of -vervanging

Flanders’ FOOD Project 5 ‘Suikerreductie en/of -vervanging’ 2006-2009

DEEL A: PROJECTGEGEVENS FFP5 FFP 5 1.1

Naam en coördinaten van de projectleider en projectcoördinator

Tabel 1: Administratieve gegevens van de projectcoördinator Projectcoördinator Voornaam, naam Titel Functie Naam instelling/bedrijf Tel. Fax e-mailadres Website 1.2

Katie Van den Bulck Dr. ir. Wetenschappelijk medewerker Flanders’ FOOD 02 788 43 69 02 788 43 68 [email protected] http://www.flandersfood.com

Coördinaten van de uitvoerende onderzoeksgroepen

Tabel 2: Administratieve gegevens van de Universiteit Gent – Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit - Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en -conservering Aanvragende instelling, departement en afdeling Naam Universiteit Gent Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en -conservering Adres Coupure Links 653, 9000 Gent Rekeningnummer 390-0965800-26 Onderzoeksleider Voornaam, naam Frank Devlieghere Titel Prof. dr. ir. Functie docent Tel. 09 264 61 78 Fax 09 225 55 10 e-mailadres [email protected] Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders’ FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam Simbarashe S. Samapundo Titel Dr. Msc. Functie Post-doc Tel. 09 264 99 03 Fax 09 225 55 10 e-mailadres [email protected] Tabel 3: Administratieve gegeven van de Katholieke Universiteit Leuven – Departement Microbiële en Moleculaire Systemen - Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en –biochemie. Aanvragende instelling, departement en afdeling Naam Katholieke Universiteit Leuven Departement Microbiële en Moleculaire Systemen Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie Adres Kasteelpark Arenberg 20, 3001 Heverlee Rekeningnummer 432-0016591-50 Onderzoeksleider Voornaam, naam Jan Delcour Titel Professor Functie Gewoon Hoogleraar Tel. 016 32 16 34 Fax 016 32 19 97 e-mailadres [email protected]

Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders’ FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam Jan Delcour Titel Professor Functie Gewoon Hoogleraar Tel. 016 32 16 34 Fax 016 32 19 97 e-mailadres [email protected] Tabel 4: Administratieve gegevens van de Hogeschool Gent – Vakgroep Voedingsindustrieën – Laboratorium voor graan- en diervoedertechnologie Aanvragende instelling, departement en afdeling Naam Hogeschool Gent Vakgroep Levensmiddelenwetenschappen en –technologie Departement Biowetenschappen en landschapsarchitectuur Laboratorium voor graan- en diervoedertechnologie Adres Voskenslaan 270 , 9000 Gent Rekeningnummer 068-2107690-04 Onderzoeksleider Voornaam, naam De Leyn Ingrid Titel Ing. Functie werkleider Tel. 09 248 88 57 Fax 09 242 42 79 e-mailadres [email protected] Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders’ FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam De Leyn Ingrid Titel Ing. Functie Werkleider Tel. 09 248 88 57 Fax 09 242 42 79 e-mailadres [email protected] Tabel 5: Administratieve gegevens van Instituut voor landbouw en visserij onderzoek (ILVO) - Eenheid Technologie en Voeding Aanvragende instelling, departement en afdeling Naam Instituut voor landbouw en visserij onderzoek (ILVO) Eenheid Technologie en Voeding Adres Brusselsesteenweg 370, 9090 Melle Rekeningnummer 103-22560-92 Onderzoeksleider Voornaam, naam De Block Jan Titel Dr. Functie Wetenschappelijk attaché Tel. 09 272 30 06 Fax 09 272 30 01 e-mailadres [email protected] Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders’ FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam De Block Jan Titel Dr. Functie Wetenschappelijk attaché Tel. 09 272 30 06 Fax 09 272 30 01 e-mailadres [email protected]

Tabel 6: Administratieve gegevens van Hogeschool Gent – Vakgroep Voedingsindustrieën Laboratorium voor zuiveltechnologie Aanvragende instelling, departement en afdeling Naam Hogeschool Gent Departement Biotechnologische Wetenschappen, Landschapsbeheer en Landbouw, Vakgroep Voedingsindustrieën Laboratorium voor zuiveltechnologie Adres Campus BME-CTL Departement Biotechnologische Wetenschappen, Landschapsbeheer en Landbouw Voskenslaan 270, 9000 Gent Rekeningnummer 068-2107690-04 Onderzoeksleider Voornaam, naam Tony Ruyssen Titel M. Sc. Functie Werkleider Tel. 09 244 79 34 Fax 09 242 42 79 e-mailadres [email protected] Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders’ FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam Tony Ruyssen Titel M. Sc. Functie Werkleider Tel. 09 244 79 34 Fax 09 242 42 79 e-mailadres [email protected]

Tabel 7: Administratieve gegevens van de Universiteit Gent – Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit – Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en -proceskunde Aanvragende instelling, departement en afdeling Naam Universiteit Gent Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en -proceskunde Adres Coupure Links 653, 9000 Gent Rekeningnummer 390-0965800-26 Onderzoeksleider Voornaam, naam Koen Dewettinck Titel Prof. dr. ir. Functie Hoofd Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en – proceskunde Tel. 09 264 61 65 Fax 09 264 62 18 e-mailadres [email protected] Eerstelijnscontact (dit is de persoon die de dagelijkse leiding voert over de uitvoering van het werk/deelpakket en die optreedt als verantwoordelijke en tijdens de evaluatie als eerstelijnscontact voor Flanders’ FOOD en de bedrijven fungeert) Voornaam, naam Koen Dewettinck Titel Prof. dr. ir. Functie Hoofd Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie en – proceskunde Tel. 09 264 61 65 Fax 09 264 62 18 e-mailadres [email protected]

1.3

Duur en personeelsbezetting van het project

Startdatum van het project: 1 september 2006

WP1 : Invloed van de wateractiviteit en de microbiologische stabiliteit van levensmiddelen UGent Simbarashe Samapundo Post-doc 01/10/2006 UGent Ramize Xhaferi laborant 18/10/2006 WP2 : Deegsystemen KULeuven Edith Wilderjans Ir. 01/10/2006 KULeuven Bram Pareyt Ir. 01/10/2006 HOGent Delina Van Laere Ing. 15/09/2006 WP3: Zuivelproducten ILVO Barbara Duquenne Ir. 01/10/2006 WP4: Chocoladeproducten UGent Peter Bastaerts Ir. 1/09/2006 – 15/02/2009 UGent Veerle De Graef Dr. Ir. 16/02/2009

1.4

Samenvatting van het projectvoorstel

In het debat rond voeding en welzijn, worden de huidige eetgewoonten vaak samengevat als zijnde te energierijk. Levensmiddelen die een hoge energie-densiteit hebben zorgen voor een hogere energie-inname. De energiedichtheid van een voedingsmiddel wordt bepaald door de macro nutriënten en de samenstelling van het voedingsmiddel. Het verlagen van de energiedichtheid door verdunning met water biedt geen oplossing aangezien het geen effect heeft op de energie-inname. De energiedichtheid kan ondermeer verlaagd worden door reductie en/of vervanging van vet, koolhydraten en eiwit.

Vaak is het zeer moeilijk om deze nutriënten, die de basis uitmaken van onze dagelijkse voeding, te reduceren en/of te vervangen door geschikte alternatieven die dezelfde sensorische eigenschappen en technologische functionaliteiten aan een voedingsmiddel geven. Suikers vormen een belangrijke metabole energiebron voor een optimale werking van de hersenen en hebben dus positieve effecten op het cognitief functioneren. Bovendien is een hoge suikerinname in bepaalde omstandigheden aanbevelenswaardig (bv. voor sporters) en worden levensmiddelen, hoog aan suiker, bij voorkeur geselecteerd om een optimaal functioneren te bewerkstelligen.

Heel wat voedingsproducten bevatten hoge gehalten aan verteerbare koolhydraten, die mee verantwoordelijk zijn voor een hoge energie-inhoud. Voor de verteerbare koolhydraten wordt rekening gehouden met de glycemische index, een manier om de relatieve toename van de bloedglucosespiegel na consumptie van een levensmiddel aan te geven. Afhankelijk van het consumptiemoment en van de doelgroep dringt zich een caloriereductie en een reductie van de glycemische index, via een suikerreductie en/of –vervanging, op. Op deze manier beoogt het project een bijdrage te leveren aan het herstel van de energiebalans en aan de strijd tegen bepaalde welvaartsziekten zoals cariës, diabetes en obesitas.

In het project suikerreductie en/of vervanging komen er 3 productgroepen (deegsystemen, zuivelproducten en chocoladeproducten) aan bod waarbij er getracht wordt om een suikerreductie van 30 % te bekomen met behoud van de karakteristieken en eigenschappen eigen aan de specifieke productgroep. Er wordt ook aandacht besteed aan het verwerven van inzicht in de functionaliteit van suiker in de verschillende onderzochte productgroepen waarbij de relatie met de andere componenten van de modelvoedingsproducten bestudeerd wordt.

In een eerste overkoepelend werkpakket wordt de relatie gelegd tussen mogelijke suikerreductie strategieën en de consequenties op de microbiologische stabiliteit en veiligheid van levensmiddelen. Aangezien suiker microbiologisch hoofdzakelijk actief is door zijn vermogen om de wateractiviteit te verlagen wordt in eerste instantie het effect van suikerreductie strategieën op de wateractiviteit gekwantificeerd. Daarom wordt in dit werkpakket het effect van suikerreductie strategieën op de wateractiviteit gekwantificeerd. Dit gebeurt via de ontwikkeling van gevalideerde predictieve modellen die de relatie beschrijven tussen de concentratie van diverse toegepaste componenten en de wateractiviteitsverlaging. Bepaalde mogelijke alternatieven voor suiker kunnen tevens een antimicrobiële werking hebben, los van hun wateractiviteitsverlaging zodat de antimicrobiële werking van deze componenten op de groei van micro-organismen tevens in kaart gebracht zal worden. Tenslotte zal in dit werkpakket via challengestudies de microbiologische consequenties van in het project uitgewerkte suikerreductie strategieën op modelvoedingsproducten nagegaan worden.

In een tweede werkpakket wordt de productgroep deegsystemen onderzocht. Graanproducten vormen één van de belangrijkste bestanddelen van het menselijk dieet. Variatie in ingrediënten en procescondities zorgen voor een breed gamma aan levensmiddelen, zoals brood & banket, koekjes, cakes, pastaproducten, ontbijtgranen,..., met duidelijk onderscheiden structuur en eigenschappen (o.a. hardheid, verteerbaarheid,...). De receptuur van vele graangebaseerde levensmiddelen bevat naast (tarwe)bloem en water ook vaak wisselende hoeveelheden vet, suiker en zout. Deze ingrediënten zijn onontbeerlijk voor de kwaliteit van het levensmiddel, maar de kennis omtrent hun functionaliteit, zoals vb. interactie met graanconstituenten en invloed op enzymactiviteit, is vaak erg beperkt. Om op basis van wetenschappelijk inzicht antwoorden te kunnen bieden is er in de eerste plaats nood aan meer basiskennis omtrent deze levensmiddelen. Tijdens de bereiding van dergelijke levensmiddelen wordt immers een complexe structuur gevormd, voornamelijk opgebouwd uit water, koolhydraten (zetmeel, suiker), proteïnen (gluten), vetten en vezels. De eigenschappen van de individuele graanconstituenten en de manier waarop ze interageren met elkaar en/of met andere ingrediënten bepalen in belangrijke mate de eigenschappen en de kwaliteit van het levensmiddel. Daarnaast beïnvloeden ook de procescondities, meer bepaald de combinatie van een thermale behandeling bij een welbepaald vochtgehalte, in grote mate de structuur en eigenschappen van de individuele graanconstituenten, zoals in het bijzonder de graad van zetmeelverstijfseling en proteïnedenaturatie. Bijgevolg is de relatie tussen de eigenschappen van de graanconstituenten, van de resulterende voedselmatrix en van het kwaliteitsvolle levensmiddel erg complex en vaak nog onvoldoende begrepen. Concreet zal de problematiek enerzijds benaderd worden vanuit een begrip van de rol van de verschillende ingrediënten in een aantal van de door de projectstuurgroep naar voor geschoven modelvoedingsproducten. Dit vereist in eerste instantie meer wetenschappelijk inzicht in de rol die de verschillende graanconstituenten en ingrediënten, hier in het bijzonder suiker, spelen in de verschillende fazen van productie en bewaring van een kwaliteitsvol graangebaseerd levensmiddel. Daarnaast zal tegelijkertijd, via toegepast technologisch onderzoek, de suikerreductie en suikervervanging in de door de projectstuurgroep gekozen modelvoedingsproducten, cake en koekjes, bestudeerd worden aan de hand van baktesten, waarbij een aantal kwaliteitsparameters een evaluatie van deeg en gebak toelaten. Tevens worden een

aantal geselecteerde alternatieven getest aan de hand van baktesten, met evaluatie van de eerder vastgestelde kwaliteitsparameters. Dit levert voor elk modelvoedingsproduct 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 uiteindelijk toepassingen rond de kwaliteit van graangebaseerde levensmiddelen, aangezien aan de projectstuurgroep zowel academische partners als bedrijven deelnemen.

In een derde werkpakket wordt de productgroep zuivelproducten bestudeerd. Door de projectstuurgroep werden 3 modelvoedingsproducten (zure drinks, neutrale drinks en diklobbig vloeibaar systeem: ijsmix naar voor geschoven. Op deze producten wordt er nagegaan hoe en in welke mate een gedeeltelijke suikerreductie en/of -vervanging gerealiseerd kan worden. Hierbij is het de bedoeling de suikers te vervangen in de verschillende modelvoedingsproducten, en dit voor wat betreft alle functionaliteiten die noodzakelijk zijn om de producteigenschappen zoveel mogelijk te behouden. Voorstellen tot oplossingen moeten gegenereerd worden die zo goed mogelijk het referentieproduct benaderen of ermee evenwaardig zijn en inlichtingen en/of richtlijnen moeten kunnen gegeven worden met betrekking tot processing en houdbaarheid. In de praktijk zal dit neerkomen op een vervanging van de zoetkracht door een andere zoetmaker, waarna dient gecompenseerd of gecorrigeerd te worden voor de andere functionaliteiten. Er zullen twee werkpistes gevolgd worden: de enzymatische piste en suikervervanging.

In een vierde en laatste werkpakket wordt de productgroep chocoladeproducten bestudeerd waarbij er 2 modelvoedingsproducten (een standaard melkchocolade: 520 kcal/100g en een pralinévulling: variabele samenstelling doch vergelijkbaar met melkchocolade) door de projectstuurgroep naar voor geschoven werd. Chocolade en vullingen zijn suspensies van kleine, vaste deeltjes in een continue vetmatrix. Door de hoge belading van het vet met partikels, wordt het vloeigedrag van de suspensie in grote mate bepaald door de gesuspendeerde vaste deeltjes. Dit betekent dat ook suiker een zeer belangrijke functionele rol speelt in chocoladeproducten. Daarnaast kunnen bepaalde componenten zowel als suiker- en als vetvervanger gebruikt worden. Vandaar dat veten suikerreductie nooit volledig los van elkaar gezien kunnen worden bij dit type levensmiddelen. Het wordt beoogd om light chocoladeproducten te bekomen, d.w.z. dat voor beide producten een caloriereductie van minimaal 30 % bewerkstelligd moet worden. Bovendien wordt er gestreefd naar een zo laag mogelijke glycemische index. Het is uiteraard de bedoeling om de effecten van de suikerreductie/vervanging op de sensorische en functionele eigenschappen van de producten te minimaliseren.