uit voerder(s) Motiveer bondig dat bij de projectuitvoerders de nodige infrastructuur, onderzoek scapaciteit en expertise wordt samengebracht om het projectvoorstel naar behoren uit te k unnen voeren. LANUPRO van de UGent is reeds geruime tijd actief in het domein van de microbiële ecologie, fysiologie en histologie van het spijs verteringskanaal van het varken (modeldier éénmagigen). Prof. Dr. ir. S. De Smet treedt in dit project voorstel op als promotor namens LANUPRO. Dr. ir. N. Dierick heeft een zeer gedegen kennis van de verteringsfysiologie, darmmicrobiologie en morfologie en histologie van de mucosa bij éénmagigen, inzonderheid het varken. Het labo is uitgerust met moderne apparat uur voor analyse van macro-nutriënten, monomeren en fermentatiegassen, voor weefselanalyse (cryo - en paraffine histologische coupes met automatische processing), voor microbiologisch onderzoek van de maagdarmflora via de “ringplat entechniek” voor gelijktijdige verwerking van grote aantallen stalen, voor immunologisch onderzoek (E LISA, immunoblotting), naast de noodzakelijke basisapparatuur. Voor de uit voering van dierproeven beschikt LANUP RO over 2 proeflokalen voor proefondervindelijk onderzoek met biggen en loopvarkens op metabolisme kooien. Daarnaast kan men beschikken over een uitgeruste proefstal bij het Biocentrum AgriV et van de UGent voor het uit voeren van zoötechnische proeven op grot ere schaal (biggen en vlees varkens, groephuis vesting). Aansluitend is de de Vakgroep Dierlijke Productie van de Hogeschool Gent is reeds 15 jaar actief in het onderz oek met betrekking tot de melk veevoeding, de vlees veevoeding en de varkens voeding (leiding Dr. Dirk Fremaut en Dr. Joris Michiels). ILVO-T&V beschikt over goed uitgeruste laboratori a waar alle voorgestelde microbiologische analyses kunnen worden uitgevoerd: det ectiemethodes (kwalitatief, (semi)k wantitatief), identificatiemethodes en polyfasische typeringsmethodes (o.a. PFGE, RAPD, REP -P CR, Bionumerics software). Het beschikt bovendien over een BELA C accreditatie voor microbiologische analyses voor alle voedingsmatrices. ILVO -T&V heeft een milieuvergunning voor het werken met pathogene micro-organismen. De onderz oeksleiders, Dr. Marc Heyndrickx en Dr. Geertrui Rasschaert, beschikken over een brede expertise inzake zoönotische 60 │ 119





 

pathogenen in de dierlijke productie en in de voedselketen en zijn momenteel intensief betrokken in het lopende Flanders‟ Food project over Salmonella reductie bij vark ens. Deze expertise wordt aangetoond via diverse publicaties in internationale en vulgariserende tijdschriften en in de dagelijkse werking van het ILVO-T&V in het k ader van dienst verlening en referentiewerking. Deze situeert zich rond: - Detectie, identificatie en typering van micro-organismen (bederforganismen, schimmels; pathogenen met nadruk op Salmonella, Listeria monoc ytogenes, shiga toxine producerende E. coli, Campylobacter, Staphyloc occus aureus, Bacillus cereus, Yersinia, schimmels en virussen). - Identificatie van contaminatieroutes en cont aminatiebronnen via uitgebreide staalname en typering van de micro-organismen - Informatieoverdracht via lezingen PR OJECTB IJD R AG E B ED R IJVEN


Aantal werknemers*



61 │ 119



2 2 BIS. OPT IM AL IS ER IN G VAN D E KL EU RP ERC EPT IE V AN V L EES EN V L EESW AR EN (OPTI COL OUR )




KaHo Sint -Lieven R& D Laboratorium voor Lichttechnologie Dr. Peter Hanselaer [email protected] 09/265.86.10 Katholieke Hogeschool Sint -Lieven, Onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten Prof. dr. ir. Hubert Paelinck Universiteit Gent, Laboratorium voor Diervoeding en Kwaliteit van Dierlijke Producten (Lanupro) Prof. dr. ir. Stefaan De Smet

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Het uitzicht van een product is een belangrijk element bij de beoordeling van de kwaliteit en een essentiële parameter waarop de klant zich baseert om het al dan niet aan te kopen. Dit geldt des te meer voor levensmiddelen, en voor vlees en vleeswaren in het bijzonder. Bij vlees(waren) is in eerste instantie de kleur sterk bepalend voor het uitzicht. De kleur wordt meestal opgemeten en gekarakteris eerd aan de hand van industriële kleurmeters, die de kleur snel opmeten en weergeven in een bepaalde kleurruimte (x, y, Y; L*, a*, b*;…). Deze methode is meestal voldoende voor standaard kwaliteits- en reproduceerbaarheidstesten. Het is echter zelden een goede indicatie van de reële kleur zoals waargenomen in een prak tische presentatie omgeving. Bij de visuele appreciatie wordt een product beoordeeld in relatie tot de omgeving, waarbij invloeden zoals het type belichting, de geometrie, de achtergrondkleur, en de chromatische adaptatie van het menselijk oog onbewust door de hersenen in rekening worden gebracht. Het gebruik van LE D verlichting, met zijn zeer typische lichtspectrum, laat bovendien heel verrassende kleureffecten toe. Een kleurmeter houdt met deze effecten weinig of geen rekening. Het is dan ook niet verwonderlijk dat grote discrepanties optreden tussen een standaard kleurmeting en de perceptie van het product in een presentatie -eiland. Dit hindert uiteraard een gericht onderzoek naar de chemische processen die een optimale presentatie kleur garanderen. Sinds kort (2002) werd door de Commission Internationale de l‟Eclairage (CIE ) een nieuw kleurmodel ingevoerd, CIE CAM02 (Colour Appearance Model) genaamd, dat wel rekening houdt met de hiervoor aangehaalde aspecten. Dit project heeft daarom als doelstelling dit nieuwe kleurmodel te implementeren in de karakterisering van vlees(waren). Op die manier kan dit project immense perspectieven openen met betrekking tot het vinden van procestechnieken die leiden tot een optimale kleurbeoordeling, -voorkeur, en -acceptatie in reële beoordelingsomstandigheden.

Inhoud voorgesteld onderzoek

62 │ 119



Het onderzoek zal opgedeeld worden in vijf werkpakketten. Werk pakk et 1: Literatuurstudie Er wordt gestart met een beperkte literatuurstudie betreffende de huidige stand van zaken m.b.t. kleurkarakterisering van vers vlees enerzijds en vleeswaren anderzijds. Een overzicht van deze literatuurstudie zal voorgesteld worden aan de deelnemende bedrijven. Werk pakk et 2: CIECAM02 vs. vlees: modellering Onder de deelnemende bedrijven zal een enquête uitgevoerd worden, waarbij zal getrac ht worden de afwijkingen t ussen enerzijds kleurkarakterisering via een kleurmeter en anderzijds de visuele indruk in een c oncret e omgeving in kaart te brengen en dit voor diverse vleessoorten. Vanuit de resultaten van deze enquête zullen een aantal vleessoorten geselecteerd worden, die in het verder verloop van het project als testmateriaal zullen gebruikt worden. Ten slotte zullen de geselecteerde vleessoorten spectraal gekarakteriseerd worden, omdat deze informatie nodig zal zijn als input in het CIECAM02 model. Werk pakk et 3: Visuele testen D.m. v. een proefopstelling kunnen de geselecteerde vleessoorten belicht worden met verschillende belichtingsspectra en belichtingsintensiteiten. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van individueel aanpasbare LED lichtbronnen. Visuele testen zullen worden uitgevoerd met zowel proefpersonen uit de deelnemende bedrijven als buitenstaanders. Hierbij kan gefocust worden op t wee aspecten: kleuracceptatie en kleurvoorkeur. Werk pakk et 4: Bepaling van een k leuracceptatieruimt e Aan de hand van de resultaten van de visuele testen enerzijds en de outputparameters van het CIE CAM02 model anderzijds (colourfulness, saturation, bright ness, . . .) kan voor elke geselecteerde vleessoort een kleuracceptatieruimte en een kleurvoorkeur bepaald worden. Daarmee kunnen de targetwaarden van de spectrale reflectie van het vleesproduct gedefinieerd worden. De berekening van deze targetwaarden kan aan de bedrijven aangeboden worden via een eenvoudige tool. Werk pakk et 5: Invloed van voedingsparameters: een testcase In een laatste werkpakket kunnen de resultaten van de voorgaande werkpakketten a.d.h. v. een praktische testcase uitgewerkt worden. Hierbij kan de invloed van concentraties van additieven/ingrediënt en op de vleeskleur onderzocht worden. De methode zal gevalideerd worden a.d.h. v. visuele testen. Deze validatie zal de bedrijven uit de sector toelaten doelgericht te werken naar vooropgestelde reflectiespectra waarmee het vleesproduct door de consume nt wordt gewaardeerd. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Met dit project willen we de bedrijven een eenvoudige tool aanbieden, waarmee de visuele perceptie van vlees kan ingeschat worden. Dit kan nieuwe perspectieven openen met betrekking tot het vinden van procestechnieken die leiden tot een optimale kleurbeoordeling in reële omstandigheden. Doelgroepbedrijven Het project richt zich in de eerste plaats naar de vlees(waren)sector, voor wie het uitzicht, de kleur en de perceptie van vlees zoals beoordeeld in de concrete situatie, belangrijk zijn. Projectbudget Inschatting projectbudget: 220000 Euro Personeelsbezetting: 1,33 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s)

63 │ 119



Het Laboratorium voor Lichttechnologie van de industriële hogeschool KaHo St.-Lieven ondersteunt bedrijven bij de implement atie van innovatieve ontwikkelingen d.m. v. kennisopbouw en kennisoverdracht. Optische karakterisatie van lic htbronnen en objecten, en het ont werp van verlichting, in het bijzonder LE D-verlichting, vormen de hoofdactiviteiten. Het Laboratorium beschikt over de nodige meetfaciliteiten die tot stand kwamen met de steun van IWT Vlaanderen en talrijke industriële partners. “Appearance” van materialen kwam reeds i n verschillende projecten aan bod. De Onderzoeksgroep voor Technologie en Kwaliteit van Dierlijke Producten is de enige onderzoeksgroep in België die over een volledig uitgeruste pilootinstallatie beschikt voor de processing van alle soorten vleeswaren. Daarnaast kunnen in de daartoe voorziene laboratoria analysen uitgevoerd worden om de vervaardigde vleesproducten in microbiologisch, (bio)chemisch en fysisch opzicht op te volgen. Activiteiten situeren zich op het vlak van technologische dienst verlening, (bilaterale) projecten en het begeleiden van doctoraatsonderzoek. In het Laboratorium voor Diervoeding en Kwaliteit van Dierlijke Producten (Lanupro) wordt onder leiding van S. De Smet sinds geruime tijd onderzoek verricht naar sensorische en technologische kwaliteitsaspecten van vlees. Zo is in het verleden onderz oek verricht naar PSE-eigenschappen van varkens vlees, naar de relatie t ussen karkas- en vleeskwaliteit, naar de geschiktheid van vers vlees voor de verwerking tot kookham etc. Gedurende de laatste jaren is de focus sterker gericht op de gezondheidswaarde van dierlijke producten, met nadruk op de vetzuursamenstelling, en op de oxidatieve stabiliteit en houdbaarheid van vlees en vlees producten. Het onderzoek is zowel nationaal als internationaal bekend (bv. Europese onderzoeksfinanciering, internationale publicaties).



Aantal werknemers*



64 │ 119



2 3 +2 4 +2 5 . OXI DAT I EVE S TAB IL I TE IT VAN L EV EN S MI DDEL EN (OXI DA TI E)




Universiteit Gent Levensmiddelenchemie en Humane Voeding Naam Bruno De Meulenaer e-mail [email protected] tel 09 264 61 66 UGent; Levensmiddelenchemie en Humane Voeding; John Van Camp UGent; Levensmiddelenmicrobiologie en –conservering; Frank Devlieghere Katholiek e Hogeschool Sint -Lieven, Laboratorium voor lichttechnologie, Peter Hanselaer

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Schets hier de probleemstelling (op welk e noden wordt ingespeeld) en opportuniteit voor de bedrijven Oxidatie is de belangrijkste oorzaak van chemische bederf van levensmiddelen. Oxidatie geeft aanleiding tot sensorische afwijkingen onder de vorm van geur- en smaakafwijkingen, kleurveranderingen en mogelijks ook veranderingen in textuur. Bovendien is het bekend dat diverse component en die ontstaan uit lipide- en eiwitoxidatie toxisch zijn. Tot slotte dient ook gewezen te worden op de negatieve impact van oxidatieve afbraak op nutritionele kwaliteit van levensmiddelen. Oxidatie is een bijzonder complex proces waardoor het moeilijk is om de oxidatieve stabiliteit van levensmiddelen te gaan voorspellen indien bijvoorbeeld wijzigingen worden aangebracht in receptuur of productiewijze. Het uit voeren van houdbaarheidstesten is dik wijls de enige manier om een reële voorspelling te maken van de houdbaarheid. Gezien hun langdurig karakter is dit een belangrijke flessenhals in de ontwikkeling van nieuwe producten. E r is dan ook een duidelijke nood aan het ontwikkelen van betrouwbare versnelde houdbaarheidstesten van waaruit de houdbaarheid in reële omstandigheden kan geëxtrapole erd worden. Binnen het oxidatieve afbraakproces speelt de door licht geïnduceerde oxidatie een belangrijke en afzonderlijke rol. Immers door de aanwezigheid van bepaalde fotosensitizers zullen levensmiddelen ook door blootstelling aan zichtbaar licht, toch zeer gevoelig zijn voor lichtgeïnduceerde oxidatie. Inzicht omtrent de impact van de bestralingssterkte en de golflengtesamenstelling van het spectrum op de licht oxidatie van levensmiddelen is momenteel vrij beperkt. Hierdoor kunnen momenteel geen efficiënte strategieën ont wikkeld worden om de lichtgeïnduceerde oxidatie te verminderen. Een derde aandachtspunt in de oxidatieproblematiek betreft het ontwikkelen en evalueren van optimale anti-oxidant mengsels. Het is immers bekend dat mengsels van anti-oxidanten dik wijls synergistische effecten vertonen en dus danig op een meer efficiënt e manier oxidatieprocessen in levensmiddelen kunnen tegengaan. Het ont wikkelen van meer mengsels die oxidatie en/ of fotoxidatie kunnen tegengaan alsook de evaluatie van deze ant i-oxidant cocktails in versnelde houdbaarheidsproeven moet dan ook toelaten stabielere levensmiddelen op de markt te brengen. Inhoud voorgesteld onderzoek Beschrijf de projectinhoud en preciseer de verwachte resultat en inz ak e k ennisopbouw die u wil behalen met het project. Beschrijf dit zo k wantitatief mogelijk en omschrijf ook de vorm van de resultaten (k nowhow, soft ware, procédés, methodes). Er wordt voorgesteld om een project uit te voeren met drie verschillende deelpakketten, 65 │ 119



rekening houdend met de diverse productgroepen die in de int eressegroepen aan bod gekomen zijn. In elk deelpakket zullen dan de drie verschillende aspecten aan bod komen die oorspronkelijk waren opgenomen in de oorspronk elijke projec t voorstellen 23-24-25. De doelstellingen van dit project zijn dus drieledig : 1. ontwikkelen van extrapoleerbare versnelde houdbaarheidstesten die toelaten de oxidatieve stabiliteit van diverse levensmiddelen in normale bewaaromstandigheden te voorspellen 2. inzicht verwerven in de impact van de bestralingssterkte en de golflengte van licht op de fotoxidatie van diverse levensmiddelen 3. ontwikkeling en evaluatie van meer performante anti-oxidant cocktails Deze doelstellingen worden beoogd voor drie groepen van levensmiddelen, waardoor drie verschillende deelpakketten worden onderscheiden. Het is telkens de bedoeling t e werken met vrij realistische levensmiddelenmodelsystemen, bij voorkeur aangeleverd door de deelnemende bedrijven. 1. Deelpakket 1 - Oxidatieve stabiliteit van droge, microbiologisch stabiele producten : Conc reet wordt hier gedacht aan k oekjes, premixen (veevoeders) en voedingssupplementen. Er wordt voorgesteld om rond een drietal productgroepen te werken. In een eerste werkpakket zal de impact van versnelde houdbaarheidstesten op deze producten worden nagegaan en dit als functie van drie exogene factoren, namelijk temperatuur, zuurstofc oncent ratie en wateractiviteit. De bedoeling is om na te gaan in hoeverre het mogelijk is om door deze exogene factoren afzonderlijk of gezamenlijk te laten variëren een voorspelling uit te voeren met bet rekking t ot de houdbaarheid van het product in normale bewaaromstandigheden en zonder belichting. In een t weede werkpakket zal specifiek de impact van licht op de oxidatieve stabiliteit van deze producten worden nagegaan. Hierbij zal aandacht besteed worden aan de bestralingssterkte en de spectrale samenstelling van de lichtbron. Andere paramet ers blijven constant. In een derde werkpakket zullen op voorstel van de gebruikersgroep bepaalde anti-oxidanten mixen worden geëvalueerd op hun stabiliserende werking. Hierbij zullen twee subc ases beschouwd worden. Een eerste subcase betreft het evalueren van geselecteerde mengsels in het kader van versnelde houdbaarheidstesten. Een tweede subcase betreft het evalueren van geselecteerde mengsels in het kader van lichtgeïnduc eerde oxidatie. 2. Deelpakket 2 - Oxidatieve stabiliteit van vlees waren, verwerkte vis en viswaren Conc reet wordt hier gedacht aan vleeswaren (vb. paté), verwerkte verse visproducten (vb. visgehakt) en viswaren (vb. gerookte vis ). Er wordt voorgesteld om rond een drietal productgroepen te werken. Gezien de microbiologische instabiliteit van deze producten dient hierbij ook de microbiologische stabiliteit opgevolgd te worden en zullen de producten gekoeld (4°C) bewaard worden. De microbiologische stabiliteit zal worden opgevolgd in het laboratorium van Prof. Devlieghere (UGent). Analoog als deelpakket 1 worden 3 werkpakketten voorzien. In dit voors tel worden enkel de verschillen tov deelpakket 1 uitgediept. In het eerste werkpakket zullen versnelde houdbaarheidstesten enkel worden uitgevoerd middels variatie van de zuurstofconcentratie. De opzet van het tweede en derde werkpakket is vrij analoog als dit in deelpakket 1, mits vanzelfsprekend de beschouwde producten koel dienen bewaard te worden. 3. Deelpakket 3 - Oxidatieve stabiliteit van vloeibare producten Conc reet wordt hierbij gedacht aan zuiveldranken, sojamelk en sauzen. In deze wordt ervan uitgegaan dat deze producten thermisch werden behandeld teneinde een microbiologische stabiliteit te garanderen. Hier wordt gedacht om een drietal producten op te volgen. Wederom wordt een analoge aanpak als in het eerste deelpakket voorgesteld. In het eerste werkpakket zal de mogelijkheid tot het uit voeren van versnelde houdbaarheidstesten worden geëvalueerd als functie van temperatuur en zuurstofconcentratie. De opzet van het tweede en derde werkpakket is vrij analoog als dit in deelpakket 1.

66 │ 119



Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Geef aan wat bedrijven als resultaat van het onderzoek k unnen verwachten. Wees hierbij zo concreet mogelijk . Voor elk van de drie deelaspecten die deel uitmaken van dit onderzoek kunnen belangri jke valorsatie- en toepassingsperspectieven in het vooruitzicht worden gesteld. Voor wat betreft de werkpakketten inzak e versnelde houdbaarheidstesten is het voor elk levensmiddelenbedrijf belangrijk om de houdbaarheid van een (nieuw) product op een correc te Doelgroepbedrijven en snelle manier te bepalen. Het ontwikkelen van betrouwbare prot ocols die een s nelle voorspelling de houdbaarheid mogelijk zo maken zal de deelnemende bedrijven sneller toe Specifieer devan doelgroepbedrijven (sectoren) concreet mogelijk laten bepaalde producten te evalueren, te screenen en vanzelfsprekend op de ma rkt te Producenten van droge voeding en voeders: koekjes, premixen, noodvoeding, supplementen brengen. Producenten van vleeswaren, viswaren en verse visproducten Betreffende de werkpakketten inzake lichtgeïnduc eerde oxidatie wordt er vooral gemikt op het Producenten van zuiveldranken en aanverwant e (vb. soja gebaseerde dranken) en sauzen vergaren van kennis omtrent de impact van de verlichtingssterkte en golflengtes op het Projectbudget fotoxidatieproces. Aan de hand van deze kennis moet het mogelijk zijn om bijvoorbeeld in Geef hier het voorziene totaalbudget. samenwerking met de verpakkingssector meer geschikte verpakkingsmaterialen te ont wikkelen die toelaten het product nog altijd zichtbaar en aant rekkelijk voor te stellen aan de consument, Inschatting projectbudget: 731 625 Euro maar met een verminderde gevoeligheid naar fotoxidatie toe. Naar analogie kan in Personeelsbezetting: 4.05 V TE samenwerking met de verlichtingsindustrie of de distributiesector gestreefd worden naar een Voorziene duur: 2 jaar meer optimale belichting in de supermarkten. LE D verlichting kan hier immers nieuwe Uit voerder(s) bieden. mogelijkheden Motiveer dat bij de rond projectuitvoerders nodige onderzoek scapaciteit en Inzake debondig werkpakketen anti -oxidantia,demoet het infrastructuur, bedrijven toelat en bepaalde mengsels van anti-oxidantia op een meer efficiënte manier in te zetten om hunuit producten te voeren. beschermen expertise wordt samengebracht om het projectvoorstel naar behoren te k unnen tegen oxidatie en fot oxidatie. Algemeen zal ditLevensmiddelenchemie project meer inzichten verstrekken in het oxidatieproces in diverse Onderzoeksgroep Humane Voeding UGent levensmiddelen waardoor meer efficiënte manieren kunnen ontwikkeld en geëvalueerd worden om belangrijke degradatiereactie in te dijken. De deze onderzoeksgroep beschikt enerzijds over de nodige analytische apparat uur en know -how om oxidatieprocessen in levensmiddelen op diverse manieren op te volgen. Zo is de groep niet enkel vertrouwd met de bepaling van de klassieke lipide -oxidatieparameters, maar kunnen ook specifieke oxidatieproducten kwantitatief worden opgevolgd met GC -MS analyse van vluchtige en minder vluc htige componenten of met LC-MS-TOF analyse van niet vluchtige componenten. De onderzoeksgroep is tevens reeds een tweetal jaar bezig met het opbouwen van expertise rond eiwitoxidatie. Verder beschikt de onderzoeksgroeop ook over een ruime ervaring i n het opvolgen van de anti-oxidatieve capactiteit van levensmiddelen en is ook een expertise opgebouwd inzake de kwantitatieve analyse van specifiek e anti-oxidantia. Naar onderzoekservaring in verband met de gestelde oxidatieproblematiek dient vermeld te worden dat Prof. De Meulenaer co -promotor is van het TD project Pack4FOOD. Verder is hij promotor van een lopend Flanders‟FOOD project omtrent de invloed van zuurstofconcentratie op de oxidatieve stabiliteit van levensmiddelen. Hij is co-promotor van een collectief onderzoek omtrent de verkleuring van vers vlees. Hij is promotor van een post -doctoraal medewerker en assistent in het kader van lopend onderzoek omtrent de oxidatie en fotoxidatie van zuiveleiwitten, alsook van een doctoraatsstudente welke onde rzoek verricht omtrent de stabiliteit van diepgevroren vis. Hij was tevens co-promot or van een project dat de impact van visolieraffinage op onder meer de oxidatieve status en stabiliteit bestudeerde. Hij en Prof. Van Camp waren betrokken als promotor bij een doctoraal proefschrift omt rent de impact van decontaminatie van groenten op de microbiologische en nut ritionele k waliteit en chemische veiligheid. Verder was/is hij ook promotor van andere Flanders‟FOOD projecten in verband met de acrylamideproblematiek in de aardappelsector. Prof. Van Camp heeft een onderzoeksgroep lopen rond anti-oxidatieve componenten in levensmiddelen. In dit verband wordt voornamelijk onderzoek verricht naar vit amines en fenolische componenten met antioxidant activiteit in diverse voedingsmatrices, bijvoorbeeld groenten en oliën. Hij was medepromotor van een net afgerond doctoraat omtrent fenolische componenten in olijfolie, alsook van een doctoraat omtrent de impact van decontaminatie op de microbiologische en nutritionele kwaliteit en de chemische veiligheid van groenten (zie hoger). Ook is hij promotor van een A OG (Associatie -onderzoeksgroep)-project in samenwerking met HO K ortrijk (Prof. K. Raes) naar de invloed van fermentatie op fenolische componenten in plantaardige voedingsmiddelen. Hij is t evens co-promot or van een recent goedgekeurd Herc ules project omtrent zware apparatuur (AUGE014, 2008), voor analyse van fenolische

67 │ 119



componenten in voedingsmiddelen via UP LC -HDMS-Q-TOF. Hij is promotor van een assistent die met dez e apparatuur onderzoek verricht naar identificatie en valorisatie van fenolische componenten uit voedingsmiddelen. Het laboratorium Levensmicrobiologie en –conservering (Prof. Devlieghere) beschikt over een zeer uitgebreide expertise inzake het opvolgen van de mic robiologische stabiliteit van levensmiddelen. Hiertoe beschikt hij tevens over een geaccrediteerd laboratorium. Het Laboratorium voor Lichttechnologie van de industriële hogeschool KaHo St. -Lieven ondersteunt bedrijven bij de implement atie van innovatieve ontwikkelingen d.m. v. kennisopbouw en kennisoverdracht. Optische karakterisatie van lic htbronnen en objecten, en het ont werp van verlichting, in het bijzonder LE D-verlichting, vormen de hoofdactiviteiten. Het Laboratorium beschikt over de nodige meetfaciliteiten die stand k wamen met de steun van IWT Vlaanderen en talrijke industriële partners. Op dit moment beschikt het Laboratorium over een Technologische Adviesdienst “Licht en Kleur” en wordt o.a. een Tet raproject uitgevoerd waarin een optimale verlichting van winkelruimtes wordt nagestreefd.



Aantal werknemers*



68 │ 119



2 6 + 2 7 ON TWIK KEL IN G VAN EEN GE BR UI KSV R I EN DEL I JK E TOOL BOX V OOR DE BEH EE RS IN G VAN ZWA RE ME TAAL CON CEN T RAT I ES IN GRO EN T EN G ET EEL D IN VL AAN DEREN (V EG TOOL )




UGent Food Technology and Engineering Naam Koen Dewettinck e-mail [email protected] tel +32(0)9 264 61 65 VITO ; Mirja Van Holderbek e

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Schets hier de probleemstelling (op welk e noden wordt ingespeeld) en opportuniteit voor de bedrijven Groenteverwerkende bedrijven hebben nood aan een duidelijke analyse van de factoren die invloed hebben op de concentraties Pb en Cd in verwerkte groent en. Zo kunnen ze het integrale productieproc es, van boer t ot bord, hierop afstemmen en daardoor het risico op overschrijding van de maximumgehalt en beter beheersen. Dit project beoogt een geïntegreerd model voor Cd en Pb in groenten, van bo erderij tot verwerkt product. Dit model moet toelaten per perceel en verwerkingstechniek op een statistisch verantwoorde manier in te schatten of geteelde en verwerkte groenten c onform zullen zijn aan de wettelijke bepalingen voor metaalconcentraties in levensmiddelen. In samenspraak met de bedrijven z al bovendien voor een aantal groenten de impact van een verhoogde c oncent ratie op de tot ale dagelijkse inname bepaald worden. Deze dagelijkse inname z al vervolgens get oetst worden aan de gangbare humaantoxicologische criteria (zoals TDI-waarden - Toelaatbare Dagelijkse Inname) om de zware-metalenproblematiek in groent en te kunnen situeren in het bredere kader van volksgezondheid. Inhoud voorgesteld onderzoek Beschrijf de projectinhoud en preciseer de verwachte resultat en inz ak e k ennisopbouw die u wil behalen met het project. Beschrijf dit zo k wantitatief mogelijk en omschrijf ook de vorm van de resultaten (k nowhow, soft ware, procédés, methodes). Het project heeft tot doel een antwoord te formuleren op volgende vragen: welke zijn de te verwac hten concentraties aan Cd en Pb in groenten bij specifieke bodemeigenschappen en milieuconc entraties en wat is de invloed van teeltspecifieke maatregelen hierop? Wat is de invloed van verwerkings- en bereidingsprocessen op de concentraties Cd en Pb in groenten? Wat zijn de effecten van een verhoging van de vastgestelde maximumgehaltes (EU verordening 1881/2006) in groenten op inname en gezondheidsrisico? Hoe kan de bedrijfseconomische en maatschappelijke impact van diverse risicobeheersscenario‟s ingeschat worden of welke zijn de mogelijke kosten en baten? Om deze vragen te kunnen beantwoorden zal samen met de deelnemende bedrijven een aantal groenten geselecteerd worden waarop het verdere onderzoek z al focussen.

69 │ 119



Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Geef aan wat bedrijven als resultaat van het onderzoek k unnen verwachten. Wees hierbij zo concreet mogelijk . Via dit project krijgen de bedrijven een beter inzicht in de factoren die belangrijk kunnen zijn voor de overschrijding van maximumgehaltes voor Cd en Pb in groenten, en daarnaast biedt het ook de mogelijkheid om de impact van teeltmaatregelen en verwerkingsprocessen te beoordelen. Dit zal gebeuren onder de vorm van een webgebaseerde software tool die toelaat om op een statistische verant woorde manier het mogelijke risico op overschrijding van de maximumgehalt en beter in te schatten. Daarnaast zal – in overleg met de betrokken bedrijven – voor een aantal groenten de impact van een verhoging van de maximumgehaltes op de inname van de Belgische bevolking geschat worden. Een dergelijke berekening kan door de bedrijven gebruikt worden om hun standpunt naar E uropa voor de vraag naar een verhoging van de maximumgehaltes vo or specifieke groenten te versterken.

Doelgroepbedrijven Specifieer de doelgroepbedrijven (sectoren) zo concreet mogelijk De doelgroep voor dit project bestaat uit bedrijven uit de groenteverwerkende sector. Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: 621. 508 Euro Personeelsbezetting: 2 VTE (UGent) en 0,93 V TE (V ITO) Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) Motiveer bondig dat bij de projectuitvoerders de nodige infrastructuur, onderzoek scapaciteit en expertise wordt samengebracht om het projectvoorstel naar behoren uit te k unnen voeren. De onderzoeksgroep Food Technology and Engineering (FTE) van UGent onder leiding van Prof. K. Dewettinck zal de globale coördinatie van het onderz oeksproject op zich nemen en dit op uitdrukkelijke vraag van de bedrijven. Het in het kader van VLA G (2004-2008) opgebouwde wederzijdse vert rouwen met de groentenverwerkende sector ligt hiervan aan de basis. Aan de UGent zijde zal voor dit project samengewerkt worden met: Onderzoeksgroep Agro-voedingsmarketing (P rof. X. Gellynck) voor het ketenaspect Onderzoeksgroep BioStat (Prof. O. Thas) voor de statistische dataverwerking Wat betreft de analyse van de concentraties zware metalen zal hiervoor aan k ostprijs teruggevallen worden op: Hogeschool Gent - Cent rum voor Toegepast Onderzoek en Dienst verlening (CTO) Provinciaal Onderzoeks- en Voorlichtingscent rum voor Land- en Tuinbouw (POVLT) In het verleden heeft FTE reeds een beperkt onderzoek op de zware metalen problematiek uitgevoerd in samenwerking met VEGEBE (bilateraal confidentieel onderzoek gefinancierd door VEGEBE). De effecten van schillen en blancheercondities op het gehalte zware metalen in het eindproduct werd toen onderzocht. Omwille van de meldingsplicht bij FAVV werd dit project voortijdig als ook het gehele sectoriële bemonsteringsplan door VEGEBE gestopt. Omwille van deze meldingsplicht bij overschrijdingen zal aldus een modus vivendi met het FAVV gezocht dienen te worden. P rof. K. Dewettinck is als lid van FAVV-SciCom eveneens lid van een werkgroep die zich buigt over deze problematiek. Het onderzoeksteam blootstellings- en risico-evaluatiemodellen (B REM) van VITO evalueert de potentiële gevolgen van de blootstelling van mensen aan milieuverontreiniging. De nadruk ligt op blootstellingsbepaling en risicobeoordeling door het gebruik van verspreidings- en 70 │ 119



blootstellingsmodellen. Zowel de beoordeling van specifieke verontreini gingsituaties als het opstellen en evalueren van algemeen toepasbare normen behoren tot de opdracht en. Het BREM onderzoek richt zich op het verfijnen van de beschikbare kennis, het verbeteren van de modellen die in het verleden ontwikkeld werden voor de verschillende milieucompartimenten, en het valideren van modelvoorspellingen. We ont wikkelen, verfijnen en valideren o. a. modellen die de transfer van chemische stoffen doorheen de volledige voedselketen, van boer tot bord, in kaart brengen (bv., het XtraFood model). Deze modellen worden gekoppeld aan databanken met voedselconsumptiegegevens, wat toelaat om risico‟s voor de algemene bevolking en voor specifieke bevolkingsgroepen (bv., vegetariërs of mensen met een eigen moestuin) in te schatten. De modellen kunnen ingezet worden op verschillende niveaus, gaande van lokale tot regionale schaal. In het kader van dit project kan ook de expertise van andere VITO onderz oeksgroepen ingeschakeld worden. Er kan of zal worden samengewerkt met volgende groepen: Team LWM (Land- en watermanagement) beschikt over uitgebreide expertise en databanken rond bodemkwaliteit in Vlaanderen; Team MA NT (Milieuanalyse en –techniek) heeft uitgebreide ervaring rond het opmet en van diverse milieucompartimenten en omvat geaccrediteerde la boratoriumfaciliteiten; Team RAM (Ruimtegebruik- en atmosfeermodellering) s pecialiseert zich in ruimtelijke modellering en GIS -gebaseerde programmatie.



Aantal werknemers*



71 │ 119



2 9 . MO DEL L ER IN G EN RI SIC O- EVAL UA T IE V AN V E RSL EP IN G V AN V OED SEL AL L ER GEN EN IN GE SL OTEN P ROD UC TI ESYS TE M EN (AL L MOD)


Kennisinstelling Onderzoeksgroep Cont actpersoon Mede – uit voerder(s)

Universiteit Gent Vakgroep voedselveiligheid en voedselkwaliteit Bruno De Meulenaer – Liesbeth Jacxsens [email protected] - 09/264 61 66 HoGent - Levensmiddelenwetenschappen en –technologie (K athy Messens en Mia Eeckhout) - mia.eeckhout @HoGent.be - 09 242 42 76

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling De beheersing van verdoken allergenen, die onbedoeld en veelal accidenteel aanwezig kunnen zijn in levensmiddelen vormen voor de voedingsindustrie een belangrijke uitdaging. De overdracht van kleine hoeveelheden allergeen eiwit betekent immers reeds een reëel risico voor de allergische consument. Vooral in gesloten productieprocessen, waar een reiniging niet visueel kan beoordeeld worden, kunnen productresten en dus allergen en overblijven, die de volgende productiebatch(en) kunnen contamineren. De optimalisatie van reinigingstechnieken maar ook het ontwerp van (gesloten) proce sinstallaties en hun impact op allergenencontaminatie is nog weinig wetenschappelijk onderzocht en vormen de kern van dit project voorstel. Inhoud voorgesteld onderzoek De optredende k ruiscontaminatie zal afhankelijk zijn van diverse beïnvloedende factoren te onderscheiden in: productparameters: samenstelling (vet, suiker,..), viscositeit, drogestofgehalte, pH procesparameters: debiet, temperatuur, stromingskarakteristieken (t urbulente, laminaire flow) complexiteit van de installatie (bijvoorbeeld door de aanwezigheid van bochten, rubber/elastomeer, kleppen, T-stukken, tanks, proces units (pompen, centrifuges,..) en gebruikte materialen (bijvoorbeeld kunststof, rubber/elastomeer, roest vrij staal) De verschillende groepen van paramet ers (product, proces en ontwerp van installatie) z ullen geëvalueerd/ gekwantific eerd worden naar graad van belangrijkheid inzake de impact op de allergenenoverdracht via de pilootinstallaties op HoGent. Hieruit zal de versleping van allergenen in gesloten productieprocessen gemodelleerd worden en kan deze voorspeld worden in functie van de product-, proces en installatieparameters. De beoogde allergenen zullen geselecteerd worden in functie van de noodzaak en de int eresse van de deelnemende bedrijven. De detectietechnieken die zullen worden gebruikt zijn reeds commercieel beschikbare Elisa en P CR‟s waar de beide onderz oeksgroepen reeds een ruime ervaring mee hebben. Indien noodzakelijk, kunnen gevalideerde instrumentele analysemethoden die beschikbaar zijn binnen de onderzoeksgroep nutriFOODchem ook worden ingeschakeld voor de kwantificatie van bepaalde eiwitten. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Risk-ranking en modellering van belangrijke groepen parameters (producteigenschappen, proceseigenschappen en eigenschappen van een procesinstallatie) op de versleping en kruiscontaminatie van allergenen. Op die manier kunnen door de voedingsindustrie prioriteiten gesteld worden in het kader van hun allergenenmanagement. Doelgroepbedrijven Het betreft bedrijven die voorverpakte levensmiddelen of levensmiddelen bestemd voor collectivit eiten (oa. grootkeukens in ziekenhuiz en, scholen, catering) op de markt brengen, dewelke geconfronteerd worden met de etiketterings wetgeving en bijkomende eisen vanuit de retail. Maar ook bedrijven die business-to-business afleveren en eisen opgelegd krijgen

72 │ 119



betreffende de aan- of afwezigheid van allergenen door de industriële afnemers. Het betreft producenten van zowel huismerk- als A-merkproducten. De bedrijven zijn werkzaam in vele sectoren (oa. vlees waren, groent everwerking, salades, roomijs, maaltijden,...) waar typisch multiple componenten levensmiddelen worden geproduceerd en dus de mogelijkheid tot kruiscontaminatie reëel is. Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: 482.000 Euro, excl BTW Personeelsbezetting: 2 VTE Voorziene duur: 3 jaar Uit voerder(s) Zowel UGent als HoGent hebben beiden ervaring in hun wetenschappelijk onderzoek inzake allerggenen. Er is een ruime expertise aanwezig inzake detectietechniek en van allergenen (PCR, Elisa en HPLC techniek en). Daarnaast is er ook kennis en ex pertise aanwezig betreffende proc essen in de voedingsindsut rie en er kan gebruik gemaakt worden van de pilotinstallatie op HoGent voor het uit voeren van het onderzoek.



Aantal werknemers*



73 │ 119



3 1 . AL L ERGE EN D ET ECT I E VO OR D E L EV EN SM ID DEL EN IN D UST R IE (FA ST)




K.U.Leuven Afdeling MeBioS Naam: Prof. Jeroen Lammert yn e-mail:jeroen.lammert [email protected] uleuven.be tel: 016/321459 K.U.Leuven, Afdeling MeBioS, Dr. Pieter verboven

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling In Europa vertonen 1-3% van de volwassenen en 4-6% van de kinderen immuungerelat eerde allergische reacties bij de opname van bepaalde voedselallergenen. Zonder doeltreffende medische behandeling is de enige manier om allergische reacties te voorkomen, het vermijden van de consumptie van de allergenen. Betrouwbare productinformatie is daarom essentieel om voedselallergische patiënten te beschermen (zie European Food Labeling Directive). Risico‟s worden veroorzaakt door verborgen allergenen, die ongewild via gecontamineerde grondstoffen, proces fout en of een slecht reinigingsproc es in de voeding terecht kunnen komen. Het opsporen van deze allergenen is echter niet e vident omwille van de zeer kleine hoeveelheden en de maskering in een voedingsmatrix. In de levensmiddelenindustrie is een goede kwaliteitsreputatie van kapitaal belang en daarom is er een voortdurende zoektocht naar gevoelige en betrouwbare det ectiemethoden die geïntegreerd k unnen worden in kwaliteitssystemen. De procedure moet tevens eenvoudig en snel werken z odat ze kan worden ingezet voor routinematige kwaliteitstesten. Hoewel de gangbare ELISA aanpak een bewezen poly valente en nauwkeurige techniek is, blijft het behoorlijk duur, complex en omvat het vele procedurestappen. Dit maakt de techniek niet optimaal voor routinegebruik. Hiervoor willen wij een alternatief formuleren. Inhoud voorgesteld onderzoek Dit project heeft als doel een alt ernatieve goedkope snelle technologie gebas eerd op optische vezeltechnologie en immunoassays te optimaliseren en valideren voor t oepassingen in de voedingsindustrie en deze te vergelijken met huidige referentietechnieken. Het project combineert t echnische evaluaties (gevoeligheid, detectielimiet, stabiliteit en mate van staalvoorbereiding) met kosten-bat en analyses en kennisoverdrac ht over allergeendetectietechnieken voor de levensmiddelenindustrie. Vertrekkende van een labo-opstelling die momenteel beschikbaar is binnen de MeBioS onderzoeksgroep wordt een demo-FAS T systeem gebouwd gericht op de specifieke noden van de bedrijven. Hierbij komen volgende stappen aan bod: 1) Metingen met een commercieel beschikbaar referentiesysteem voor allergeendetectie in voeding (ELISA en qP CR gebaseerde technieken) 2) Optimalisatie van de optische vezelsensor voor de detectie van specifieke allergenen in modelsystemen. Deze systemen werden gedefinieerd in samenspraak met de bedrijven (voedingsingrediënten, vleeswaren, deegwaren, fruit en groent en, zuivel) 3) Optimalisatie van protocols voor staalvoorbereiding. Deze zijn matrix-afhankelijk en gebeuren in samenspraak met de deelnemende bedrijven. 4) Gebruiks vriendelijk maken van de meetopstelling met als doel deze meetopstelling te kunnen gebruiken in kwaliteitslabo ratoria van een productieomgeving. 5) Uit voeren van demonstratieactiveiten in een bedrijfsomgeving.

74 │ 119



Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Optische-vezelsensor voor det ectie van allergenen als goedkoop, snel en betrouwbaar alternatief voor de huidige detectiemet hoden Validatie en economische haalbaarheid van de detectietechnologieën in verschillende voedselmatrices (vlees, chocolade, sausen, koekjes en gebak, zuivel) die geselecteerd werden op basis van communicatie met geïnteresseerde bedrijven uit de voedingssector. Doelgroepbedrijven Dit project richt zich naar alle bedrijven die allergenen wensen te detecteren in inkomend materiaal, ingrediënten en afgewerkte levensmiddelen, vóór, tijdens of na het productieproces. Deze informatie is belangrijk in het kader van een steeds strenger wordende internationale en nationale wet geving met betrekking tot etikettering van levensmiddelen. In dit project gaat de aandacht uit naar de detectie van de 14 allergenen die voorkomen in ondermeer volgende voedingsmatrices: vlees, chocolade, sausen, koekjes en gebak, zuivel, fruit en groenten, ingredienten. Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: (bedrag) Euro 180000 Personeelsbezetting: (aantal) VTE: 24 manmaanden Voorziene duur: (aantal) 2 jaar Uit voerder(s) De Afdeling Mechatronica, Biostati stiek and Sensoren (MeBioS) behoort tot het departement Biosystemen van de K.U.Leuven. De A fdeling heeft als missie de interactie tussen biologische systemen en fysische processen te bestuderen. Dit vertaalt zich in fundamentele onderzoekslijnen in het gebied van bionanotechnologie: biosensoren, micro- en nanofluidics, en computationele celbiologie en –mechanica en fysische eigenschappen van biologische materialen. Het toegepast onderzoek en de valorisatie richten zich voornamelijk op de agrovoedingssector. MeBioS telt 6 professoren, 8 postdocs, 40 doctoraatsstudenten en 12 technisch ondersteunende personeelsleden en publiceert jaarlijks meer dan 50 artikels in tijdschriften met een hoge impactfactor. De afdeling MeBioS bes chikt over een uitgebreid netwerk van nationale en internationale contacten. De biosensor onderzoeksgroep (www.biosensors.be) werd in 2003 opgericht door Prof. Jeroen Lammertyn. Mometeel telt de groep 13 onderzoekers. De onderzoeksfocus is gericht op de ontwikkeling en toepassing van nieuwe biomoleculaire detectiemechanismen in combinatie met de integratie in geminiaturiseerde analysesystemen. MeBioS heeft een sterke expertise in het ont werp, de ontwikkeling en de toepassing van niet-destructieve chemische sensoren, biomimetische sensoren (elektronische tong, elektronische neus, optische tong), fysische sensoren (e.g., akoestische hardheidsmeter), en bios ensoren (FIA -biosensoren) voor toepassingen in de biologische productieketen. Door de jaren heen is biosensorontwikkeling en bioelektronica een belangrijke onderzoekstopic geworden in deze divisie. Met betrekking tot sensoront werp, kan MeBioS immers terugbuigen op 20 jaar ervaring in het modelleren van vloeistofstromingen, warmte- en massatransfer en het opmeten van reactiekinetiek in biosystemen. De biosensorgroep is geassocieerd met t wee onderzoekscentra: K.U.Leuven Nanocent rum en Leuven Mat erials Research Center. Momenteel lopen er een tiental nationale projecten ro nd biosensortechnologie gefinancierd door FWO, IW T, FOD en KULeuven. Daarnaast zijn er ook (inter)nationale samenwerkingen met bedrijven en internationale onderzoeksinstellingen (o. a. IMEC, Philips, Pronota, Trinean, University of California Santa Barbara, INTE C-UGent, BIOME D-Uhasselt enz. De A fdeling MeBioS heeft drie mandaten van het industrieel onderzoeksfonds K.U.Leuven voor valorisatie van haar onderzoeksactiviteiten en heeft over de jaren goede contacten uit gebouwd met heel wat bedrijven uit de agrovoedingsindustrie. MeBioS is ook nauw betrokken bij twee TIS projecten gecoördineerd door Flanders‟ Food: Smaak en Intelligence for Food.

75 │ 119





Aantal werknemers*



76 │ 119



3 4 . RES TZ U UR STOF BE ÏN VL O ED T IN BEL AN G RI JKE MA TE DE U IT GRO EI V AN MIC ROB IËL E BED ERV ER S EN PA THO GEN EN IN L EVEN S M IDD EL EN


Kennisinstelling Onderzoeksgroep

Cont actpersoon

Universiteit Gent Onderzoeksgroep Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit, Laboratory of Food Microbiology and Preservation Naam: Prof. dr. ir. Frank Devlieghere Frank [email protected] Tel.09/264 61 64


INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling De aanwezigheid van restzuurstof in de kopruimte van een verpakt levensmiddel heeft een cruciale invloed op de microbiologische houdbaarheid/ veiligheid van het product. Verpakkingstechniek en zoals Modified Atmosphere Packaging (MAP) hebben daarom het wens elijke doel deze restzuurstof zoveel mogelijk te minimalis eren of te herleiden tot een nulconcentratie. De praktische beperkingen van dergelijke technieken lat en echt er nog vaak enkele percentages zuurstof na in de verpakking. Uit het lopend FF project (FFP4 WP1: Verpakking) bleek dat de microbiële groei van zowel bederforganismen als pathogene micro -organismen in vloeibare (simulatie-)media, tegen de verwachtingen in, niet beïnvloed werd door de restzuurstof in de kopruimte, dit in tegenstelling tot de groei van micro-organismen op het oppervlak van een vast product of levensmiddel. Nochtans wordt in de literatuur en in de meeste wetenschappelijke experimenten meestal gebruik gemaakt van dergelijke vloeibare media voor het simuleren van een levensmiddel. Bijgevolg kunnen terecht vragen gesteld worden omtrent de bruikbaarheid en overdraagbaarheid van deze result aten naar de praktijk toe. Nochtans is het essentieel voor een producent van verpakte levensmiddelen te weten wat de maximale restzuurstof in de kopruimt e is om (1) vroegtijdig microbieel bederf te voorkomen en (2) uitgroei van pathogenen zoals Listeria monocytogenes of Bacillus cereus te voork omen. Deze maximale restzuurstof zal o.a. bepalend zijn voor de snelheid van verpakken. Bovendien moet deze waarden de producenten helpen beslissingen te nemen bij het o verschrijden van normale restzuurstofwaarden in de productie. Dit vervolgproject heeft aldus als doel de invloed van restzuurstof in de kopruimte van verpakte levensmiddelen te kwantificeren op de microbiële groei en de productie van de daarmee gepaard gaande (vluchtige) bederfmet abolieten en dit aan het oppervlak van de voor de gebruikersgroep relevante vaste producten of levensmiddelen Inhoud voorgesteld onderzoek Het onderzoek wordt uitgevoerd in 6 fasen, namelijk: 1.

Isolatie/collectie van de microbiële flora van de levensmiddelen geproduceerd door de leden van de gebruikerscommi ssie Hierbij zullen k arakteristieke bedervers en pathogenen voor de levensmiddelen van de bedrijven verzameld worden. Het LFMFP beschikt reeds over een uitgebreide collectie van stammen, geïsoleerd uit levensmiddelen waarvan gebruik kan gemaakt worden. 77 │ 119



Echter, bij het niet beschikbaar zijn van dergelijke stammen voor een specifiek levensmiddel, zullen die uit de betreffende levensmiddelen geïsoleerd worden. 2.

Selectie van de relevante bederforganismen en pathogenen en levensmiddelen voor verdere studie De gebruikerscommissie zal vervolgens een aantal levensmiddelen en bijbehorende bederforganismen en pathogenen selecteren.

3.

Ontwikkeling van vaste simulatiemedia voor de geselecteerde levensmiddelen In dez e stap wordt voor de geselecteerde levensmiddelen een vast s imulant ontwikkeld. Dit heeft als doel om op een repetitieve manier, in afwezigheid van storende achtergrondflora, de uitgroei en metaboliet vorming van specifieke microorganismen die op een gecontroleerde manier geïnoc uleerd worden op de vaste simulatiemedia te kunnen bestuderen. Op deze manier wordt de inherente variabiliteit in samenstelling en besmetting van de grondstof uitgeschakeld.

4.

Effect van re siduele zuurstof op de groei van de geselecteerde bederforganismen/pathogenen op de simulatiemedia Dit is het uitgebreidste werkpakket, waarbij geïnoculeerde simulatiemedia in een atmosfeer met verschillende concentraties restzuurstof opgevolgd worden in functie van de tijd. Hierbij wordt de uitgroei van het betreffende microorganisme (bederver of pathogeen) opgevolgd.

5.

Effect van re siduele zuurstof op de metabolietvorming van de geselecteerde bederforganismen op de simulatiemedia Parallel met werkpakket 4 wordt, voor de experimenten met de bedervers, in functie van de tijd tevens de gevormde vluchtige en niet-vluchtige metabolieten opgevolgd via geavanceerde chromatografische technieken. Dit moet resulteren in een k wantificatie van het effect van residuele zuurstof op het type bederfmet abolisme en aldus de snelheid van bederven.

6.

Validatie van de in 4/5 bekome n resultaten op reële levensmiddelen In dit laatste werkpakket worden de bekomen result aten vergeleken met testen op reële levensmiddelen met een natuurlijke besmetting.

Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Kwantificatie van de invloed van restzuurstof op de microbiële groei op een oppervlak van voor de gebruikersgroep relevante pathogenen en bederforganismen en levensmiddelen Kwantificatie van invloed van restzuurstof op de productie van microbiële bederfmetabolieten en aldus het type bederf veroorzaakt door uitgroei aan het oppervlak van voor de gebruikersgroep relevante bederforganismen Doelgroepbedrijven De doelgroep van dit vervolgproject omvat alle bedrijven die verpakte levensmiddelen produceren die gevoelig zijn aan microbieel bederf. . Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget:128.000 Euro Personeelsbezetting: 1.5 V TE Voorziene duur: 1 jaar Uit voerder(s) Het Laborat orium voor Levensmiddelenmicrobiologie en –cons ervering (LFMFP) van de UGent heeft als missie kwantitatieve inzichten te verwerven in het microbiële gedrag in de ganse voedselketen en relateert dit gedrag met de gevolgen voor de volksgezondheid en de industriële verwerking van levensmiddelen. In het laboratorium zijn ongeveer 40 mensen tewerkgesteld. E en gedeelte hiervan (±50% ) werkt in nauwe samenwerking met de industrie,

78 │ 119



o.a. via het BELTES T geaccrediteerd laboratorium, het TD -VIS project Pack4Food of via bilaterale onderzoeksprojecten. Diverse projecten gebeuren in opdracht van de overheid. Belangrijke onderzoeksdomeinen zijn nieuwe pathogenen, microbiële analysetechnieken, microbiële risicoanalyse, kwaliteitszorgsystemen, nieuwe cons erveringst echnieken (o. a. verpakking), predictieve microbiologie en microbiële bederfmechanismen. Een van de belangrijkste conserveringstechnieken die onderzocht wordt aan LFMFP is het verpakken. Reeds meer dan 15 jaar wordt er onderzoek gedaan over het effect van atmosfeer (voor CO2) op de mic robiële kwaliteit van microbieel bederfbare levensmiddelen. Sinds 2005 loopt er een TD-V IS project PACK 4FOOD, een dienst verleningscel die bedrijven begeleidt in het innoveren via de verpakking. Verschillend van de meeste laborat oria in het gebied van de levensmiddelenmicrobiologie in de wereld, besteedt LFMFP naast microbiële voedselveiligheid heel veel aandacht aan microbiële bederf van levensmiddelen en hoe dit voorkomen kan worden.



Aantal werknemers*



79 │ 119



3 5 . REL AT I E T USS EN K IE MG ETAL L EN EN SEN S O RI SCH E KWAL I TE I T V A N L EVEN SM ID DEL EN



Universiteit Gent

Cont actpersoon

Naam: Prof. dr. ir. Frank Devlieghere [email protected] Tel.09/264 61 77

Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en –conservering


INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Het toepassen van milde conserveringstechnieken heeft geleid t ot een sterke toename in het vermarkten van microbieel bederfbare levensmiddelen. Om de houdbaarheid van een dergelijk levensmiddel te bepalen en te verlengen is het cruciaal om inzicht te verwerven in de microbiële bederfmechanismen van het bet reffende levensmiddel en hoe deze worden beïnvloed door intrinsieke (pH, aw, organische zuren) en extrinsieke (T, O2, CO2) factoren. Al te vaak wordt de houdbaarheid van levensmiddelen nog gespecificeerd via algemene kiemgetallen zoals het totaal aëroob kiemgetal wat heel vaak leidt tot discussies tussen producenten en afnemers. Inhoud voorgesteld onderzoek De structuur van het project verloopt volgens 6 stappen: Stap 1: Collectie van specifieke bederforgani sm en (SSO’ s) Per levensmiddel worden er in de eerste fase van het onderzoek specifieke bederforganismen geselecteerd. Naast de bederforganismen in de laboc ollectie zal het echter noodzakelijk zijn de specifieke bederforganismen van de levensmiddelen van de bedrijven uit de gebruikersgroep te isoleren en identificeren. De input van de deelnemende bedrijven omtrent het bederfbeeld van elk product is hierbij belangrijk. Stap 2: Sel ecti e van de relevante bederforgani sm en en levensmiddelen voor verdere studie Stap 3: Ontwikkeling van een simulant voor het desbetreffende levensmiddel In deze stap wordt voor de geselecteerde levensmiddelen een vast simulant ontwikkeld. Dit heeft als doel om op een repetitieve manier, in afwezigheid van storende acht ergrondflora, de uitgroei en metaboliet vorming van specifieke micro -organismen die op een gecontroleerde manier geïnoc uleerd worden op de vaste simulatiemedia te kunnen bestuderen. Op deze manier wordt de inherente variabiliteit in samenstelling en besm etting van de grondstof uitgeschakeld. Het LFMFP heeft reeds ervaring met dergelijke simulatiemedia voor bijv. aardbeien, verse groenten, vis, appels en gekookte vleeswaren.

Stap 4: Invloed van intrinsi eke en extrinsi eke factoren op de groei en de metabo lietproductie van SSO’ s in simulati eproducten

80 │ 119



De microbiële groei van de specifieke bederforganismen gek oppeld met de microbiële metabolietproductie wordt in een volgende fase opgevolgd onder verschillende omgevingscondities. Net als voor de keuze van de levensmiddelen, gebeurt het bepalen van de omgevingscondities (bv. CO2 en O2 concentraties in verpakkingen, temperaturen, conserveermiddelen, …) in overleg met de deelnemende bedrijven. De opvolging van de verschillende specifieke bederforganismen zal ge beuren via plaattechnieken. Identificatie en kwantificatie van de geproduceerde bederfmetabolieten kan met de daarvoor voorziene massaspectrometrische aparatuur voor vluchtige componenten en HPLC methoden voor niet vluchtige componenten. Stap 5: Validatie van de verkregen resultaten verkregen op reële levensmiddelen met koppeling aan sensori sche analyse Hier wordt de stap gemaakt naar het levensmiddel, een meer complexe matrix, om de bekomen resultaten op de simulatiemedia te valideren. In deze fase van het project worden de resultaten van de microbiologische analyses en de analyses van de bederfc omponenten gekoppeld aan de sensorische kwaliteit van het levensmiddel. Opvolgen van deze sensorische kwaliteit gebeurt gebruik makende van getrainde sensorische panels in een speciaal hiervoor uitgerust laboratorium. Deze analyses moeten toelaten om meer accuraat de eigenlijke houdbaarheid van de betreffende producten te bepalen en meer inzichten te creëren in de factoren die de microbiële houdbaarheid van de betreffende levensmiddelen beïnvloeden. Stap 6: V astl eggen van de microbiële limieten per levensmiddel en per SSO ter bepaling van de houdbaarheidstermijn. In de laatste fase van het project worden per type levensmiddel specificaties vastgelegd voor de maximale aantallen van specifieke bederforganismen. Conc rete project doelstellingen zijn aldus: Het creëren van inzichten, specifiek voor de levensmiddelen van de bedrijven uit de gebruikersgroep, in de link tussen intrinsieke en extrinsieke factoren enerzijds en de uitgroei van specifieke bederforganismen, de productie van microbiële bederfmetabolieten en de sensorische kwaliteit van levensmiddelen anderzijds. Het verstrekken van een meer accurat e methodologie voor het bepalen van de houdbaarheid van een levensmiddel Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Verwacht wordt van dit project is het opstellen van specifieke microbiologische richt waarden voor een bepaald levensmiddel waardoor onderbouwd beslissingen kunnen genomen worden met betrekking tot de houdbaarheid en het bederf van een levensmiddel. De expe riment en zijn specifiek voor de levensmiddelen van de bedrijven uit de gebruikersgroep om zo de bruikbaarheid van de resultaten voor de deelnemende bedrijven te garanderen. Doelgroepbedrijven De doelgroep van dit project omvat alle producenten van verpakte microbieel bederfbare levensmiddelen. Projectbudget Inschatting projectbudget: 263.000 Euro (excl. BTW) Personeelsbezetting: 1,5 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) In tegenstelling tot de meeste laboratoria in het gebied van de levensmiddelenmicrobiologie in de wereld, besteedt het Laboratorium voor levensmiddelenmic robiologie en – cons ervering (LFMFP ) aan de Universiteit van Gent naast microbiële voedselveiligheid heel veel aandac ht aan microbiële bederforganismen en bederfmechanismen. Dit laat toe om doelgerichte

81 │ 119



conserveringsstrategieën te ont wikkelen. Deze oriëntatie wordt gedreven door een intense samenwerking met de Europese voedingsindustrie. Recent investeerde het LFMFP sterk in dit domein (o. a. geavanceerde analyseapparatuur voor de analyse van vluchtige metabolieten) om zo de link te kunnen leggen tussen microbiële ontwikkeling, productie van bederfmet abolieten en de sensorische kwaliteit van levensmiddelen. De ervaring en de k ennis die in de laatste jaren werd opgebouwd met verschillende onderzoeksprojecten in dit domein, in combinatie met de geavanceerde analysemet hoden, maakt van het LFMFP de geschikte partner om het voorgestelde project voorstel uit te voeren.



Aantal werknemers*



82 │ 119



3 6 . IN VL OED VAN D E CO M BIN A TI E V AN MIL DE V ER HI T TIN G EN AN DE RE L EVEN SM ID DEL E IG EN CO N SE RVE RIN G SPARA M ET ER S OP HE T GE DRA G V AN PSYCHOT ROF E, SPO REN V O RM EN DE BE DE RFV E ROOR ZAK EN DE BACT ER IËN IN L EVEN SM ID DEL EN ( M IL D HE AT)



Universiteit Gent Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit, Laboratory of Food Microbiology and Preservation

Cont actpersoon

Naam: Prof. dr. ir. Frank Devlieghere [email protected] Tel.09/264 61 77


ILVO-T&V ; voedselveiligheid ; Dr. Marc Heyndrickx

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Verhitting wordt reeds lang gebruikt als een van de belangrijkste voedselcons erveringstechnieken om de microbiële stabiliteit en veiligheid van voedingsproducten te verlengen. Echter verhitting heeft, afhankelijk van de intensiteit en de duur van de behandeling, een schadelijke invloed op de organoleptische en nutritionele kwaliteit van voedingsmiddelen. Het laatste decennium worden steeds meer minimaal verhitte, koelverse levensmiddelen op de markt gebracht, mede door de stijgende vraag van de consument na ar verse, smakelijke gemaks voeding. De milde hitte -behandeling in combinatie met gekoelde bewaring heeft er toe geleid dat psychrotolerant e sporenvormers z eer belangrijke determinanten worden voor de veiligheid en microbiële stabiliteit van zulke producten. Tot nu toe hebben verschillende studies over sporenvormers in deze voedingsproducten zich geconcentreerd op pathogenen, voornamelijk Bacillus cereus and Clostridium botulinum. Hierdoor is er zeer weinig gekend over de ecologie van bederfsporenvormers in producten die een milde hittebehandeling ondergaan, evenals over de belangrijkheid van deze sporenvormers in het bederven en de houdbaarheid van deze producten. Uit recent onderzoek, verricht op pathogene psychrotrofe sporenvormers, blijkt dat de eventuele sublet hale beschadiging van de sporen door verhitting in combinatie van andere stresserende factoren tijdens de verhitting en de bewaring van het levensmiddel (pH, aw, bewaartemperatuur, organische zuren, atmos feer) een zeer relevante vertraging van de kieming van de sporen k an opleveren wat aldus een verlenging van de houdbaarheid zou kunnen betekenen. Over de invloed van de verhittingsintensiteit, de intrinsieke en extrinsieke factoren tijdens de verhitting en tijdens de bewaring op de snelheid van kiemen van bederfveroorzakende sporen (en dus op de houdbaarheid) zijn echter heel weinig kwantitatieve gegevens ter beschikking. Dit onderzoek wenst daarom het volgende in kaart te brengen: - isolatie en karakterisatie (identificatie, bederfpotentieel, groeisnelheid) van psychrotrofe bederfveroorzakende sporenvormers - in welke mate diverse factoren tijdens de verhitting en tijdens de bewaring de snelheid van kieming beïnvloeden en aldus de microbiële houdbaarheid van mild verhitte levensmiddelen

83 │ 119



Inhoud voorgesteld onderzoek Beschrijf de projectinhoud en preciseer de verwachte resultaten inzak e k ennisopbouw die u wil behalen met het project. Beschrijf dit zo k wantitatief mogelijk en omschrijf ook de vorm van de resultaten (k nowhow, soft ware, procédés, methodes). Het project MILDHEAT heeft de volgende industrieel relevante hoofddoel stellingen: Objective 1. Het bepalen van de ecologie (verscheidenheid en besmettingsniveaus) van bederfsporenvormers in de voedingsproducten van de deelnemende bedrijven die een milde hittebehandeling ondergaan Objective 2. Het bepalen van het bederfpotentieel (mogelijkheid om te groeien bij lage temperaturen en „competitiveness‟) van de geïsoleerde bederfsporenvormers in de producten waaruit ze geïsoleerd werden Objective 3. Het bepalen van de invloed van de intensiteit van de milde hittebehandeling samen met de factoren (stre ss) aanwezig tijdens en na de hittebehandeling op de mogelijkheid van de sporen om te ontkiemen en uiteindelijk uit te groeien. Om op deze manier combinaties te ontwikkelen die gebruikt kunnen worden om de houdbaarheid van de doelvoedingsproducten te verlengen met betrekking tot bederfsporenvormers. Om deze hoofddoelstellingen te behandelen zal het onderzoek uit gevoerd worden in drie opeenvolgende werkpakketen: Werkpakket 1. Ecologie van de bederfsporenvormers. Van de deelnemende bedrijven zullen verschillende ready-to-eat voedingsproducten die een milde hittebehandeling ondergaan, geselecteerd worden voor analyse. Deze selectie zal gebeuren in de ad hoc meetings. Tenminste 50 stalen van elk product zullen willekeurig verzameld en geanalyseerd worden over een periode van 10 weken voor de aanwezigheid en het aantal bederfsporenvormers (zowel sporen en vegetatieve cellen). De verzamelde isolaten zullen volledig gekarakteriseerd worden tot op het genus en/of species niveau door middel van moleculaire technieken. Op basis van deze identificatie kunnen de identiteit, verscheidenheid, het niveau van voorkomen en de besmettingsniveaus van de meest belangrijke bederfsporenvormers per product bepaald worden. De isolaten worden dan bewaard in een cultuurverzameling toegankelijk voor de deelnemende bedrijven. Werkpakket 2. Groei en bederfpotentieel van de geselecteerde bederfsporenvormers. De mogelijkheid van de geselecteerde isolaten om vanuit de sporen te groeien bij lage temperaturen (eg. 4 tot 12°C) zal bepaald worden in kunstmatige media ( brot hs). De selectie van de te onderzoeken isolaten zal gebeuren in samenwerking met de deelnemende bedrijven. Groei/geen groei zal opgevolgd worden over een incubatieperiode die equivalent is aan de normale houdbaarheid van de producten. De „competitiveness‟ van de isolaten tegenover species die het product kunnen besmetten na de hittebehandeling (natuurlijke flora) zal eveneens bepaald worden in kunstmatige media (broths) en in de werkelijke voedingsproducten om een idee te krijgen van het werkelijke bede rfpotentieel of de belangrijkheid van bederfsporenvormers in het bederf van de onderzocht e producten. Werkpakket 3. Invloed van de hitte intensiteit en stre ssfactoren op het ontkiemen en de groei. De gezamelijke invloed van de hitte intensiteit (duur en temperatuur), aw en pH van het verhittingsmedium, en aw, hoge druk, pH en atmosfeer tijdens de incubatie op het ontkiemen en de groei van de geselecteerde isolaten (max. 6) zal onderzocht worden. De werkelijke aw, pH en de atmos feren die onderzoc ht moeten worden, zullen bepaald worden in ad hoc meetings om de studie in staat te stellen condities te onderzoeken die relevant zijn voor de bedrijven en zodoende resultaten te bekomen die rechtstreeks toegepast kunnen worden door de bedrijven. Waar mogelijk zullen voorspellende modellen ontwikkeld worden die de invloed van de onderzochte factoren op het ontkiemen en/of de groei van de s poren van de isolaten kunnen beschrijven. De verwachtte resultatenzijn: 1. Identiteit en bederfpotentieel (competiteveness) van psychrotrofe sporenvormers uit relevante levensmiddelen en grondstoffen van de leden van de gebruikersgroep 2. K wantificatie van de invloed van de verhittingsintensiteit en de andere stresserende factoren tijdens de verhitting en tijdens de bewaring (pH, a w, bewaartemperatuur,

84 │ 119



organische z uren, atmos feer) op de kieming en uitgroei van psychrotrofe, bederfveroorzakende sporenvormers organische zuren, atmosfeer) op de kieming en uitgroei van psychrotrofe, bederfveroorzakende sporenvormers organische z uren, atmos feer) op de kieming en uitgroei van psychrotrofe, bederfveroorzakende sporenvormers Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Geef aan wat bedrijven als resultaat van het onderzoek k unnen verwachten. Wees hierbij zo concreet mogelijk . De verwachtte resultatenzijn: 1. Identiteit en bederfpotentieel (competiteveness) van psychrotrofe sporenvormers uit relevante levensmiddelen en grondstoffen van de leden van de gebruikersgroep 2. K wantificatie van de invloed van de verhittingsintensiteit en de andere stresserende factoren tijdens de verhitting en tijdens de bewaring (pH, a w, bewaartemperatuur, hoge druk). Afstemming op de noden van de bedrijven: Op verschillende momenten zal de gebruikersgroep input geven om zo het project af te stemmen op de noden van de bedrijven. Conc reet is dit: voor de selectie van de 10 to 15 levensmiddelen geproduc eerd door de bedrijven uit de gebruikersgroep en opstellen van staalnameplan selectie van de isolat en (max. 300) waarvan groei - en bederfpotentieel zal bepaald worden evenals de competitiviteit selectie van de 6 isolaten waarvan de invloed van de hitte-intensiteit en de stressfactoren op de kieming en de uitgroei zal bepaald worden kiezen van de bereiken van de intrinsieke en extrinsiek e factoren die onderzocht zullen worden (verhittingstemperatuur en –duur, pH, aw, atmosfeer, bewaartemperatuur)

Valorisatie-opportuniteit en en toepassingen van de resultaten: Tot op heden is er zeer weinig gekend over de ecologie van bederfveroorzakende sporenvormers in producten die een milde hittebehandeling ondergaan en hun belangrijkheid in het bederven/de houdbaarheid van deze producten. E r is eveneens zo goed als niets gek end over de gevolgen van een milde hittebehandeling (die zelfs aan de ene kant de sporen kan activeren, maar aan de andere kant hen ook meer ont vankelijk kan maken voor stressfactoren tijdens bewaring) en de condities tijdens verhitting en nadien tijdens bewaring ( aw, pH, atmosfeer, bewaartem peratuur etc) op het ontkiemen en de groei van overlevende sporen. Het onderzoek voorgesteld onder MILDHEA T zal de deelnemende bedrijven niet alleen voorzien van antwoorden op deze vragen maar hen ook voorzien van resultat en en besluiten die onmiddellijk toepasbaar zijn op hun producten aangezien een belangrijk deel van de experimenten uitgevoerd zullen worden in de werkelijke voedings producten geproduceerd door de bedrijven met de stammen geïsoleerd uit deze producten. Kennis van de ecologie, het bederfpotentieel en de gevolgen van een milde hittebehandeling gec ombineerd met stressfactoren op het ontkiemen zal de bedrijven helpen om een realistisch idee te hebben over de belangrijkheid van bederfveroorzakende sporenvormers in hun producten en over hoe ze hiermee de impact van sporenvormers kunnen verminderen via een combinatie van hittebehandelingen en stressfactoren die het ontkiemen kunnen vert ragen of verhinderen. Kennistransfer: De resultaten zullen op regelmatige tijdstippen tijdens en op het eind van het project meegedeeld worden op ad hoc vergaderingen, gepaard gaande met een bijhorend verslag. Doelgroepbedrijven Specifieer de doelgroepbedrijven (sectoren) zo concreet mogelijk De doelbedrijven omvatten alle producenten van gepasteuriseerde en gematigd verhitte voedingsproducten zoals ready-to-eat foods.

85 │ 119



Projectbudget Personeel: 100% laborant: € 84.000 50% post doc € 78.000 TOTAAL: € 162. 000 Directe/indirecte (50% personeel):

€ 81.000

TOTAAL: Duur van het project: 2 jaar

€ 243. 000 excl. BTW

Uit voerder(s) Het Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en –conservering (LFMFP) van de UGent heeft als missie kwantitatieve inzichten te verwerven in het microbiële gedrag in de ganse voedselketen en relateert dit gedrag met de gevolgen voor de volksgez ondheid en de industriële verwerking van levensmiddelen. In het laborat orium zijn ongeveer 40 mensen tewerkgesteld. Een gedeelte hiervan (±50% ) werkt in nauwe samenwerking met de industrie, o.a. via het BELTES T geaccrediteerd laboratorium, het TD -VIS project Pack4Food of via bilaterale onderzoeksprojecten. Diverse projecten gebeuren in opdracht van de overheid. Belangrijke onderzoeksdomeinen zijn nieuwe pathogenen, microbiële analysetechnieken, microbiële risicoanalyse, kwaliteitszorgsystemen, nieuwe conserveringst echniek en (o.a. verpakking), predictieve microbiologie en microbiële bederfmechanismen. Verschillend van de meeste laborat oria in het gebied van de levensmiddelenmicrobiologie in de wereld, besteedt LFMFP naast microbiële voedselveiligheid heel veel aan dacht aan microbiële bederfmechanismen wat moet toelaten meer doelgerichte cons erveringsstrategieën te ontwikkelen. Deze oriëntatie wordt gedreven door een intense samenwerking met de E uropese voedingsindustrie. Ook hier kan gesteld worden dat er vrij veel gekend is rond het gedrag van pathogene psychrotrofe sporenvormers, maar relatief weinig omt rent de bedervers in die groep. ILVO - Technologie & Voeding beschikt over goed uitgeruste laboratoria met mogelijkheid tot: bacteriologische en moleculaire detectiemet hodes, polyfasische identificatie en typeringsmethodes. Het beschikt over een BELA C accreditatie voor microbiologische anal yses voor alle voedingsmatrices. De onderzoeksleider, Dr. Marc Heyndrickx, beschikt over een internationaal erkende ex pertise inzake sporenvormers en heeft een intens samenwerkings verband in binnen- en buitenland op dit gebied. Deze expertise wordt naast wetenschappelijk onderzoek ook gebruikt in het kader van referentiewerking en dienst verlening voor bedrijven. Hiertoe behoren vooral z uivelbedrijven en toeleveranciers van bepaalde producten. Hierbij wordt nadruk gelegd op detectie, identific atie en typering van pathogenen en bederfmicro-organismen waaronder sporenvormers, en het opsporen van contaminatieroutes en -bronnen via staalnames en typering.

86 │ 119





Aantal werknemers*



87 │ 119



38. V AL ID AT IES T UD IE VAN N AT U URL I JK E AN T I MIC ROB IËL E PROD UCT EN IN VO EDIN GS MI DD EL EN (V AN I MAL )

EN

AN T I-L IS TE RIA




K.U.Leuven Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie Chris Michiels Chris.michiels @biw.k uleuven.be 016/321578 /

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Probleemstelling: De gekoelde voedingsmiddelen vormen al vele jaren één van de sterkst groeiende segmenten van de levensmiddelens ector, dankzij troeven zoals versheid, hoge kwaliteit en gebruiksgemak. Het segment omvat een heel heterogene groep van voedingsmiddelen, maar ee n belangrijk gemeenschappelijk kenmerk, en tegelijk de achilleshiel, van deze producten is hun intrinsieke vatbaarheid voor microbiologisch bederf en voor aanwezigheid en mogelijke uitgroei van bacteriële pat hogenen. De precieze aard van de microbiologische problematiek verschilt naargelang de eigenschappen van het product, maar gezien vele van deze producten ofwel niet verhit zijn, ofwel na verhitting een nabewerking (bv. snijden, herverpakken) hebben ondergaan, én bovendien gekoeld bewaard worden, vormt de psychrotrofe omgevingsbacterie Listeria monocyt ogenes het belangrijkste probleem op vlak van microbiologische veiligheid. Voor L. monocyt ogenes in kant-en-klare voedingsmiddelen gelden specifiek e criteria volgens Europese Verordening 2073/2005 (+ wijzigingen). De microbiologische stabiliteit en veiligheid van deze producten berust doorgaans op een combinatie van factoren, die elk slechts een beperkte projectbijdrage (kunnen) leveren: beperken van initiële kiembelasting en bijbesmetting tijdens productieproces; intrinsieke parameters van het product zoals pH, aw; kiemreductie door verhittingsproces; lage bewaartemperatuur; verpakking met gewijzigde atmosfeer; bewaarmiddelen. Bewaarmiddelen, zoals omschreven in EU Richtlijn 95/2 (+ wijzigingen), zijn in de meeste gekoelde voedingsmiddelen niet toegelaten. Bovendien staat het gebruik van klassieke –chemischebewaarmiddelen zoals nitriet, benzoezuur enz. onder druk omdat ze een slecht gezondheidsimago hebben. Opportuniteiten: Er zijn de laatste jaren tal van innovatieve natuurlijke conserveringssystemen ontwikkeld, die een aantal int eressante opportuniteiten bieden voor toepassing in gekoelde voedingsmiddelen: Verbetering microbiologische stabiliteit en veiligheid (in bijzonder L. monocytogenes) Natuurlijk imago (bv. enzymen, microorganismen, bacteriofagen) Geen gezondheidsrisico Ontwikkeling van specifieke wetgeving die toepassing gemakkelijker maakt, bv. „ Qualified Presumed Safety‟ principe voor bioprotective cultures „Organic‟ certificatie Positionering als hulpstof i.p. v. additief en dus wegvallen van verplichting tot etikettering („Clean label‟) Inhoud voorgesteld onderzoek Algemene doelstelling: studie van de efficiëntie van verschillende types antimicrobiële natuurlijke bewaarmiddelen (BioPreservatives, BP) in gekoelde levensmiddelen, en identificatie

88 │ 119



van factoren die hun efficiëntie beïnvloeden Projectinhoud/ verloop: Er zullen drie families van BP onderzocht worden (c ommercieel of precommercieel): Werkingsprincipe Werkzaam tegen Commerciële producten Beschermende culturen L. monoc ytogenes, andere Danisco, Christian pathogenen, bederfbacteriën Hans en,… Bacteriofagen L. monoc ytogenes EBI Food safety,… Enzymen, fermentaten L. monoc ytogenes, vele Bienca, Danisco,… andere bacteriën, gisten en schimmels De BP zullen gevalideerd worden in concrete modellen van gekoelde voedingsmiddelen: vlees waren, bereide gerechten, vis, sausen,… (naargelang deelnemende bedrijven) Het project is opgebouwd rond 4 grote werkpakketten met volgende grote doelstellingen: WP1: Efficiëntie BP tegen zuivere culturen van L. monocytogenes en geselecteerde bederfk iemen - bacteriostatische of bactericide werking a.d.h. v gedetailleerde inactivatie - of groeicurven - intraspecies stamverschillen in gevoeligheid voor BP - mogelijkheid tot resistentie-ont wikkeling L. monoc ytogenes (incl. kruisresistentie t.o.v. BP) - factoren die werkzaamheid beïnvloeden: temperatuur, pH, zout, vet, eiwit,… Verwachte resultaten: - kennis efficiëntie BP tegen relevante micro -organismen - inzicht in relevante factoren die efficiëntie BP beïnvloeden - inzicht in mogelijke resistentieproblemen WP2: Controle L. monocytogenes in modellevensmiddelen - selectie van relevante L. monocytogenes teststammen, en uitrusting met traceerbare merk er (bv. antibioticumresistentie of Green Fluorescent Prot ein) - formulering van verschillende modellevensmiddelen - efficiëntie van BP in challenge testen met L. monocytogenes in modellevensmiddelen - effect van relevante parameters op BP efficiëntie: dosering, inoculumniveau, T, pH, a w,… - bescherming tegen herbesmetting tijdens bewaring (stabiliteit en duurwerking van BP) Verwachte resultaten: - kennis efficiëntie BP tegen L. monocyt ogenes op basis van kwantitatieve data in specifieke modelproducten - inzicht in effect relevante parameters op BP efficiëntie - basiskennis om bruikbaarheid van BP in te schatten om voor specifieke producten (evt. met verlengde shelf-life) te voldoen aan wettelijke microbiologische criteria m.b.t. L. monoc ytogenes. WP3: Controle bederfk iemen en houdbaarheidsverlenging in modellevensmiddelen - shelf-life testen om effect van BP op bacteriegroepen belangrijk voor bederf van modellevensmiddel en kwantitatief te bepalen - effect van relevante parameters: dosering, T, pH, a w,… - duurwerking van BP tegen bederfkiemen Verwachte resultaten: - kennis efficiëntie BP tegen specifieke bederfmicrobiota - inzicht in effect relevante parameters op efficiëntie - kennis om gefundeerde voorspellingen te doen van mogelijke houdbaarheids verlenging door BP in specifieke producten WP4: Omgevingscontrole L. monocyt ogenes - studie in model biofilmopstelling (flow cell systeem) van BP die geschikt zijn voor omgevingscontrole van L. monocyt ogenes (bv. bacteriofagen, competitieve culturen) - effect van BP op L. monocytogenes single species biofilm i.f. v. dosering, blootstellingstijd,… - effect van BP op L. monocytogenes in mixed species biofilm i.f. v. dosering, blootstellingstijd,… - vergelijking met klassieke reinigings- en desinfectiemieddelen Verwachte resultaten:

89 │ 119



- inzicht in potentieel van BP voor omgevingscontrole van L. monocytogenes in vergelijking met klassieke „chemische‟ middelen. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Verwachte meerwaarde Hoewel een aantal natuurlijke antimicrobiële bewaarmiddelen vandaag al commercieel worden aangeboden, is de implementatie ervan in uiteenlopende toepassingen niet evident, en zijn de resultaten die worden gerapporteerd in de literatuur wisselvallig en soms tegenstrijdig. Het project wil via een systematische benadering een kennisbasis genereren met betrekking tot de werkzaamheid van een aantal BP in productgroepen die de deelnemende bedrijven vertegenwoordigen, en mogelijke problemen die zich daarbij kunnen voordoen (bv. resistentieontwikkeling). Op die manier wil het voorstel drempelverlagend werken voor de implementatie van deze nieuwe BP door Vlaamse voedingsbedrijven. Het gebruik van BP past in de trend naar gezonde en minimaal bewerkte voedingsmiddelen, en kan in het bijzonder meerwaarde bieden door: - vervanging van chemische bewaarmiddelen die mogelijk schadelijk zijn voor de gezondheid en/of die een negatief gezondheidsimago hebben - „clean label‟ producten (geen vermelding van additieven met E-nummers op etiket) - verlengde houdbaarheid, wat zich vertaalt in grotere convenience voor de consument en logistieke voordelen voor de producent - betere controle van L. monocyt ogenes, en dus grotere product veiligheid en conformiteit aan de geldende wettelijke microbiologische criteria Valorisatie-opportuniteit en en toepassing van de resultaten Het project voorstel beoogt géén onderz oek naar, en ontwikkeling van, nieuwe BP. Er is de laatste 10 jaar intensief gezocht naar natuurlijke antimicrobiële componenten, en er zijn vele nieuwe componenten gerapporteerd. Enkele zijn intussen gecommercialiseerd, maar zij worden nog weinig toegepast omwille van hun onduidelijke wettelijke positie, maar vooral ook omwille van het gebrek aan kennis van hun werkzaamheid in verschillende voedingsmiddelen en verschillende omstandigheden. Het project wil dit hiaat invullen aan de hand van validatiestudies, zodat concrete kennis en know-how beschikbaar komt voor de voedingsbedrijven. Het project is dus niet gericht op ont wikkeling van patenteerbare producten of kennis. Kennistransfer in het project Een nauwe samenwerking met de deelnemende bedrijven is eigenlijk inherent aan het project voorstel. In het bijzonder de twee centrale werkpakketten w aarin c hallenge studies (WP2) en houdbaarheidstesten (WP3) worden gedaan zullen in nauw overleg uitgetekend en uitgevoerd worden, om de result aten zo dicht mogelijk te laten aansluiten bij de noden van de bedrijven. Daartoe zullen naast globale voortgangs vergaderingen met het ganse consortium op vaste tijdstippen (zesmaandelijks), ook ad hoc bijeenkomsten worden georganiseerd die zich specifiek richt en tot bedrijven die in een bepaalde sector actief zijn, in functie van de voortgang van het project. Doelgroepbedrijven Doelgroep - Producenten van gekoelde voedingsmiddelen in diverse deelsectoren zoals vlees, vis, bereide maaltijden, zuivel, vers versneden groenten, soepen en sauz en,… - Toeleveranciers van biopreservatives (BP) Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: 277200 Euro Personeelsbezetting: 1,25 V TE Voorziene duur: 2,5 jaar Uit voerder(s) Infrastructuur, onderzoekscapaciteit en expertise Het Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie van de K.U.Leuven telt momenteel een

90 │ 119



15-tal medewerkers (1 ZAP, 3 postdocs, 8 doctorandi, 3 laboratoriumtechniekers), en is actief in fundament eel en toegepast onderzoek in het domein van de (levensmiddelen )-microbiologie. Vijf van deze medewerkers zijn er al langer dan 5 jaar en beschikken dus over een ruime expertise in het domein. Dertien van deze medewerkers worden gefinancierd op competitief verworven middelen. Verder ont vangt het Laboratorium elk jaar een vijftal studenten voor onderzoek in het kader van hun masterproef, die kunnen ingezet worden ter ondersteuning van lopende onderzoeksprojecten, waaronder Vanimal. Het Laboratorium beschikt over een uit gebreide infrastructuur en de nodige bioveiligheidstoelating om het project in optimale omstandigheden te kunnen uit voeren. Voor dit project voorstel zijn volgende specifieke infrastructuur en expertise vermeldens waard: (i) een 12-kanaals flow-cell biofilm setup die niet-destructieve microscopische waarneming toelaat. (ii) know-how voor het merken van bacteriestammen met Green Fluorescent Protein voor challenge studies; (iii) een batterij van nauwkeurige koelincubatoren voor houdbaarheidstesten en challenge studies. Het Laboratorium heeft ruime ervaring met projectmatig onderzoek i.s.m. voedingsbedrijven, ondermeer in het kader van IWT O& O projecten, IW T KMO innovatiestudies en tal van kortlopende directe opdrachten voor bedrijven. . PR OJECTB IJD R AG E B ED R IJVEN


Aantal werknemers*



91 │ 119



41. PRAK TI JK RIC HTL IJN EN VOO R R EIN IG IN G L EVEN SM ID DEL EN BE DR IJVEN ( DECON TFOOD IN D US T)

EN

D ES IN FEC TI E

IN




Instituut voor Landbouw- en Visserijonderz oek (ILVO) Eenheid Technologie en Voeding Naam: Koen De Reu e-mail: Koen.Dereu@ilvo. vlaanderen.be tel 09/2723043 nihil

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Ieder bedrijf dat levensmiddelen produceert, bewerkt, verpakt, verhandelt, opslaat of vervoert moet een systeem toepassen dat de hygiëne en voedselveiligheid waarborgt. Reiniging en desinfecteren zijn een essentieel onderdeel van dit systeem en voor een bedrijf een dagelijks gegeven waar een behoorlijke kost aan gekoppeld is. Tegelijkertijd is het een heel complex proces. Heel vaak worden essentiële keuz es genomen op een arbitraire wijze, zonder grondige wetenschappelijke onderbouwing en leidt het proces niet steeds tot het gewenste effect. Enkele belangrijke redenen hierbij zijn: te weinig evalueren van het toegepas te reinigings en desinfectiesysteem, te weinig kennis over de bestaande reinigings - en desinfectietechnieken, het niet goed toepassen van de te volgen procedure, hardnekkige besmettingen, moeilijk bereikbare plaatsen en het niet beschikken over een eenduidig en professioneel meetsysteem waarmee de effectiviteit kan worden vastgesteld. Als gevolg hiervan komen vaak problemen aan het licht als er een bedreiging is voor de veiligheid, de houdbaarheid of de kwaliteit van het eindproduct. Op dat ogenblik is het vaak niet eenvoudig om het probleem t e remediëren omdat reeds biofilms zijn opgebouwd als haard van besmetting. Inhoud voorgesteld onderzoek In eerste instantie zal een inventarisatie gemaakt worden van de be schikbare reinigings- en desinfectietechnieken zoals de klassieke reiniging en desinfectie, foamgel reiniging, thermische desinfectie (droog/nat), dompeling, hoge druk, desinfecteren met een zgn. foggingsysteem , ultrasoontec hnieken… . Deze verschillende tec hnieken en hun toepassingsmogelijkheden binnen de levensmiddelenindustrie zullen met behulp van workshops toegelicht worden. Hierbij zal er tevens aandacht zijn voor de kosten -efficiëntie van de voorgestelde met hodes. Periodiek e verificatie van de goede reiniging en desinfectie is noodzakelijk. Afdrukplaatjes zijn een hulpmiddel maar zijn niet steeds bruikbaar en geven niet steeds voldoende waarborgen. Bijkomende technieken zoals het nemen en geschikt analyseren van swabs en meetsystemen van reinigen zullen onderzocht worden. Dit moet leiden tot een meetsysteem en normen waarmee eenduidig en snel de effectiviteit van reinigen en desinfecteren in de voedingsmiddelenindustrie kan vastgesteld worden. Moeilijk bereikbare plaatsen in de productie en de productie-omgeving blijven occasionele of persisterende bronnen van besmetting met bv. pathogenen als Listeria en S almonella of met sporenvormende bacteriën. Deze kritische punten van besmetting zijn vaak onvoldoende gekend. Er zal onderzoek worden uitgevoerd naar de contaminatieroutes en –bronnen van besmettingen. Uitgebreide staalnames moet en dit voor de divers e sectoren van de levensmiddelenindustrie in kaart brengen en er zullen tools aangeboden worden om een efficiënte verwijdering van deze contaminatie mogelijk te maken. Er zal tevens een verband worden gelegd met de graad van de besmettingen op de divers e kritische punten. Dit alles moet finaal leiden tot het opstellen van verschillende praktijkrichtlijnen voor reiniging en desinfectie. Deze richtlijnen moeten duidelijk mak en welke de basis voorwaarden, voorbereidingen, vormen van reiniging, vormen van desinfectie en wijze van verificatie van de goede uit voering zijn. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven 92 │ 119



Kennis van toepassingsmogelijkheden van reinigings - en desinfectietechniek en. Geoptimaliseerd meetsystemen om effectiviteit van reiniging en desinfectie na te gaan. Kennis van contaminatiebronnen en –routes, inclusief kwantitatief aspect; remediëring d.m. v. reiniging/ desinfectie van kritische punten en moeilijk bereikbare plaatsen Leidraad voor reiniging en desinfectie. Doelgroepbedrijven Specifieer de doelgroepbedrijven (sectoren) zo concreet mogelijk Bedrijven in de diverse voedingssectoren, verwerking van dierlijke producten (vis en visserij, zuivel, vlees en vlees waren), van groenten en fruit, productie van confiserie en droge voeding worden betrokken. Ook toeleveringsbedrijven van reinigings- en desinfectiemiddelen en bedrijven betrokken bij de industriële reiniging in de voedingsindustrie. Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: 181.300 Euro Personeelsbezetting: 1 VTE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) ILVO-T&V beschikt over goed uitgeruste microbiologische laboratoria, een BELA C accredit atie, een milieuvergunning voor het werken met pathogenen en een pilootfabriek voor de agro -food sector. De onderzoekers beschikken over een ruime expertise in microbiologische detectie, identificatie en typeringsmethodes (pathogenen, bederforganismen, indic atoren, bacteriën, virussen, schimmels), in het opsporen van contaminatieroutes en in algemene voedingshygiëne. Er is tevens een ruime ervaring met het uit voeren van onderzoeksprojecten en in het netwerken met voedingsbedrijven in dit verband.



Geschatte projectbijdrage (per jaar, in Euro, exclusief BTW) < 50 1000 51-100 1500 101-150 2000 151-200 2500 201-250 3000 > 250 4000 * aantal werk nemers van de grootste juridische entiteit die toegang zal hebben tot de resultaten van het project Indien de werkelijke projectbijdrage 50% hoger ligt dan de geschatte projectbijdrage, kan een bedrijf zijn deelname herevalueren, en eventueel afzien van deelname aan het project.

93 │ 119



42. EVAL UA TI E VAN L UCH TB EHAN DEL IN GSSY TE MEN IN PRO DUC TI EEN GECON D IT ION E ER DE RU I MT EN VAN DE L EV EN S MI DD EL EN IN D US TR IE (OPT ICL EAN A IR)




K.U.Leuven BIOSYS T-MeBioS Pieter Verboven pieter. [email protected] uleuven.be Tel. 016 22 61 84 VCBT vz w, Ann Schenk

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Zowel in productieruimt en waar levensmiddelen worden verwerkt als in ruimten voor conditionering van producten is luchtbehandeling van belang. Luchtzuivering is nodig om ongecontroleerde besmetting van producten door micro -organismen zoals schimmels, gisten en bacteriën in de lucht te voorkomen. Niet-uniforme en onefficiënte zuivering k an leiden tot gereduceerde houdbaarheid en kwaliteit van producten. De efficiëntie van de luc htzuivering is afhankelijk van het behandelingssysteem, de ruimte, de installaties, de operatoren, de producten en verpakkingen, het ventilatiesysteem, de klimaatregeling (temperatuur en vochtigheid). De complexiteit van deze int eracties vereist een generieke aanpak. Inhoud voorgesteld onderzoek In dit project gebruiken we generieke Computational Fluid Dy namics modellen voor micropartikel- en luchtstroming van MeBioS als tool voor het ontwerp en evaluatie van verschillende types luchtbehandelingen. We stellen maatregelen op voor een goede implementatie van zuiveringssystemen. De invloed van bovenstaande factoren op de efficiëntie van de zuivering gedetailleerd wordt nauwkeurig en eenduidig berekend. De modelontwikkeling wordt ondersteund door metingen van de verdeling van luc htsnelheid en kiemgetallen in verschillende toepassingen. Kritische paramet ers relevant voor ruimteontwerp en –inrichting en voor goede hygiënepraktijk worden op een overzichtelijke manier gevisualis eerd aan de hand van de computersimulaties en metingen. UV-C en partikelfilt ers zijn ondermeer onderwerp van onderzoek; de nadruk ligt op dimensioneren van luchtzuiveringsapparat uur in installaties en ruimtes met verschillende inrichtingen zodat een optimale luchtstroming wordt gecreëerd voor verwijdering van de micro-organismen. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Know-how over luchtbehandeling voor de voedingsindustrie Richtlijnen voor optimalisatie van lucht - en micropartikelzuivering in installaties, productie- en bewaarruimten Database met gekwantificeerde effecten van ventilatie, klimaatregeling, ruimteontwerpen –inrichting op efficiëntie van de luchtbehandeling De bestaande intellectuele eigendomsrechten van K.U.Leuven voor dit project omvatten auteursrecht en op de reeds bestaande delen van het CFD model en de softwarecode voor het berekenen van lucht - en vloeistofstromingen en warmte- en massaoverdracht. De specifieke toepassingsresultaten die voort vloeien uit de uitbreiding en validatie van dez e modellen tijdens dit project zullen beschikbaar zijn voor het projectcons ortium en de gebruikerscommissie, en worden via de geplande kanalen voor kennisdiffusie verspreid. De aanpassingen aan het model en de delen van de softwarecode die resulteren uit dit onderz oek blijven auteursrechtelijke eigendom van de K.U.Leuven. Verspreiding van de soft warecode van het model naar derde partijen, zowel voor commercieel als niet-commercieel gebruik, zal gebeuren via een gepaste licentieovereenkomsten tussen K.U.Leuven en de soft waregebruiker.

94 │ 119



Doelgroepbedrijven Vlees- en vis verwerking, brood- en bakkerijproducten, zuivelverwerking, bereidingen Projectbudget Inschatting projectbudget: 197687 Euro Personeelsbezetting: 24 manmaanden Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) Het huidige project voorstel is geënt op de onderzoeksexpertise van de afdeling Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren van het departement Biosystemen (K.U.Leuven) op het gebied van de wiskundige modelbouw van luchtstroming, warmte -, en massatransport in biosystemen (naoogesttoepassingen: projecten IDO/00/ 008, OT/ 04/31, IS T-2001-34500/FIPSE, IW T 060720; verschillende onderzoeksmandaten) en, vooral, onder coördinatie van de projectleider Pieter Verboven, het modelleren van luchtstroming en spuitnevels in agro-voedingstoepassingen (projecten S -6209, IWT/ 050354, IW T/20424, IW T/060720, IW T/080528). De projectleider kan ook een uitgebreide expertise voorleggen op het vlak van samenwerkingen met bedrijven in de voedingssector. De res ultaten van ons onderzoek worden gevaloriseerd met behulp van het platform CA Dcracker, www.CA Dcracker.be, waarmee we samenwerkingen met bedrijven aangaan voor specifieke toepassingen in het domein van computerondersteund ont werp van biologische processen. Met name in de agro-voedingssector werden reeds innovatieve projecten uitgevoerd via IWT projecten (IW T O&O 050354, IW T O&O 070001, IW T O&O 060481, IWT O&O 070309) en bilaterale samenwerkingen. De afdeling kan een beroep doen op de volgende infrastructuur: PC werkstations, een HP cluster voor intensieve berek eningen, software licenties voor de belangrijkste simulatiecodes Comsol Multiphysics, Fluent en CFX, en meetapparatuur voor anemometrie en thermometrie. De vz w Vlaams Centrum voor Bewaring van Tuinbouwproducten (VCB T) werd in 1997 opgericht met financiële steun van de Vlaams e Regering als een samenwerkings verband tussen het Verbond van Belgische Tuinbouwveilingen (VBT) en de K.U.Leuven. Het doel van dit samenwerkings verband is het coördineren en uit voeren van het fundamenteel en toegepast wetenschappelijk onderzoek met betrekking tot de bewaring en kwaliteit van groenten en fruit. In het kader van dit project beschikt het VCB T over de volgende infrastructuur: 4 klimaatcellen en uitrusting voor thermofysische metingen.

95 │ 119





Aantal werknemers*



96 │ 119



4 3 . OPTI MAL ISA T IE VAN M ICRO GOL FT ECHN OL OG IE VOEDIN GS MI DD EL EN (M ICRO WAVEFOO D)

V OOR

P ROCE SS IN G

V AN




K.U.Leuven BIOSYS T-MeBioS Pieter Verboven [email protected] uleuven.be Tel. 016 22 61 84 -

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Microgolfopwarming biedt een aantal interessant e voordelen voor productieprocessen in de levensmiddelenindustrie: snelheid van opwarming, het efficiënte gebruik van het beschikbare verwarmings vermogen, de compatibiliteit met verpakkingen en de toepasbaarheid van continue systemen. Gekende successen zijn temperen en voorbakken. Desondanks verlo opt de introductie voor microgolven in andere toepassingen moeilijk door de gelimit eerde beschikbaarheid van kennis, tijd, mankracht en geld voor ontwikkeling van geoptimaliseerde systemen, wat vaak leidt tot gekende problemen zoals slechte uniformiteit, o verprocessing, koude punten, vochtophoping of extreme uitdroging. Eén van de redenen is dat meten van microgolfopwarming moeilijk is, en complexe fysica aan de basis ligt. Inhoud voorgesteld onderzoek De doelstelling van dit onderzoek is het ontwikkelen en valideren van een generische modelmatige aanpak voor evaluatie en optimalisatie van microgolft oepassingen in de voedingsindustrie. Modellen worden als evaluatietool gekozen omdat het gebruik maakt van generieke fysische behoudswetten die inzicht geven in alle deelaspecten van het proc es. Zowel thermische als microbiële en kwaliteitsaspecten worden in rekening genomen in de modellen. Bovendien wordt het zo mogelijk om ontwerp- en optimalisatiestudies uit te voeren zonder uitgebreide experimenten. Op basis van laboratoriummetingen (WP1), modelontwikkeling (WP2) en het bepalen van de producteigenschappen van levensmiddelen (WP3) wordt het mogelijk bedrijfsspecifieke toepassingen van microgolfopwarming te onderz oeken via een uitgebreide gevoeligheidsanalyse en specifieke validaties. Tenslotte zullen op basis van de simulaties richtlijnen worden opgesteld voor het correct implementeren van microgolven in toepassingen voor de voedingsmiddelenindustrie. De toepassingen, z owel in productie als bij de consument, worden bepaald door de gebruikersgroep. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven know-how over microgolfprocessing in de voedingsindustrie richtlijnen voor optimalisatie van microgolfprocessing database met gek wantificeerde effecten van microgolfontwerpparameters en producteigenschappen op snelheid en uniformiteit van opwarming testapparatuur en simulatiesoftware voor ontwerp en optimalisatie van microgolven evaluatie t.o. v. conventionele methoden optimale snelheid en uniformiteit als functie van producteigenschappen en initiële condities, samenstelling, vorm en grootte, en verpakking De bestaande intellectuele eigendomsrechten van K.U.Leuven voor dit project omvatten auteursrecht en op de reeds bestaande delen van het model. De specifiek e toepassingsresultaten die voort vloeien uit de uitbreiding en validatie van dez e modellen tijdens dit project zullen beschikbaar zijn voor het projectconsortium en de gebruikerscommissie, en worden via de geplande kanalen voor kennisdiffusie verspreid. De aanpassingen aan het

97 │ 119



model en de delen van de softwarecode die resulteren uit dit onderzoek blijven auteursrecht elijke eigendom van de K.U.Leuven. Verspreiding van de softwarecode van het model naar derde partijen, zowel voor commercieel als niet-commercieel gebruik, zal gebeuren via een gepaste licentieovereenkomsten tussen K.U.Leuven en de softwaregebruiker. Doelgroepbedrijven

Vlees- en vis verwerking, brood- en bakkerijproducten, zuivelverwerking, bereidingen, grondstoffen Projectbudget Inschatting projectbudget: 197687 Euro Personeelsbezetting: 24 manmaanden Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) Het huidige project voorstel is geënt op de onderzoeksexpertise van de afdeling Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren van het departement Biosystemen (K.U.Leuven) op het ge bied van de wiskundige modellering van warmte-, en massatransport in biosystemen (projecten IDO/00/008, OT/ 04/31, IS T-2001-34500/FIPSE, IW T 060720; verschillende onderzoeksmandaten). De projectleider kan ook een uitgebreide expertise voorleggen op het vlak van samenwerkingen met bedrijven in de voedingssector. De resultaten van ons onderzoek worden gevaloriseerd met behulp van het plat form CA Dcracker, www.CA Dcracker.be, waarmee we samenwerkingen met bedrijven aangaan voor specifieke toepassingen in het domein van comput erondersteund ontwerp van biologische processen. Met name in de agro-voedingssector werden reeds innovatieve projecten uitgevoerd via IWT projecten (IW T O& O 050354, IW T O& O 070001, IW T O&O 060481, IWT O&O 070309) en bilaterale samenwerkingen. De afdeling kan een beroep doen op de volgende infrastructuur: PC werkstations, een HP cluster voor intensieve berekeninge n, soft ware licenties voor de belangrijkste simulatiecodes Comsol Multiphysics, Fluent en CFX, en meetapparat uur voor anemometrie en thermometrie.



Geschatte projectbijdrage (per jaar, in Euro, exclusief BTW) < 50 1500 51-100 2250 101-150 3000 151-200 3750 201-250 4500 > 250 6000 * aantal werk nemers van de grootste juridische entiteit die toegang zal hebben tot de resultaten van het project Indien de werkelijke projectbijdrage 50% hoger ligt dan de geschatte projectbijdrage, kan een bedrijf zijn deelname herevalueren, en eventueel afzien van deelname aan het project. 98 │ 119



5 4 . N IE UWE BRON N EN VAN G EZON DE L IP ID EN (L IP ID)




Katholieke Universiteit Leuven Campus Kortrijk Lipids & Food Prof. Dr. ir. Imogen Foubert 056/246173 Imogen.foubert@k uleuven-k ortrijk .be Nog te bepalen na overleg met bedrijven Kennisinstelling ; onderzoek sgroep ; verant woordelijk e Kennisinstelling ; onderzoek sgroep ; verant woordelijk e

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling De laatste jaren verschuift de aandacht van de kwantiteit van vetinname naar de kwaliteit van de geconsumeerde lipiden. Er wordt veel onderzoek verricht naar het met abolisme en de daaruit voort vloeiende nutritionele impact van verschillende vetzuren en lipidenklassen. Op basis van dit type onderzoek kunnen voorstellen geformuleerd worden voor een wijziging van de lipidenklasse of het type vetzuren in de t riacylglycerolen in levensmiddelen, uit eraard met als doelstelling om de voeding van de mens zo gezond mogelijk te maken. Maar het is ook belangrijk dat deze levensmiddelen hun karakteristieke smaak, mondgevoel en textuur behouden. Hiertoe moeten de lipiden, naast nutritioneel interessant zijn, ook aan bepaalde (fysico)chemische eisen voldoen. Om dergelijke interessant e lipiden te kunnen toepassen in levensmiddelen, moet er bovendien een, liefst zo goedk oop en duurzaam mogelijke, bron van deze lipiden beschikbaar zijn. Indien er vraag naar is van de bedrijven k an het project ook worden uitgebreid naar het zoeken naar alternatieve, goedkopere bronnen voor hoogwaardige oliën die enkel door specifieke gewassen worden geproduceerd (bv. cacaoboter). Inhoud voorgesteld onderzoek Een eerste werkpakket zal een grondige en kritische literatuurstudie omvatten rond twee thema‟s. Een eerste thema zijn de gezonde lipiden. Er zal een compilatie gemaakt worden van welke lipiden op basis van reeds uitgevoerd wetenschappelijk onderzoek positief zijn voor de gezondheid van de mens. Er zal ook nagegaan worden wat de beschikbare bronnen van deze lipiden zijn en wat hun eventuele limit aties zijn. Aangezien voeding niet alleen gezond, maar ook lekker en kwaliteits vol moet zijn, zal ook nagegaan wat reeds geweten is over de (fysico)chemische eigenschappen (oxidatieve stabiliteit, lipolytische stabiliteit, smeltpunt, kristallisatie-eigenschappen) van deze lipiden. Een tweede thema zijn de alternatieve bronnen van lipiden. Er zal een overzicht gemaakt worden van welk e organismen / gewassen kunnen gebruikt worden voor de productie van oliën en vetten, wat hun voor- (bv. snelle groei, weinig of goedkope grondstoffen nodig) en nadelen (bv. toxiciteit, hoge prijs, moeilijke verwerking) zijn en wat reeds geweten is over hun lipidensamenstelling. Als alternatieve bronnen wordt zowel gedacht aan micro-organismen (gisten, schimmels, algen, bacteriën, …) als aan tot nog toe onbekende / weinig gebruikte gewassen (bv. ex otische gewassen, gewassen die vroeger veel werden geteeld maar nu „vergeten‟ zijn geraakt). In een t weede werkpakket zullen de hiaten in de beschikbare kennis worden opgevuld door het uit voeren van experimenten die toelaten inzicht te krijgen in de lipidensamenstelling (type lipiden, vetzuursamenstelling, …) van diverse bronnen, die op basis van de gegevens uit het eerste werkpakket en na overleg met de bedrijven als veelbelovend worden bestempeld. Er zal gefocust worden op die lipiden die op basis van de gegevens uit het eerste werkpakket en na overleg met de bedrijven als meest interessant worden aanzien. Indien er nog geen of onvoldoende informatie over de fysicochemische eigenschappen van deze lipiden beschikbaar is, zullen deze eveneens onderzocht worden.

99 │ 119



In een derde werkpakket zullen, afhankelijk van de resterende tijd, één of twee c ase studies (specifiek lipide uit specifieke bron), in overleg met de deelnemende bedrijven in meer detail worden uitgewerkt. Hier zal dan aandac ht besteed worden aan het optimaliseren van de lipidenproductie, de processing (extractie, raffinage, …), de wettelijke vereisten voor gebruik in levensmiddelen. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven De bedoeling van dit project is om de bedrijven op termijn over nieuwe, gezonde lipiden (naast de nu beschikbare „mainstream‟ oliën) te laten beschikken voor verwerking in levensmiddelen, om op die manier nieuwe, innovatieve, gezonde, kwaliteits volle en lekkere producten op de markt te brengen en hierdoor over een competitief voordeel ten opzichte van hun c oncurrenten te beschikken. Deze lipiden kunnen zowel als bulkingrediënt gebruikt worden als als gezondheidssupplement of als nutraceutical. Doelgroepbedrijven producenten (incl. raffinage) van plantaardige en dierlijke oliën en vetten producenten van diverse vetrijke levensmiddelen (bv. sauzen, margarines, chocolade, gefrituurde levensmiddelen, koekjes, spijsoliën, …) producenten van levensmiddeleningrediënten (bv. bakkerij margarine) bedrijven die olie als grondstof / voeder gebruiken Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: 177.000 Euro Personeelsbezetting: 1 VTE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) Het hoofd van de uit voerende onderzoeksgroep heeft b rede kennis omtrent de (fysico)chemische eigenschappen van lipiden en de invloed daarvan op de eigenschappen van complexe levensmiddelensystemen en in de chromatografische analyse van lipiden. De onderzoeksgroep beschikt over een gaschromatograaf met FID detector (voor vetzuuranalyses), een HPLC met UV/DA D en ELS D detectoren (voor lipidenanalyses) en het nodige mat eriaal voor het uit voeren van kolom en dunne laag chromatografie. Bovendien kan ze beschikken over de diensten van een laborant met zeer veel chromatografische expertise. Afhankelijk van de potentiële bronnen die zullen bestudeerd worden zal contact gelegd worden met collega‟s gespecialiseerd in bv. gisten.

100 │ 119





Aantal werknemers*



101 │ 119



5 8 . KEN N ISVE RB RE DIN G IN GASP ER MEA BIL IT EI T EN HE T EFF ECT V AN TH ER MOV OR M EN OP ZU UR STO FPE RM EAB IL I TE IT ! (PK4 U2 )


Kennisinstelling

XIOS Hogeschool Limburg Departement Toegepaste Ingenieurswetenschappen Opleiding industriële wetenschappen Verpakkingstechnologie

Onderzoeksgroep

Verpakkingtechnologie – Verpakkings Centrum XIOS Hogeschool Limburg dr. Roos Peeters - [email protected] dr. ir. Mieke Buntinx - [email protected] ing. Dimitri Adons - [email protected] tel: 0032 (0) 11 370 789

Cont actpersoon

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Innovatie is een belangrijke factor die bepalend is voor ieder bedrijf. Dit geldt niet alleen nu, maar zeker in de toekomst. Stilstaan staat immers gelijk aan achteruitgaan. Gedrevenheid in enerzijds de ontwikkeling van nieuwe, en anderzijds de verfijning van de huidige technologieën, proc essen en producten, is daarbij niet weg te denken. Niet alleen de praktische kennis, maar ook de theoretische kennis, bieden perspectieven. Dit is ook van toepassing in het onderzoeks- en toepassingsdomein van gaspermeabiliteit. Kennis verbreding alsook een geoptimaliseerde ervaring inzake gasdoorlaatbaarheid draagt aanzienlijk bij tot het behoud van kwaliteit en veiligheid van het verpakte product. Voor voedingsproducten staat dit garant zoals een verlengde shelf life en gereduceerde afvalberg, zowel van het product als het verpakkingsmat eriaal. Gaspermeabiliteit is voor de industrie tot op heden nog vaak een abstract gegeven. E en beter begrip en een gedegen verbrede kennis van dez e eigenschap kan een grote impact hebben tijdens de optimalisatie en ont wikkeling van verpakkingsmat erialen en –concepten. Een betere theoretische insteek vormt een basis die op termijn besparingen verzekert op het vlak van tijd en geld. Deze projectdoelstelling is vooropgesteld. Hoewel er heel wat informatie omtrent de kennis van „ vlakke materialen‟ in relatie tot gasdoorlaatbaarheid bestaat, zijn er toch nog veel beperkingen in zowel de wetenschappelijke als de vakliteratuur, die directe bruikbaarheid van de gegevens in de weg staan. Voor „ verpakkingsconcepten‟ is er een nog grotere leemte. Uit eraard voeden praktijkervaringen dit uit gangspunt met een realistische kijk. Helaas zijn de toepassingen en de ondervindingen in de industrie vaak beperkt verspreid. Dit project wil hieraan t egemoet komen en ant woorden bieden op de tekorten in beschikbare informatie. In het bijzond er worden gethermoformeerde verpakkingen als studieobject gekozen. Deze kennen veelvuldig hun toepassing in de voedingsindustrie. In het thermovormingsproces wordt een vlak materiaal door druk en verhoogde temperatuur tot een verpakking gevormd. Echter rijzen er vragen omtrent de effecten van de z wakke punten van dergelijke verpakkingen (o.a. materiaalverdunning in de hoekpunten) alsook de gecombineerde invloeden van de materialen (bv. meerlagigheid, kristalliniteit, samenstelling, … ) en de procesparameters (bv. temperatuur en druk), enz. Vele vragen i. v.m. het correct en efficiënt gebruik van permeabiliteitsdata voor materialen in relatie met deze concept verpakking bereikten de dienstverlening in gaspermeabiliteit van het VerpakkingsCentrum in het verlede n. Dit project is dus in eerste instantie een vraaggestuurde studie vanuit bedrijven, waarbij de onderzoeksgroep Verpakkings technologie en het V erpakkingsCentrum van de XIOS Hogeschool Limburg enerzijds zijn

102 │ 119



kennis en expertise wil delen met zijn industriële part ners en anderzijds een interactieve wisselwerking t heorie/praktijk wil opzetten, hetgeen ultiem zal resulteren in kennisvalorisatie in het toepassingsdomein van ga spermeabiliteit. Inhoud voorgesteld onderzoek Uit de voorgaande motiveringen blijkt duidelijk dat dit project twee hoofddoelstellingen nastreeft. Meer bepaald noodzakelijke kenni soverdracht en essentiële kenni sopbouw. Binnen elk facet worden volgende deeldoelstellingen beoogd. 1. K ENNISOVERDRACHT I.V .M . GASPERMEABILITEIT NAAR BEDRIJVEN: 1. Opstellen van een techni sche handleiding Om het abstracte, vaak onbekende, gegeven van het testen van de eigenschap „gaspermeabiliteit‟ binnen de industrie aan te pakken op eenvoudige, maar volledige wijze wordt er getracht een handleiding op te stellen die concreet en to-the-point antwoorden en verduidelijking biedt op diverse vragen hieromtrent. Het accent zal daarom liggen op het aspect „meten is weten‟. Zo worden diverse testsystemen aangekaart en verduidelijkt, alsook normen, met aanvullende kritische besprekingen. Daarnaast worden ook de huidige gekende relaties aangegeven tussen materialen en verpakkingen en uiteraard komen ook de gebruikte eenheden, extrapolaties en dergelijke aan bod. 2.

Uit voering van een literatuursynthe se Uitgaande van fundamentele en toegepaste literatuur wordt hier een synthese beoogd van karakteristieken met betrekking tot de permeabiliteit van zuurstof, koolstofdioxide, waterdamp en stikstof (en andere gassen) in relatie tot recente technologieën in materiaalontwikkeling.

3.

De oprichting van een vraagbaak Het belang van een constant bereikbaar contactpunt voor specifiek advies betreffende gaspermeabiliteit betekent voor de industrie ongetwijfeld een meerwaarde. Het VerpakkingsCentrum en de gebruikers van deze vraagbaak vormen alzo een coherent netwerk met analoge doelstellingen waarin gestreefd wordt naar een optimale relatie binnen de driehoek „materiaal – proces – product‟ en waarin iedereen input kan geven vanuit zijn expertise. Constante kwaliteitsborging en –verbetering is alzo een absoluut pluspunt. Voor productinformatie kan er tevens informatie ingewonnen worden uit de expertise van het TD project van Pack4Food aan de UGent.

4.

Het voorzien van een gerichte techni sche opleiding Verschillende ondernemingen ondersteunen terecht het principe „een leven lang leren‟. Steeds meer bedrijven zijn zich er van bewust dat men zich op deze manier kan onderscheiden van collega‟s/concurrenten. Naast interne bedrijfsopleidingen wordt er ook veelvuldig gebruik gemaakt van het externe opleidingsaanbod, want kennisverbreding en –opbouw rendeert! Via dit project willen we de gelegenheid bieden om een opleiding aangaande gaspermeabiliteitsmetingen te volgen. Een maximale flexibiliteit wordt hier nagestreefd. Zo kan de vragende partij zelf bepalen of hij intern of extern een opleiding wil krijgen, algemeen of specifiek. Het type opleiding kan op maat afgestemd worden.

2. K ENNISOPBOUW I.V .M . PERMEABILITEIT IN GET HERMOFORMEERDE VERPAKKINGEN: Het gamma aan gebruikte verpakkingen in verschillende sectoren is zeer divers. Een belangrijke categorie zijn de gethermoformeerde verpakkingen. Zo is deze in de voedingsnijverheid alomtegenwoordig aanwezig. Er wordt uitgaande van een vlak materiaal door temperatuurbehandeling en fysische uitrekking een verpakking gevormd. Dit type verpakkingen vervult belangrijke functies, o.a. naar transport, diversifiëring, portionering, gebruiksgemak en bescherming. De bewaring is een uitermate belangrijk gegeven, helaas is 103 │ 119



maar weinig informatie op vlak van gasdoorlaatbaarheid van dit verpakkingsconcept gekend. Het opzetten van een gedetailleerd onderzoek van het gecombineerde effect (temperatuur en uitrekking) bij thermovormen is een must. In het bijzonder wordt beoogd de zuurstofdoorlaatbaarheid van de thermovormingsfilm, de hoekpunten, de zijwanden en de volledige verpakking te analyseren aan de hand van specifieke casestudies van actuele verpakkingsmaterialen/concepten in interactie met de bedrijven. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Een optimalisatie in de relatie tussen de procestechniek, de verpakking en het product, garandeert successen in de toekomst. Een verlengde houdbaarheid, een bewuster verpakkingsbesef en een verhoogd gebruiksgemak z ijn hier slechts een greep uit. Verschillende bedrijven hebben reeds concrete onderz oeks vragen geformuleerd die in dit project kunnen behandeld worden. Het gaat hier om onderwerpen als geschiktheid van verpakkingsmaterialen (soort, dikte, … ), ideale procestechnieken en procesparameters, oriëntatiebeïnvloeding, lokale versus globale permeabiliteit, zwakke puntenonderzoek en drukimpact, enz. De beoogde basisdoelstellingen, kennisoverdracht en kennisopbouw, van het project worden ongetwijfeld aangevuld met talrijke extra elementen vanuit het bedrijfsleven. Conc reet zijn onder andere volgende result aten te verwachten. 1.

Stimulatie van innovatie

Door een beter inzicht in de materie van gaspermeabiliteit kan ieder bedrijf vernieuwde ideeën vinden voor zijn productontwikkeling. Het innoverende wordt gevoed door o.a. een overzichtelijke review van gasdoorlaatbaarheid in de breedste zin van het woord, zoals testen, gebruikte normen en definities, materialen,… Een realistische koppeling tussen theorie en praktijk betekent zo alvast een pluspunt die moet resulteren in kennisvalorisatie. 2.

Contactpunt in beweging

Naast het verwerken van de verzamelde informatie beoogt dit project ook kennisverspreiding naar de brede doelgroep. Het VerpakkingsCentrum wil de mogelijkheid bieden om via een centraal contactpunt gericht inlichtingen in te winnen als verduidelijking of als uitbreiding voor diepgaande vragen. Door middel van dit contactpunt kunnen bedrijven algemene, technische en specifieke ondersteuning in het gehele proces van gaspermeabiliteit bekomen. Daarnaast is dit de plaats waar opleidingen gevolgd en besproken k unnen worden. Regelmatig vinden er workshops, infosessies of interne/externe opleidingen plaats. 3.

Nieuwe kennis

Het specifieke onderzoek naar zuurstofpermeabiliteit bij gethermoformeerde verpakkingen reikt de industrie nieuwe perspectieven aan. Een verruimde basiskennis staat toe een beter inzicht te verwerven inzake de effecten van het thermovormingsproces (met name temperatuur en verstrekking (kristalliniteit en ketenoriëntatie)) op de zuurstofpermeabiliteit, specifiek in de thermovormingsfilm, hoekpunten, zijwanden en volledige verpakking. 4.

Versterkt netwerk

De participatie en input van bedrijven in dit project zal bijdragen tot een verbeterde relatie en kruisbestuiving tussen materiaalleveranciers, productproducenten en verpakkers enerzijds en de kennisinstelling die toekomstig industrieel ingenieurs in verpakkingstechnologie opleidt. Doelgroepbedrijven Materiaalleveranciers, productproducenten en verpakkers met interesse voor permeabiliteit in het algemeen en/ of specifiek voor gethermoformeerde verpakkingen

104 │ 119



Projectbudget Inschatting projectbudget: 153.707,5 Euro Personeelsbezetting: 1 projectingenieur 80% VTE – 1 projectingenieur 20% VTE Voorziene duur: 2 jaar

Uit voerder(s) XIOS Hogeschool Limburg staat voor eXpertisecent rum voor I ndustrie, Onderwijs en Samenleving. De opleiding industrieel ingenieur verpakkingstechnologie samen met de onderzoeksgroep Verpakkingstechnologie en het VerpakkingsCentrum behoren tot één van de 5 academisch gerichte bachelor- en masteropleidingen in industriële wetenschappen van de universitaire campus te Diepenbeek, waar ook 4 professioneel gerichte, technologie-gedreven bacheloropleidingen gehuis vest zijn (www.xios.be). Het VerpakkingsCentrum (V C) is dé onderzoeksinstelling met apparatuur, kennis en expertise om dit project tot een goed einde te brengen binnen de vooropgestelde projecttijd. Het VC heeft zijn unieke speerpunt „ga spermeabiliteit van materialen & verpakkingen‟ met een breed gamma aan testapparatuur kunnen uitbouwen via opeenvolgende EFRO-projecten met Vlaams e cofinanciering uit het Hermes fonds en eigen financiering vanuit XIOS en is zo uitgegroeid tot een wetenschappelijk erkend onderzoekscentrum en dienst verlenende cel met een erkende werking over de Benelux. In 2007, situeerden zich 70 opdrachten van 35 verschillende bedrijven in het speerpunt gaspermeabiliteit. Deze waren verant woordelijk voor 49,5% van de omzet, hetgeen het belang van dit speerpunt onderstreept. Moment eel beschikt het V C over een uitgebreid gamma aan te stapparatuur voor de bepaling van gasdoorlaatbaarheden van O 2, CO2 en H2O damp van filmen en verpakkingen (tot 2 l) bij variabele parameters van temperatuur en relatieve vochtigheid (RV). Hier volgt een kort overzicht.   

5 MOCON-modules (ML, MH, SS, ST en 702) voor meting van zuurstofpermeabiliteit o Normen: ASTM D-3985, F-1927 en F-1307,DIN-53380,JIS K-7126, ISO CD 15105-2 2 MOCON-modules (MC en SC) voor meting van koolstofdioxide doorlaatbaarheid o Meetbereik: 1 tot 100.000 cc/m²/dag 5 MOCON-modules (MG, SW, MG, K100 en 700) voor meting van waterdampdoorlaatbaarheid o Normen: ASTM F-1249, TAPPI T557, JIS-7129 o Eveneens is de CUP-methode ter beschikking. Verschillende klimatologische omstandigheden kunnen onderzocht worden (meer info www.VerpakkingsCentrum.be).

Dankzij deze infrastructuur, de opgebouwde kennis en expertise, heeft het V C de mogelijkheid om vanaf dag 1 te starten met de uit voering van permeabiliteitsmetingen op materialen en verpakkingen. De testmaterialen en procesparameters van het thermovormingsproces zullen geselecteerd worden in nauwe samenspraak met de industriële partners. Voor bijkomende fysi sche en/of chemische karakterisatie kan beroep gedaan worden op de expertise van de onderzoeksgroep Toegepaste Scheikunde i.s.m. het Instituut voor Materiaal-onderz oek van de Universiteit Hasselt (contactpersoon prof. Carleer) (www.uhasselt.be/toes). Ook andere personen van de onderzoekscel Verpakkings Cent rum en de opleiding Verpakkingstechnologie zullen vanuit hun expertise de nieuw aan te werven ingenieur ondersteunen en de projectuit voering en administratie nauwkeurig opvolgen. Een overzicht van gesubsidieerde projectwerking en doctoraatsonderzoek met diverse partners is verkrijgbaar op aanvraag bij één van de aanvragers.

105 │ 119





Aantal werknemers*



106 │ 119



5 9 . EFFEC TEN VAN SA MEN S TEL L IN G EN PROC ESS IN G OP H ET V OO RKOM EN V AN CHOCOL ADE V ET BL OE M (FA TBL OOM )




Universiteit Gent, Faculteit Bio-ingenieurswet enschappen Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en -proceskunde Prof. dr. ir. Koen Dewettinck | Dr. ir. Frédéric Depypere [email protected] | [email protected] 09 264 61 65 | 09 264 61 67 Niet van toepassing

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Choc olade vetbloem prijkt al jaren bovenaan de lijst van meest voorkomende kwaliteitsproblemen bij chocolade en chocoladeproducten. Internationaal wetenschappelijk onderzoek leidde al tot heel wat inzichten, maar de onderliggende verantwoordelijke mechanismen werden nog niet volledig opgehelderd. Zowel suikerbloem, polymorfe vetbloem als migratie vetbloem dienen onderscheiden te worden. Uit een recente VLA Z bevraging bij de Belgische chocoladeverwerkende industrie (producenten van gevulde chocoladeproducten) bleek dat nagenoeg alle bedrijven kampen met het optreden van (migratie) vetbloem, een probleem dat de klantentevredenheid en de export van deze exclusieve producten hypothek eert. Dit project biedt opportuniteiten m.b.t. de verbetering van de kwaliteit van de Vlaamse chocoladeproducten over een langere periode, de verbetering van de export- en de concurrentiemogelijkheden voor Vlaams e producenten van gevulde c hocoladeproducten, alsook de creatie van innovatieve gevulde chocoladeproducten die minder gevoelig zijn voor chocolade vetbloem. Inhoud voorgesteld onderzoek Dit project heeft tot doel in nauwe samenwerking met de Vlaamse bedrijven robuuste strategieën ter preventie of vertraging van het optreden van choc olade vet bloem te ontwikkelen. Uit de literatuur blijkt de veelheid aan factoren met een mogelijke of gek ende invloed op chocolade vetbloem. Deze situeren zich zowel op het vlak van de grondstoffen (type, eigenschappen), de s amenstelling, de productie van choc olade, en de volledige productieketen van gechocolateerde producten (inclusief opslag en distributie). In dit onderzoek staat de microstructuur van het gevulde chocoladeproduct of het gechocolateerde levensmiddel (zowel de chocolade als de vulling/koek/deeg) centraal. De relatie tussen de microstructuur, de migratie van vulling triglyceriden naar de omge vende chocoladelaag en het voork omen van chocolade vetbloem zal onderzocht worden. In een eerste werkpakket zal er een screening uitgevoerd worden naar de relatie tussen de verschillende bovenvermelde factoren met de microstructuur, de migratie van t riglyceriden en de (visuele) chocolade vetbloem. In een tweede werkpakket zal voor een aantal geselecteerde factoren uitgebreid onderzoek opgezet worden waarbij nagegaan zal worden op welke manier de vulling en de chocolade kunnen gestructureerd worden teneinde vetbloem stabielere producten te bekomen. Dit onderzoek zal onder meer gebeuren aan de hand van modelsystemen en –pralines, geproduceerd in UGent Cacaolab. Afhankelijk van de uitkomst van werkpakket 1 kunnen meerdere deelwerkpakketten voor gericht onderzoek gedefinieerd worden. In een finaal werkpakket zullen de inzichten gegenereerd in de eerdere werkpakketten gevalideerd worden door implementatie van de gesuggereerde aanpassingen op piloot - en productieschaal. Hiervoor zal nauw samengewerkt worden met de industriële partners. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven

107 │ 119



Dit project biedt een meerwaarde voor elke chocoladeproducent, alsook voor elke producent van levensmiddelen waarbij een chocoladelaag in direct contact gebracht wordt met een vetrijke fase (diverse vullingen, wafel, koek). De verwacht e resultaten van dit project omvatten: Identificatie van de sleut elfactoren bij het voorkomen van chocolade vetbloem; Kwantificering van de relatie tussen de microstructuur, migratie en vetbloem afhankelijk van aspecten die verband houden met o Grondstofeigenschappen o Choc olade productieparameters o Processtappen in de productie van gevulde chocoladeproducten o Parameters tijdens de opslag en distributie van deze producten; Ontwikkeling van robuuste strategieën ter preventie of vertraging van chocolade vetbloem. De vetbloem problematiek vormt het belangrijkste kwaliteitsprobleem voor producenten van chocolade en chocoladeproducten. Dit project heeft tot doel een afdoend antwoord te bieden op een belangrijke nood van deze producent en, namelijk een verbetering van de exportmogelijkheden. Daarnaast zal dit project de concurrentiepositie van de deelnemende Vlaamse bedrijven ten opzichte van de buitenlands e concurrenten verbeteren. Doelgroepbedrijven Producenten van chocolade, gevulde chocoladeproducten en gec hocolat eerde levensmiddelen. Productcategorieën: chocolade, pralines, gechocolateerde koekjes en wafels Projectbudget Inschatting projectbudget: 589.664,20 Euro Personeelsbezetting: 2,4 V TE Voorziene duur: 3 jaar Uit voerder(s) Aan het Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en –proceskunde (FTE ) van de UGent werd een uitgebreide expertise omtrent de kristallisatie van oliën en vetten opgebouwd. Naast fundamenteel onderzoek werd tevens heel wat kennis opgebouwd rond toepassingen zoals chocolade, vullingen en coatings. FTE beschikt dan ook over het noodzakelijke instrumentarium om onderzoek op chocolade, meer specifiek naar (migratie) vetbloem, uit te voeren, o.a. GC (vetzuren), HPLC (triglyceriden), pNMR (vast-vet gehalte), DS C (fasetransities), diverse microscopie (microstructuur), reometer (vloeigedrag), texturometer (macroscopische eigenschappen zoals hardheid), colorimeter (kleur). Sinds de oprichting van UGent Cacaolab is het mogelijk om vullingen en chocolade (4 kg schaal ) in huis te produceren m.b. v. de opeenvolging van een menger, wals, conche, tempereuze, tempermeter en koeltogen. Voor sensorisch onderzoek beschikt UGent Sensolab over een getraind panel voor de beoordeling van pralines. FTE voerde rond chocolade vet bloem reeds IW T O&O projecten i.s.m. Barry Callebaut uit en is moment eel werkpakketleider en wetenschappelijke partner in het Europese KMO assocatieproject (7KP) ProPraline (“Structure and processing for high -quality chocolate pralines”). Via de werking van het Vlaams technologisch Adviescentrum voor de Zoetwarenindustrie (VLA Z) werd reeds een uitgebreide ervaring opgebouwd in verband met de chocolade vetbloemgerelateerde problemen van de Vlaamse zoetwarenbedrijven.

108 │ 119





Aantal werknemers*



109 │ 119



6 0 . VERL EN G EN VAN DE HO UD BAAR HE ID V AN ZO ETW AR EN PROD UC TEN ( SWE ET SHEL F)




Universiteit Gent, Faculteit Bio-ingenieurswet enschappen Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en –proceskunde Prof. dr. ir. Koen Dewettinck | Dr. ir. Frédéric Depypere [email protected] | [email protected] 09 264 61 65 | 09 264 61 67 Universiteit Gent; Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en -cons ervering; Prof. Frank Devlieghere ILVO; Eenheid Technologie en Voeding; Geert rui Vlaeminck

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Diverse types chocoladevullingen (watergebaseerd, b. v. ganaches), marsepein, en biscuiterieproducten zoals cake, peperkoek, wafels, e.d., worden gekenmerkt door een wateractiviteit tussen 0,60 en 0,85. Op microbiologisch vlak wordt de houdbaarheid van deze zogenaamde “zoetwaren met intermediair voc htgehalte” beperkt door osmofiele gisten en xerofiele schimmels. Op basis van hun wateractiviteit wordt klassiek slechts een houdbaarheid van maximaal 3 (aw: 0,70-0,85) tot maximaal 6 (aw: 0, 60-0,70) maanden aangenomen. Om deze houdbaarheid te verlengen dos eren zoet warenproducenten momenteel op empirische wijze (combinaties van) componenten zoals alcohol, glycerol, sorbitol, e.d. Weinig is echter gekend over de relatie tussen de gebruikte dosis en de houdbaarheids verlenging die hiermee bekomen wordt. Er dient immers vermeden te worden dat b. v. alcohol onnodig overmatig gedoseerd wordt. Anderzijds wordt het gebruik van alcohol niet (b. v. Japan) of slechts in beperkte mate (b. v. USA) toegelaten in bepaalde exportlanden. Een belangrijk onderwerp van dit project vormt dan ook de studie van alternatieven voor alcohol in het bekomen van de gewenste houdbaarheids verlenging. Houdbaarheid dient hierbij echter in de meest brede zin geïnterpreteerd t e worden, vandaar dat ook de effecten op de productstructuur en –t extuur (fysicochemische houdbaarheid) en de smaak (s ensorische houdbaarheid) gedurende de bewaring dienen opgevolgd te worden. Inhoud voorgesteld onderzoek Het unieke aan dit onderzoek naar de houdbaarheid van zoetwaren is de multidisciplinaire aanpak, het geen inhoudt dat bij elke gesuggereerde aanpassing richting verleng de houdbaarheid, zowel microbiologische, fysicochemische (o.a. structuur en textuur) als sensorische effecten opgevolgd zullen worden. In een eerste werkpakket zullen de mogelijkheden voor de productie van een aantal representatieve modelsystemen (vullingen, deegsystemen) onderzocht worden, onder andere in UGent Cacaolab. Het is immers de doelstelling om in de mate van het mogelijke de onderzoeksactiviteit en op zelf geproduceerde realistische modelsystemen (en dus niet op media) uit te voeren. Voor producenten is het initieel van belang t e weten welke de belangrijkste bronnen en rout es zijn van de insleep van bepaalde voor het product risicovolle mic ro-organismen. Een t weede werk pakket omvat dan ook onderzoek naar de belangrijkste bronnen van die micro -organismen die potentieel zouden kunnen doorgroeien in de bestudeerde producten. Hierbij zal het onderzoek zich richten op zowel de grondstoffen / ingrediënten alsook de procesomgeving. Een tweede luik van het microbiologische deel van het project omvat de ont wikkeling van groei/niet groei modellen. Deze modellen beschrijven de kans op groei van een specifiek microorganisme (osmofiele gist of xerofiele schimmel) als functie van de producteigenschappen (pH, aw, T, mogelijke additieven,…). Vóór de ontwikkeling van het voorspellend model zal eerst in een derde werkpakket nagegaan worden welke c omponenten het grootste effect hebben op de microbiële stabiliteit van het product. Simultaan zullen telkens de gevolgen van deze factoren voor de evolutie van de fysicochemische producteigenschappen (structuur/textuur) en 110 │ 119



sensoriek van deze levensmiddelen onderzocht worden. Op basis van de resultaten van werkpakket 3 (screening) zal een keuze gemaakt worden omtrent de variabelen die in het voorspellend model voor microbiologische houdbaarheid geïncorporeerd zullen worden (werkpakket 4). De bekomen groei/niet groei modellen z ullen gebruikt worden bij de ont wikkeling van een gebruiks vriendelijk soft ware pakket dat een inschatting kan maken van de kans op groei van xerofiele schimmels of osmofiele gisten. In een finaal werk pakket (werkpakket 5) zullen de bekomen inzichten in diverse bestaande producten van de deelnemende bedrijven gevalideerd worden, met als doel het belang van de productmatrix (vet vulling, geëmulgeerde vulling, deegsysteem) m.b.t. houdbaarheid te achterhalen. Voor elk e gesuggereerde aanpassing slaat de validatie niet enkel op het microbiologisch aspect, maar evenzeer op de evolutie van de (micro)structuur, textuur en sensoriek van het zoetwarenproduct tijdens de verlengde houdbaarheidsduur. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven De verwacht e resultaten van dit project omvatten: Een grondige evaluatie van de houdbaarheid van zoet warenproducten als functie van diverse beïnvloedende factoren; Het kwantificeren van de relatie tussen de dosis van bepaalde componenten en de verlengde houdbaarheid, als functie van de wateractiviteit; Een lijst van belangrijkste bronnen en risico‟s van insleep en contaminatie met microorganismen die microbiologische gevolgen voor het zoet warenproduct kunnen hebben; Een voorspellend model voor de houdbaarheid van zoetwarenproducten met intermediair voc htgehalte; Kennistransfer over en onderzoek naar de simultane opvolging van de fysicochemische (o.a. structuur en textuur) en sensorische aspecten van de houdbaarheid; Een inzicht in het belang van de productmatrix m.b.t. aangetoonde effecten op reële modelsystemen. Een beter inzicht in en het beter beheersen van de houdbaarheid van zoetwarenproduct vormen een concrete nood van de doelgroep. Deze kennis en de vertaling naar de praktijk moeten immers toelaten de exportmogelijkheden en de conc urrentiepositie van de deelnemende bedrijven te verbeteren. De verlengde houdbaarheid zal voor de deelnemende bedrijven van grote economische waarde zijn. B ovendien zullen deze bedrijven aan de hand van een gebruiks vriendelijk soft ware pakket op basis van enkele belangrijke producteigenschappen en/ of ingrediënten een inschatting kunnen maken van de microbiële stabiliteit gedurende de volledige houdbaarheidstermijn. In het project worden aan de deelnemende bedrijven simultaan methodieken voor de opvolging van de structurele, texturele en sensorische evolutie aangereikt. Hiermee worden de bedrijven globaal ondersteund in hun ontwikkeling van nieuwe “zoetwarenproducten met intermediair vochtgehalt e” met de gewenste houdbaarheid. Doelgroepbedrijven Producenten van zoetwaren met intermediair vochtgehalte: diverse waterbevattende pralinevullingen; cake, wafels, peperkoek, marsepein Projectbudget Geef hier het voorziene totaalbudget. Inschatting projectbudget: 655.346,70 Euro Personeelsbezetting: 2,9 V TE (jaar 1 en jaar 2) – 2,4 V TE (jaar 3) Voorziene duur: 3 jaar Uit voerder(s) Aan het Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en –proceskunde (FTE ) van de UGent werd een uitgebreide expertise omtrent de kristallisatie van oliën en vetten opgebouwd. FTE beschikt dan ook over het noodzak elijke instrumentarium voor de fysicochemisc he karakterisering van vet rijke systemen, o.a. GC (vetzuren), HPLC (triglyceriden), pNMR (vast -vet gehalte), DS C (fasetransities), diverse microscopie (microstructuur), reometer (vloeigedrag), texturometer (macroscopische eigenschappen zoals hardheid), colorimeter (kleur). Sinds de oprichting van UGent Cacaolab is het mogelijk om vullingen in huis te produceren, hetgeen zal aangewend worden in de productie van representatieve modelsystemen. Voor sens orisch onderzoek beschikt UGent Sensolab over een getraind panel voor de beoordeling van vullingen. Via de werking van het Vlaams technologisch Adviescentrum voor de

111 │ 119



Zoetwarenindustrie (VLA Z) werd reeds een uitgebreide ervaring opgebouwd in verband met de houdbaarheidsgerelateerde problemen van de Vlaamse zoet wa renbedrijven. Het Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en –conservering beschikt over een uitgebreide cultuur collectie en een breed gamma aan apparat uur voor microbiologisch onderzoek, o.a. turbiditeitsmetingen, wateractiviteitsmetingen, analys e metaboliet vorming (GCMS en SIFT-MS), broedstoven, (fluorescentie)microscopie . Bovendien is reeds expertise opgebouwd in het domein van de voorspellende microbiologie en het opstellen van groei/geen groei modellen voor het bepalen van de kans op de uit groei van specifieke micro-organismen. LFMFP heeft tevens reeds ervaring met het isoleren en opkweken van xerofiele schimmels en osmofiele gisten, specifiek verantwoordelijk voor de beperkte houdbaarheid van “zoetwaren met intermediair voc htgehalte”. ILVO-T&V beschikt over goed uitgeruste laboratoria waar een breed scala aan microbiologische analyses kunnen worden uitgevoerd: detectiemethodes, identificatiemethodes (micro/macromorfologische en moleculair -genetisch PCR/realtime/PCR) en poly fasiche typeringsmethodes (o.a. PFGE, RAP D, REP-P CR, Bionumerics software). Onderzoeksprojecten met betrekking t ot schimmels en aangaande het opsporen van contaminatiebronnen/routes en ecologie van microbiota maken sinds lang deel uit van het onderzoeksgebeuren. Elk van de partners in dit consortium heeft reeds een uitgebreide ervaring met Flanders‟ FOOD projecten. In het recente verleden bleek dit consortium in het kader van een VLA Z GTA reeds zeer succes vol om op een multidisciplinaire manier aan onderzoek naar het verleng en van de houdbaarheid van zoetwarenproducten te doen.



Aantal werknemers*



112 │ 119



6 1 . CL EAN L ABEL AL TE RN AT IEV EN VOOR G E MOD IFIC EE RD ZE TM EEL IN SAU S SYS TE M EN (SAUC)




Universiteit Gent Laboratory of Food Technology & Engineering Naam Koen Dewettinck e-mail Koen. Dewettinck @ugent.be tel +32 (0)9 264 61 65 Kennisinstelling ; onderzoek sgroep ; verant woordelijk e Kennisinstelling ; onderzoek sgroep ; verant woordelijk e Kennisinstelling ; onderzoek sgroep ; verant woordelijk e

INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Omwille van hun procestolerantie en hun positieve effecten op de stabiliteit, worden chemisch gemodific eerde zetmelen vaak toegevoegd aan commerciële sauzen. De vraag naar clean label alternatieven voor deze additieven neemt toe, vooral omwille van de negatieve perceptie van de consument. Het is echter een uit daging om producten te bereiden zonder deze componenten, maar met even goede producteigenschappen. Wanneer gebruik gemaakt wordt van natieve zetmelen moet bijgevolg de functionaliteit van deze systemen optimaal gekend zijn. Hier is vaak nog een gebrek aan fundamentele kennis. Binnen dit project zal dan ook niet enkel gezocht worden naar mogelijke „clean label‟ alternatieven. E r zal eveneens onderzocht worden hoe hun functionaliteit kan beïnvloed en geoptimaliseerd worden, zodat rationele keuzes kunnen gemaakt worden wanneer deze worden gebruikt in commerciële toepassingen. Inhoud voorgesteld onderzoek Wanneer zetmeel in de aanwezigheid van water en onder opgelegde afschuifkrachten opgewarmd wordt, treden complexe wijzigingen op die bepalend zijn voor de finale eigenschappen van het product. Naast de procesomstandigheden worden deze omzettingen in belangrijke mate bepaald door het type zetmeel en de overige aanwezige componenten. Er zijn dus veel variabelen die de uiteindelijke functionaliteit van dez e systemen bepalen. En net hier liggen de mogelijkheden voor dit project: mits de juiste selectie van nati eve zetmelen en de bereidingswijze kan een groot bereik aan producteigenschappen gegenereerd worden. Zo kunnen natieve zetmelen van verschillende bot anische oorsprong gecombineerd worden. Een type zetmeel kan eveneens gefractioneerd worden naar granulegrootte en de afzonderlijke fracties kunnen individueel onderzocht worden. Een andere mogelijkheid zijn droog verhitte natieve zetmelen die onder meer gekenmerkt worden door een verbeterde procestolerantie. In een eerste werkpakket zal de functionaliteit van deze alternatieven onderzocht worden. Dit zal uitgevoerd worden op vereenvoudigde systemen teneinde meer fundamentele inzichten te vergaren. Met behulp van de zetmeelcel kunnen de procesomstandigheden nauwkeurig gevarieerd worden. Deze experiment en zullen onderbouwd worden met andere technieken zoals laserdiffractie ter karakterisatie van de granulegrootte en laag veld NMR. Met deze laatste techniek is het mogelijk om informatie te verkrijgen over de mate waarop water geïmmobiliseerd zit in de matrix. Met behulp van deze ondersteunende methoden kunnen de reologische eigenschappen beter begrepen kunnen worden, en kunnen mechanistische verklaringen geformuleerd worden. Het doel van deze experimenten is om enerzijds de potentiële alternatieven voor additieven te screenen. Anderzijds is het de bedoeling om inzicht te verwerven in de factoren die hun functionaliteit beïnvloeden om zo hun gebruik te optimaliseren. Op analoge wijze zal eveneens gezocht worden naar alternatieven voor

113 │ 119



chemisch gemodificeerde, koud zwellende zetmelen. In het tweede werkpakket zullen de meest veelbelovende „natieve zetmeel combinaties‟ geëvalueerd worden in reële sauzen. Uit de resultat en van werkpakket 1 kan eveneens afgeleid worden onder welke proc esomstandigheden een optimale functi onaliteit verk regen wordt. In samenspraak met de bedrijven zullen enkele modelsystemen geselecteerd worden. Een béchamelsaus, een tomaatgebaseerde saus en een dressing of aanverwante saladesaus behoren hier zeker tot de mogelijkheden. Binnen het Laboratory of Food Technology & Engineering (FTE) is er immers voldoende ervaring omtrent deze matrices. Hier zal gestreefd worden om producteigenschappen te genereren die vergelijkbaar zijn met commerciële producten die chemisch gemodificeerde zetmelen bevatten. Met reologische technieken zullen de uiteindelijke producteigenschappen geëvalueerd worden. Ook het uit voeren van sensorische tests met behulp van een smaakpanel behoort tot de mogelijkheden. Door de vervanging van het gemodificeerde z etmeel zal uiteraard ook de fysicochemische stabiliteit van de sauzen beïnvloed zijn. Daarom zal de evolutie van deze sauzen gedurende bewaring opgevolgd worden. Enerzijds kunnen wijzigingen in microstructuur gedet ecteerd worden met behulp van reologische tec hnieken. Anderzijds kan de fasescheiding onderzocht worden, zowel onder statische als geforceerde (centrifuge) omstandigheden. Microscopische technieken en partikelgroottebepalingen zijn tests die in dit onderzoek eveneens interessante inzichten kunnen opleveren. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven Betere inzichten in de functionaliteit van (al dan niet koud zwellende) natieve zetmeelsystemen, met bijzondere aandacht voor: o mengsels van natieve zetmelen o zetmeelfracties met kleinere of grotere partikelgrootte o droog verhitte natieve zetmelen Voor de geselecteerde modelsauzen worden formuleringen gevonden die, mits de juiste bereidingswijze, vrij zijn van chemisch gemodificeerde additieven en die producteigenschappen vertonen vergelijkbaar met commerciële producten Doelgroepbedrijven Ingrediëntleveranciers en –producenten Producenten van kant-en-klare maaltijden en sauzen Producenten van dressings, salades… Projectbudget Inschatting projectbudget : 204199,34 Euro Personeelsbezetting: Ingenieur (100% ), Postdoc coördinatie (10%) Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) Het laboratorium Food Tec hnology & Engineering was reeds betrokken bij drie verschillende Flanders‟ FOOD projecten aangaande sausonderzoek (z outreductie in geëmulgeerde sauzen, vetreductie in geëmulgeerde sauzen en fysicochemische stabiliteit van complexe levensmiddelensystemen) . Binnen deze projecten was het mogelijk om expertise te vergaren in zowel de bereiding als de analyse van deze systemen. Een Ekato Unimix laboratorium mixer is voor handen. Dez e leent zich uitstekend voor de bereiding van geëmulgeerde sauzen (béchamel, tomatens aus, dressing) op labo schaal (max. 3 liter) en onder gecontroleerde omstandigheden. Er is eveneens de mogelijkheid om gebruik te maken van een pilot plant, met verschillende mogelijke conformaties. Voor de analyse van de sauzen beschikt het labo over 2 reometers met verschillende bijhorende meetgeometrieën. Dankzij hun gevoeligheid zijn deze toestellen in staat beperkte verschillen in structuur te detec teren. Reologie immers essentieel in het bestuderen van sauzen. Er is bovendien een „zetmeelcel‟ geometrie beschikbaar die ontworpen is voor het opleggen van tijd-temperatuur-shear procedures aan zetmeelgebas eerde systemen. Daarnaast zijn ook andere technieken voorhanden die reeds werden ingeschakeld in het sausonderzoek of andere aanverwante projecten van het FTE (laag veld NMR, een lichtmicroscoop, DS C, laserdiffractie en confocale laser scanning microscopie). Naast de Flanders‟ FOOD projecten werden binnen het FTE recent nog t wee andere projecten 114 │ 119



uitgevoerd met duidelijke affinit eit voor zetmeel en andere hydrocolloïden: - STWW-project: Structuurvorming van eiwit -polysaccharidemengsels als gevolg van een gecombineerde hoge druk-, hoge afschuifspanning- en warmtebehandeling; promotors: Prof. Koen Dewettinck, Prof. André Huyghebaert & Prof. Paul Van der Meeren; periode: 2000 – 2004 - Doctoraat Dirk Verbeken: Functionaliteit van kappa-carrageen in complexe levensmiddelengels; promot or: Prof. Koen Dewettinck; periode 01/01/2001- 19/06/2006



Aantal werknemers*



115 │ 119



6 2 . ZE TM EEL F UN CT ION AL IT E IT (CO M BIS TA RCH)





INH OUD VOOR S TEL

Inhoud voorstel Opportuniteit & probleemstelling Zetmeel is de belangrijkste bron van energie in een evenwichtige menselijke voeding. Chemisch gemodificeerd zetmeel wordt vaak als (voedings )additief gebruikt. De chemische modificatie wijzigt de zetmeeleigenschappen sterk, waardoor zetmeel bijvoorbeeld gemakkelijker water kan opnemen en z wellen (bij gehydroxypropyleerd zetmeel) of een stabielere viscositeit bij warme temperaturen vertoont (bij verknoopt zetmeel). De c onsument van vandaag ervaart „chemische modificatie‟ echter als negatief. Daarenboven hee ft het gebruik van gemodificeerd zetmeel implicaties voor het label van producten die het als ingrediënt bevatten. Door op wetenschappelijke basis alternatieven te zoeken voor de veelvuldig gebruikte chemisch gemodificeerde zetmelen (o.a. als verdikkings - of bindmiddel), wordt de basis gelegd voor „clean label‟-toepassingen van zetmeel. Zo kan bijvoorbeeld aardappelzetmeel, waarvan de granules snel zwellen, gebruikt worden om bepaalde eigenschappen van gehydroxypropyleerd zetmeel te benaderen. Hittebehandel ing leidt dan weer tot zetmeel met stabielere viscositeiten, en kan dus mogelijk een alternatief voor verknoopt zetmeel opleveren. Er is momenteel echter nog geen gefundeerde modus operandi beschikbaar om gericht de chemisch gemodificeerde zetmelen te vervangen. Via de ontwikkeling van een grondige kennis over het geleringsgedrag van z etmelen, zetmeelfracties of zetmeelcombinaties, zou ook een oplossing kunnen gevonden worden voor problemen, zoals synerese en vries -dooi-instabiliteit van zetmeelhoudende gelsystemen, waarmee de industrie geconfronteerd wordt. Inhoud voorgesteld onderzoek Het project wenst nieuwe zetmeelfunctionalit eiten te bekomen via een rationeel gebruik van (combinaties van) niet-chemisch gemodificeerde zetmelen. Na doorgedreven karakterisering van al deze verschillende, al dan niet behandelde, zetmelen, zullen verschillende combinaties ervan onder de loep genomen worden, om zo die eigenschappen die gewenst zijn bij chemisch gemodificeerd zetmeel, te evenaren of zelfs te verbeteren. Het werkplan bevat volgende werkpakketten: WP1. Karakterisering van veelvuldig gebruikte chemisch gemodificeerde zetmelen De specifieke eigenschappen van c ommercieel beschikbare gemodific eerde zetmelen z ullen gekarakteriseerd worden met behulp van Differentiële Scanning Calorimetry (DS C), Rapid Visco Analyzer (RVA ), X-stralen diffractie, reometrie, granulegrootte-bepaling en bepaling van de hoeveelheid beschadigd zetmeel. Ook de textuur van de via deze zetmelen bekomen gelen zal geanalyseerd worden met Texture A nalyzer (TA ), en dit zowel onmiddellijk na bereiding als tijdens bewaring. Dit zal als basis dienen voor de identificatie van een aantal essentiële eigenschappen van gemodificeerde zetmelen die nodig zijn in specifieke toepassingen. 116 │ 119



WP2. Niet-chemische modificatie van zetmelen Deelpakket 1: botani sche origine Afhankelijk van hun origine, variëren zetmelen in vorm en granulegrootte. De verschillende soorten zetmeel (rijst, tarwe, maïs, maniok, aardappel…) hebben verschillende ei genschappen, zo zwellen de granules van aardappelzetmeel heel snel en hebben ze een relatief lage eindviscositeit, terwijl tarwezetmeel, bijvoorbeeld, een veel hogere eindviscositeit vertoont. Sommige zetmelen hebben bovendien een bimodale verdeling. Verdere opdeling volgens granule-grootte (door zeven) zal dan ook resulteren in zetmeelfracties met gewijzigde oppervlakte/ volume-verhouding en dus gewijzigde verstijfs elings- en z weleigenschappen. De soorten zetmeel zullen gekarakteriseerd worden zoals beschre ven in WP1. Deelpakket 2: (droge en vochtige) hittebehandeling van de zetmel en Zetmeel k an zowel droog als voc htig hittebehandeld worden. Dit resulteert in gewijzigde karakteristieken, zoals hogere verstijfselingstemperaturen (te meten in DS C) en een gewijzigd viscositeitsgedrag van de resulterende zetmeelgelen (zoals vast te stellen met onder andere RVA en dynamische reometrie). Deze behandeling kan mogelijk ook result eren in zetmeelgranules met beter geordende kristallijne gebieden wat kan bepaald worde n via Xstralendiffractie. Deelpakket 3: mechani sche beschadiging van de zetmel en Door mec hanische beschadiging van zetmeel (bijvoorbeeld door een kogelmolen of jetmolen) kunnen zetmeelgranules beschadigd worden en zo sneller water binden en zwellen. Ook dit heeft gevolgen voor het verstijfselings - en geleringsgedrag van het zetmeel. Door de bepaling van de hoeveelheid beschadigd zetmeel, in combinatie met de typische DS C- en RVAeigenschappen kan ook dit mogelijk interessante eigenschappen opleveren. WP3. Aanmaak alternatieven voor chemisch gemodificeerd zetmeel In dit werkpakket zullen de (combinaties van) eigenschappen van gemodificeerd zetmeel, zoals bepaald in WP1, als uitgangspunt genomen worden voor de bereiding van alternatieven. Naast de mogelijkheid dat in WP2 al zetmeel geïdentificeerd wordt met interessante eigenschappen, zal ook naar combinaties van de verschillende types zetmeel gekeken worden. Mogelijke synergieën kunnen aan het licht komen, bijvoorbeeld door combinatie van een snelz wellend zetmeel met zetmeel met een heel stabiele eindviscositeit. Verwachte resultaten en toegevoegde waarde voor de bedrijven De noden van de bedrijven kunnen in die mate voldaan worden dat het project leidt tot een alternatief voor de, veelvuldig gebruikte, chemisch gemodificeerde zetmelen. Daarnaast wordt ook een beter inzicht geleverd in het zetmeelgedrag, voornamelijk in dat van gelen, waardoor fenomenen zoals synerese en vries-dooi-instabiliteit mogelijk uitgeklaard kunnen worden. De valori satie-opportuniteiten en toepassi ngen kunnen als volgt omschreven worden: Inzicht in de eigenschappen van combinaties van zetmelen Nieuwe kwaliteitscriteria voor zetmelen in gelsystemen Trans fer van de projectresultaten naar alle zetmeelhoudende (voedings)systemen Toepassen van de (combinaties van) zetmelen als een additief in clean label producten. Inzicht in een mogelijke synergie tussen zetmelen De valorisatie bevat: Productdifferentiatie en -ont wikkeling Cont role van de finale zetmeelkwaliteit De kenni stransfer in de loop van het project zal op geregelde basis gebeuren via voorstelling van de experimentele data op een aantal ad hoc vergaderingen met de industriële partners. Doelgroepbedrijven De doelgroep van dit project voorstel bevat voornamelijk in clean -label geïnteresseerde soep-, saus-, bakkerijen snoepproducenten. Verder is dit project zeker ook interessant voor alle bedrijven die met zetmeel werken of met zetmeelgerelateerde problemen, zoals syneres e, geconfronteerd worden.

117 │ 119



Projectbudget Inschatting projectbudget: 192210,2 Euro Personeelsbezetting: 1.2 V TE Voorziene duur: 2 jaar Uit voerder(s) De onderzoeksmissie van het laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie (LMCB) (http://www.biw.kuleuven.be/lmt/labolmc/labolmc.htm ) is het genereren van basisinzicht in reserveen fysiologisch actieve prot eïnen van granen, niet-zetmeelpolysachariden en zetmeel. Dit basisinzicht wordt toegepast in biot echnologische graangebaseerde processen om procesparameters, organoleptische kwaliteit en gezondheidsbevorderende effecten van de producten te verbeteren. Het LMCB voert bijgevolg hoofdzak elijk onderzoek uit op granen. De onderzoeksgroep heeft de voorbije jaren een grote expertise opgebouwd rond karakterisering van zetmeel van verschillende origine, zoals rijst in het doctoraal werk van Greet Vandeputte „Rice starch: structure -physical behaviour relations‟, rogge in het doctoraal werk van Tiny Verwimp „Isolation, characterization and structural feat ures of rye flour starch and non-starch polysaccharide constituents‟, cassava in het doctoraal werk van Isabel Defloor „Factors governing the breadmaking pot ential of cassava ( Manihot esculenta Crantz) flour in wheatless bread recipes‟, durum tarwe in het doctoraal werk van Jan Vansteelandt „ The role of durum wheat starch and its interactions in pasta quality ‟ en aardappel in het lopende doctoraat van Sara Gomand „The molecular structure of starch: a key to understanding biosynthesis, lamellar structure and physico-chemical behaviour‟. Bovendien is er ook ervaring met betrekking tot (hitte)behandeld zetmeel met het doctoraat werk van Relinde Eerlingen „Formation, structure and properties of enzyme resistant starch‟, Heidi Jacobs „ Impact of annealing on physico-chemical properties of starch‟ en Veerle Derycke „Parboiling of rice: changes in starch en protein and their relation to cooking properties ‟. Hiernaast zijn er ook tal van andere doctorat en die, naast zetmeeleigenschappen, het effect van additieven hierop bestuderen, zodat ook daaruit meer kennis over de rol van zetmeel in gelen broodsystemen verworven werd. Dit is, onder andere, terug te vinden in lopende doctoraatswerken van P edro Leman „Influence of amylases and modified starch on breadmaking and breadfirming‟, Annabel Bijttebier „Inc reased insight int o the hydrolysis of starch by amylolytic enzymes‟, Joke Putseys „Structural and functional characteristics of amylose-inclusion complexes and their applications‟ en Liesbeth Derde „Amylases and starch functionality‟. De ex pertise in verband met zetmeel werd, hiernaast, eveneens verworven in meerdere onderzoeksprojecten. Relevant in deze context zijn het IW T-project „Verhoging van basisinzicht in het functioneel gedrag van rijstzetmeel (1999-2002)‟, de recente FWO projecten „Invloed van amylolytische enzymen en inhibitoren ervan op broodveroudering en broodhardheid (2004-2007)‟ en „Verhoogd inzicht in de enzymatische hydrolyse van amylose, amylose-lipidecomplexen en amylopectine (2007-2010); het E U Integrated project „Healthgrain (www.healthgrain.org; 2005-2010)‟. Het LMCB beschikt over de nodige infra structuur voor de uitgebreide karakterisering en studie van de fysico-chemische eigenschappen van zetmeel. De onderzoekseenheid maakt deel uit van LFoRCe (Leuven Food Science and Nutrition Research Centre), dat de onderzoeks- en valorisatie-activiteiten van de K.U.Leuven inzake levensmiddelentechnologie, de relatie tussen voeding en gezondheid en de maatschappelijke aspecten in verband met voeding samenbrengt. Ook in het Met husalemprogramma „Food for the Fut ure‟ van de KULeuven is het aanreiken van innovatieve en wetenschappelijk onderbouwde conc epten voor onder meer de optimalisatie van graan gebaseerde processen een centraal thema. De onderzoeksgroep is reeds sinds de oprichting van Flanders‟ FOOD actief als kennisinstelling binnen verschillende projecten (vet -, suikeren zoutreductie, fysicochemische houdbaarheid, bloemfunctionaliteit). Daarnaast onderhoudt het LMCB binnen de K.U.Leuven goede contacten met de A fdeling Toegepaste Reologie en Kunststofverwerking (o.a. prof. Paula Moldenaers en prof. Peter Van Puy velde) voor reometrie- en met de Afdeling Moleculaire en Nanomat erialen (prof. Bart Goderis) voor X-stralendiffractiemetingen.

118 │ 119





Aantal werknemers*



119 │ 119

Flanders FOOD projecten worden voor 80 % ge subsidieerd. Participerende bedrijven betalen samen slechts 20% van de projectkosten

Recommend Documents