Meer kennis functionaliteit plantaardige eiwitten nodig in eiwittransitie

Hoewel bedrijven al jaren vlees- en zuivelvervangers produceren, is het nog geen sinecure. Het ontbreekt vaak aan kennis over de exacte functionele eigenschappen van plantaardige eiwitingrediënten. Datzelfde geldt voor de impact van verschillende factoren, zoals bewerking en teeltomstandigheden, op de functionaliteit van deze eiwitten. Producenten gebruiken de ingrediënten daarom veelal op basis van trial-en-error. Leonard Sagis, universitair hoofddocent bij Wageningen University & Research heeft als doel de factoren die de structuur van plantaardige eiwitten beïnvloeden en hun functionaliteit in kaart te brengen.

De huidige vlees- en zuivelvervangers zijn er veelal op gericht dierlijke producten zo goed mogelijk na te bootsen. Een lastige opgave, want dierlijke en plantaardige eiwitten verschillen nogal van elkaar. “Plantaardige eiwitten hebben een heel andere en complexere structuur dan dierlijke eiwitten. Bovendien is het extraheren van eiwit uit plantaardige grondstoffen veel moeilijker”, zo legt Sagis uit. “Het melkeiwit caseïne is bijvoorbeeld heel makkelijk uit melk te halen, maar het is minder eenvoudig om eiwit uit peulvruchten en zaden te onttrekken.”

Bewerkingen nodig van plantaardige grondstoffen

Om eiwitten uit deze plantaardige grondstoffen te halen zijn verschillende bewerkingsstappen nodig, zoals ontvetten, drogen en fijnmalen. Vervolgens zijn er diverse technieken om de eiwitten uit het fijngemalen product te halen. Zo kunnen de eiwitten worden opgelost in alkalisch water. Daarna worden ze in zure omstandigheden neergeslagen en gedroogd. Dat levert een eiwitisolaat op.

Ook is het mogelijk om de eiwitten er met behulp van alcohol uit te halen. Daarmee wordt een eiwitconcentraat verkregen. Ten slotte zijn er ook processen met minder bewerkingsstappen, het zogenoemde minimal processing. Een voorbeeld hiervan is het proces waarbij eiwitdeeltjes worden gescheiden van andere componenten op basis van hun grootte.

“Deze verschillende technieken leiden tot verschillende zuiverheidspercentages. Zo is een isolaat 80 tot 85% zuiver (het product bevat voor dit percentage aan eiwit) en het product gemaakt met de scheidingstechniek op basis van deeltjesgrootte 50 tot 60%.”

Vleesvervangers zijn relatief duur omdat er veel bewerking voor nodig is

Sagis onderzoekt welke zuiverheid vereist is voor specifieke toepassingen, met name voor emulsies en schuimen. “Plantaardige producten hebben de aandacht vanwege hun duurzaamheid, maar bewerking kost veel energie en water. De bewerkingsstappen die nodig zijn, doen een deel van de duurzaamheidswinst ten opzichte van dierlijke eiwitten teniet. Daarnaast spelen natuurlijk de kosten mee. Vleesvervangers zijn nu bijvoorbeeld relatief duur omdat er veel bewerking voor nodig is. Dus hoe minder bewerking nodig is, hoe beter.”

Minder zuiverheid nodig

Bij een lage zuiverheid zitten er naast het eiwit meer andere stoffen zoals zetmeel of koolhydraten in de bewerkte grondstof dan bij een hoge zuiverheid. Dat is weer van invloed op de functionaliteit van het ingrediënt bij gebruik in plantaardige producten. Daarnaast tasten de extractie en verwerking de structuur van plantaardige eiwitten vaak aanzienlijk aan. Dat zorgt voor afname van functionaliteit. Dat kan bijvoorbeeld betekenen dat sommige eiwitten door een bepaalde bewerking minder goed schuimen.

Uit Sagis’ onderzoek blijkt dat minder zuivere eiwitten dan die nu worden gebruikt ook geschikt kunnen zijn voor bepaalde toepassingen. “Hoeveel duurzaamheidswinst dit dan oplevert kan ik niet zo zeggen, maar gezien de grote schaal waarop de productie plaatsvindt, is iedere procent meegenomen.”

Ook het ras van het gewas bepalen de functionaliteit van het eiwit

Naast de bewerking en de zuiverheid zijn er nog andere factoren die van invloed zijn op de functionaliteit. Zo hebben omstandigheden eerder in de keten impact. “Of de planten veel of weinig zonlicht of regen hebben gehad, maar ook het ras van het gewas bepalen de functionaliteit van het eiwit. Het probleem dat hierdoor ontstaat, is dat plantaardige eiwitten geen constante kwaliteit hebben. Grote bedrijven kunnen hier wel mee omgaan, maar in deze branche zitten bijvoorbeeld ook veel start-ups, waarvoor dat moeilijker is.”

Sagis heeft als doel om gestructureerd de verschillende eiwitten en hun functionaliteit in kaart te brengen. “Zo krijgen producenten een beter idee over naar welk eiwit ze op zoek moeten gaan voor een bepaalde toepassing.”

Minder bewerkte producten

Hoewel de roep om minder bewerkte voedingsmiddelen juist toeneemt, zijn de bewerkte vlees- en zuivelvervangers wel belangrijk voor de eiwittransitie, zo stelt Sagis. “Door ons onderzoek leren we plantaardige eiwitten beter begrijpen. Dat kan bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe producten. Dat de groei van de verkopen van vleesvervangers afnam afgelopen jaar, heeft onder andere te maken met de structuur van de producten die consumenten niet prettig vonden. Als het goed is, reageert de industrie hierop door producten te verbeteren of nieuwe te ontwikkelen. Dat kunnen ook producten zijn waarvoor minder bewerking nodig is, zoals tofu.”

Sagis is een van de sprekers op de World Soybean Research Conferentie deze maand in Wenen. Hoewel soja het meest onderzochte en gebruikte plantaardige eiwit is, is onderzoek naar de functionaliteit van deze grondstof nog steeds nodig. “We weten over deze grondstof nog lang niet alles. Als we alleen al alle eigenschappen van de verschillende variëteiten in kaart moeten brengen, is dat een opgave: soja heeft zo’n 10.000 rassen, waarvan er ongeveer 100 geteeld worden. Ieder ras is weer net iets anders en dat heeft invloed op de functionaliteit.”

Lees ook: Protealis: met snelle veredeling lokale sojateelt laten groeien

Samenwerking in sojaketen nodig

Op de conferentie komen alle schakels uit de sojaketen samen. Volgens Sagis is samenwerking door die hele keten heen belangrijk om plantaardige eiwitten beter in te kunnen zetten en zo te werken aan een eiwittransitie. In het geval van de impact van teeltomstandigheden wil de onderzoeker bijvoorbeeld gaan samenwerken met plantenwetenschappers van WUR.

“Een ander praktisch voorbeeld: een bepaald type eiwit, albumine eiwitten, zorgt bijvoorbeeld voor een heel stabiel schuim. Tegelijkertijd zijn mensen met een eiwitallergie juist vaak gevoelig voor albumine eiwitten. Dat laat maar zien dat functionaliteit niet het enige aspect is dat meespeelt.”

Ook de voedingswaarde en verteerbaarheid spelen een rol. “In plantaardige vervangers worden verschillende eiwitten vaak gecombineerd. Dat is beter voor de voedingswaarde en ook duurzamer. Dat kan voor de functionaliteit echter nadelig zijn omdat die verschillende eiwitten interacties met elkaar kunnen hebben.”

Sagis beschrijft de eiwittransitie als een complexe uitdaging. “We moeten plantaardige eiwitten beter leren kennen, maar nog belangrijker is om alle schakels in de keten goed op elkaar af te stemmen.”