BE1023864B1 - Voedingssamenstelling rijk aan tarwe-eiwitten - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een eiwitmengsel alsook op een voedingssamenstelling die een dergelijk mengsel omvat, voor de voeding van volwassenen, sporters, ouderen, of personen die hun lichamelijke conditie moeten verbeteren, zoals zieken, bedlegerige personen, mensen die verzwakt of ondervoed zijn, of personen die lijden aan sarcopenie. Volgens de uitvinding omvat het eiwitmengsel een mengsel van plantaardige eiwitten en van melkeiwitten in een gewichtsverhouding A gehydrolyseerd tarwe-eiwit / melkeiwit tussen 55/45 en 20/80, waarbij de melkeiwitten een mengsel zijn van caseïne en serum-eiwitten in een gewichtsverhouding B caseïne / serum-eiwitten tussen 70/30 tot 20/80.

Description

Voedingssamenstelling rijk aan tarwe-eiwitten

Technisch gebied

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een eiwitmengsel alsook op een voedingssamenstelling die een dergelijk mengsel omvat, voor de voeding van volwassenen, sporters, ouderen, of personen die hun lichamelijke conditie moeten verbeteren, zoals zieken, bedlegerige personen, mensen die verzwakt of ondervoed zijn, of personen die lijden aan sarcopenie. Volgens de uitvinding omvat het eiwitmengsel een mengsel van plantaardige eiwitten en van melkeiwitten in een gewichtsverhouding A tarwe-eiwit / melkeiwit tussen 55/45 en 20/80, waarbij de melkeiwitten een mengsel zijn van caseïne en serum-eiwitten in een gewichtsverhouding B caseïne / serum-eiwitten tussen 70/30 tot 20/80.

Stand der techniek

Heel wat studies hebben aangetoond dat dierlijke eiwitten in Europa tot 70% van de gemiddelde dagelijkse eiwitinname vertegenwoordigen. Een dergelijke consumptie van dierlijke eiwitten zou evenwel verantwoordelijk zijn voor de toename van hart- en vaatziekten en kanker bij de mens. Bovendien blijkt de productie van plantaardige eiwitten veel ecologischer zowel vanuit het oogpunt van het waterverbruik en de lucht- en bodemverontreiniging, als wat betreft de energiebalans.

Plantaardige eiwitten lijken in feite allemaal aangewezen voor het vervangen van dierlijke eiwitten in de voeding, meer bepaald wat betreft het vervangen van melkeiwitten. Gezien de verschillen in smaak, voedingswaarde en oplosbaarheid, is het voorstellen van een product dat een goede smaak, een goede stabiliteit en een evenwichtige voedingswaarde heeft en waarin een groot gedeelte van de melkeiwitten wordt vervangen door plantaardige eiwitten echter zowel op technologisch als op nutritioneel vlak een grote uitdaging.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een eiwitmengsel dat een mengsel van plantaardige eiwitten en van melkeiwitten omvat in een gewichtsverhouding A tarwe-eiwit / melkeiwit tussen 55/45 en 20/80, typisch tussen 50/50 en 25/75, bij voorkeur 48/52 en 27/73 en met meer voorkeur tussen 40/60 en 20/80, waarbij de melkeiwitten een mengsel zijn van caseïne en serum-eiwitten in een gewichtsverhouding B caseïne / serum-eiwitten tussen 70/30 tot 20/80, bij voorkeur tussen 60/40 en 30/70.

Het “tarwe-eiwit” of “gluten” staat voor een eiwitfractie die niet oplosbaar is in water, nat wordt onttrokken uit tarwemeel en vervolgens gedroogd, eveneens tarwegluten genoemd.

Voordeligerwijze wordt het tarwe-eiwit gehydrolyseerd. Hydrolysaten van plantaardige eiwitten, in het bijzonder van tarwe, worden gedefinieerd als bereidingen verkregen door hydrolyse langs enzymatische weg, langs chemische weg, of gelijktijdig of achtereenvolgens langs beide wegen, van plantaardige eiwitten, in het bijzonder van tarwe. Eiwithydrolysaten omvatten een hoger percentage peptiden van verschillende grootte en vrije aminozuren dan de oorspronkelijke samenstelling. Deze hydrolyse kan een impact hebben op de oplosbaarheid van de eiwitten. De enzymatische en/of chemische hydrolyse wordt bijvoorbeeld beschreven in de octrooiaanvrage US 5180597 A of in J. of Agricultural and Food Chemistry (1965) p.407-410. Typisch kan de hydrolyse thermisch, zuur of enzymatisch zijn. Enzymatische hydrolyse is te verkiezen.

Werkwijzen voor het bereiden van eiwithydrolysaten zijn algemeen gekend bij de vakman en kunnen bijvoorbeeld de volgende stappen omvatten: dispersie van eiwitten in water om een suspensie te verkrijgen, hydrolyse van de suspensie door de gekozen behandeling. Meestal zal het gaan om een enzymatische behandeling waarbij een mengsel van verschillende proteasen wordt gecombineerd, eventueel gevolgd door een thermische behandeling die erop is gericht om de nog actieve enzymen te inactiveren. De verkregen oplossing kan vervolgens worden gefilterd op één of meerdere membranen om de onoplosbare verbindingen, eventueel de resterende enzymen en de peptiden met hoog molecuulgewicht (meer dan 10 000 dalton) te scheiden.

Bij voorkeur is de hydrolyse van de eiwitten niet volledig, dat wil zeggen dat ze niet resulteert in een samenstelling die uitsluitend of hoofdzakelijk aminozuren en kleine peptiden (met 2 tot 4 aminozuren) omvat. De te verkiezen hydrolysaten omvatten meer dan 50%, met meer voorkeur meer dan 60%, met nog meer voorkeur meer dan 70%, met nog meer voorkeur meer dan 80%, en in het bijzonder meer dan 90% eiwitten en polypeptiden van meer dan 500 Da.

Typisch worden de tarwe-eiwitten met een gemiddelde molecuulmassa tussen 7 en 1000 kDa verkregen door hydrolyse volgens werkwijzen die goed gekend zijn bij de vakman [Anfinsen, C.B. Jr.(1965) Advances in protein Chemistry : v.20. New York and London: Academie Press], Typisch heeft het gehydrolyseerde tarwe-eiwit volgens de uitvinding een gewichtsgemiddelde molecuulmassa tussen 7 en 800 kDa, 5 en 500 kDa of 8 en 100 kDa, bij voorkeur tussen 9 en 80 kDa, met meer voorkeur tussen 10 en 70 kDa, met nog meer voorkeur tussen 12 en 50 kDa, met nog meer voorkeur tussen 13 en 40 kDa. Dergelijke peptiden zijn in het bijzonder voordelig omdat ze een verbeterde oplosbaarheid vertonen (die afneemt naarmate de hydrolyse aanzienlijker wordt) en omdat ze, in tegenstelling tot een sterker gehydrolyseerd eiwit, geen of een zeer beperkte nasmaak vertonen, en met name geen bittere smaak vertonen.

Typisch heeft het tarwe-eiwit een hydrolysegraad tussen 1 en 4, typisch tussen 1,5 tot 2,5. De hydrolysegraad (DH) werd bepaald door de titratiemethode van Sorenson.

Een tarwegluten dat bijzonder geschikt is voor de onderhavige uitvinding, is MERIPRO® 500 of SOLPRO® 508, dat wordt verhandeld door TEREOS SYRAL.

Voordeligerwijze heeft het gehydrolyseerde tarwe-eiwit een oplosbaarheid van ten minste 55% bij pH 7 (NSI). Typisch wordt de NSI-oplosbaarheid gerealiseerd volgens de werkwijze beschreven onder referentie AACC 46-23.

In de onderhavige uitvinding staat de term "melkeiwit” voor alle eiwitten die afkomstig zijn uit melk en uit producten die van melk worden afgeleid. De eiwitten kunnen natuurlijk of gehydrolyseerd zijn. Hydrolysaten van melkeiwitten worden gedefinieerd als bereidingen verkregen door hydrolyse langs enzymatische weg, langs chemische weg, of gelijktijdig of achtereenvolgens langs beide wegen, van melkeiwitten.

Vanuit chemisch oogpunt kunnen melkeiwitten worden ingedeeld in twee groepen: caseïnen en serum-eiwitten. De caseïnen vertegenwoordigen 80% van de totale melkeiwitten. De serum-eiwitten, die de resterende 20% vertegenwoordigen, zijn oplosbaar bij pH 4,6.

De “caseïnen” volgens de uitvinding kunnen natuurlijke caseïnen, zure caseïnen, stremsel-caseïnen, natriumcaseïnaten, kaliumcaseïnaten en calciumcaseïnaten zijn. Typisch kunnen de caseïnen worden verkregen op basis van afgeroomde melk en geprecipiteerd hetzij door aanzuring door middel van zuur of onschadelijke bacterieculturen die geschikt zijn voor menselijke consumptie (zure caseïnen), hetzij door toevoeging van stremsel of andere enzymen die de melk stremmen (stremsel-caseïne). Caseïnaten zijn de producten die worden verkregen door het drogen van zure caseïnen die werden behandeld met neutraliserende middelen. Naargelang de gebruikte neutraliserende middelen, worden natrium-, kalium-, calcium- en gemengde (= co-neutralisatie) caseïnaten verkregen. De natuurlijke caseïnen kunnen uit afgeroomde melk worden verkregen doortangentiële microfiltratie en diafiltratie van water.

De hierin gebruikte term "serum-eiwit” verwijst naar wei-eiwitten, voordeligerwijze naar lactoglobulines, lactoferrines en immunoglobulines. Typisch worden de wei-eiwitten hoofdzakelijk gevormd door ß-lactoglobuline (50 %), α-lactalbumine (20 %), immunoglobulines (10 %), runderserum-albumine (10 %) en lactoferrine (2,8 %).

De respectieve totale eiwitgewichten worden gemeten aan de hand van de werkwijze waarbij de dosering van de in het monster bevatte oplosbare stikstoffractie wordt uitgevoerd volgens de Kjeldahl-methode. Vervolgens wordt het totale eiwittengehalte verkregen door het in percentage droog productgewicht uitgedrukt stikstofgehalte te vermenigvuldigen met een factor 6,25. Deze methode is welbekend bij de vakman.

Het totale eiwittengehalte kan eveneens worden gemeten aan de hand van de dosering van de in het monster bevatte oplosbare stikstoffractie volgens de methode van Dumas A. (Dumas A., 1831, Annales de chimie, 33, 342 ; Buckee, 1994, Journal of the Institute of Brewing, 100, pp 57-64). Het totale eiwittengehalte wordt verkregen door het in percentage droog productgewicht uitgedrukt stikstofgehalte te vermenigvuldigen met een factor 6,25. Deze methode, eveneens gekend als methode voor dosering van stikstof door verbranding, bestaat uit een volledige verbranding van de organische matrix onder zuurstof. De geproduceerde gassen worden gereduceerd met koper en vervolgens gedroogd waarna de kooldioxide wordt afgevangen. Vervolgens wordt het stikstof gekwantificeerd met behulp van een universele detector. Deze methode is welbekend bij de vakman.

De uitvinding heeft verder betrekking op een voedingssamenstelling die een eiwitmengsel volgens de uitvinding omvat.

Onder “voedingssamenstelling” wordt een samenstelling verstaan die geschikt is voor gebruik in de voeding van een zoogdier. Voordeligerwijze is de voedingssamenstelling een waterige samenstelling (vloeistof of gel) of een samenstelling in vaste vorm. Voordeligerwijze heeft de voedingssamenstelling een vloeibare vorm zoals een drank; een vaste vorm zoals een tablet, een koekje of een poedervormige samenstelling; of de vorm van een gel, een siroop of een crème. Voordeligerwijze is de vaste samenstelling in het bijzonder geschikt om te worden opgelost of gesuspendeerd in een waterige samenstelling.

Typisch is het mengsel met een verhouding A tussen 50/50 en 30/70 door zijn neutrale smaak bijzonder voordelig in een voedingssamenstelling met een licht aroma zoals een fruitaroma. Een verhouding A tussen 40/60 en 30/70 is bijzonder voordelig wanneer de voedingssamenstelling relatief stabiel moet zijn in de tijd voordat ze wordt geconsumeerd terwijl in het geval van een snelle solubilisatie van een poedervormige voedingssamenstelling, bijvoorbeeld, een verhouding A tussen 55/45 en 40/60 bijzonder voordelig is.

De voedingssamenstelling kan bijvoorbeeld een zuivelproduct zijn.

Onder “zuivelproduct” wordt in de zin van de onderhavige uitvinding elk product verstaan dat wordt verkregen als resultaat van elke mogelijke verwerking van melk en dat voedingsadditieven en andere functionele bestanddelen die noodzakelijk zijn voor de verwerking (Codex Alimentarius) kan bevatten. In het kader van de onderhavige uitvinding is de melk het product van het melken van een vrouwelijk melkdier. Typisch kunnen de melk en de zuivelproducten afkomstig zijn van gelijk welke diersoort; het kan bijvoorbeeld gaan om geiten-, schapen-, ezel- of buffelmelk.

Voordeligerwijze omvat de voedingssamenstelling volgens de uitvinding verder van 8 tot 80%, bij voorkeur van 50 tot 70% eiwitten, van 0 tot 30%, bij voorkeur van 1 tot 15%, typisch van 2 tot 5% lipiden, van 0 tot 50%, typisch van 10 tot 40% gluciden of koolhydraten, waarbij de percentages zijn vermeld voor 100 g droog product.

Typisch is de voedingssamenstelling een voedingssupplement of een nutritionele samenstelling. Voordeligerwijze kan ze een samenstelling zijn die bestemd is voor de voeding van jonge zoogdieren typisch omvattende, mensen, varkens, paarden, runderen, honden, katten of schapen.

De samenstelling omvat bij voorkeur van 5 tot 20 gew.% lipide op het totale gewicht van de samenstelling. Dit vet kan van plantaardige en/of dierlijke oorsprong zijn. Bij voorkeur omvat de voedingssamenstelling verder een lipide-fractie omvattende ten minste een bron van meervoudig onverzadigde omega-3-vetzuren zoals linoleenzuur, eicosapentaeenzuur of docosahexaeenzuur, of mengsels daarvan volgens een hoeveelheid tussen 20 en 2000 mg wanneer genoemde samenstelling voorzien is voor een dagelijkse toediening, en/of een bron van meervoudig onverzadigde omega-6-vetzuren zoals sesamolie, saffloerolie, druivenpitolie of elke mogelijke andere olie van mariene of plantaardige oorsprong die rijk is aan omega-6, waarbij de verhouding van omega-6 tot omega-3 bij voorkeur ligt tussen 1 en 5.

Typisch wordt genoemde bron van omega-3-vetzuren gekozen uit melkvet afkomstig van herkauwers, visolie, algen, koolzaad, kokospalm- lijnzaadolie of elke mogelijke andere olie van mariene of plantaardige oorsprong die rijk is aan omega-3 en wordt genoemde omega-6-bron gekozen uit sesamolie, saffloerolie, druivenpitolie of elke mogelijke andere olie van mariene of plantaardige oorsprong die rijk is aan omega-6.

De samenstelling bevat gewoonlijk ook een aantal additieven zoals gluciden, synthetische essentiële aminozuren, mineralen en vitaminen.

De hoeveelheid gluciden of koolhydraten vertegenwoordigt 5 tot 30 gew.%. Geschikte gluciden zijn zetmeel, lactose, saccharose, fructose, dextrose of een mengsel daarvan.

De hoeveelheid synthetische essentiële aminozuren vertegenwoordigt 0 tot 3 gew.% van de samenstelling. Deze toegevoegde aminozuren verschaffen de samenstelling de noodzakelijke balans van aminozuren. Typische aminozuren die kunnen worden toegevoegd, zijn de volgende: lysine, threonine, methionine, histidine en tryptofaan.

De voedingssamenstelling omvat verder 2 tot 5 gew.% vitaminen en mineralen. Typisch kunnen deze vitaminen en mineralen met name de vorm hebben van een voormengsel. Dergelijke voormengsels zijn gekend bij specialisten en bevatten gewoonlijk calcium, krijt, sporenelementen alsook vitaminen.

Voordeligerwijze omvat de samenstelling vitaminen zoals vitamine A, B1, B2, B5, B6, B8, B9, B12, C, D, E, K, PP in een hoeveelheid die bij voorkeur ligt tussen 0 g en 120 mg wanneer ze voorzien is voor een dagelijkse toediening.

Typisch omvat de voedingssamenstelling verder sporenelementen en/of mineralen, zoals selenium, zink, koper, waarvan de hoeveelheid kan gaan tot 800 mg wanneer genoemde samenstelling voorzien is voor een dagelijkse toediening.

Voordeligerwijze omvat de voedingssamenstelling verder één of meerdere ingrediënten, gekozen uit prebiotica, probiotica, het co-enzym Q10, antioxidanten, textuurvormende middelen, kleurstoffen, verdikkingsmiddelen, aroma’s, of een mengsel daarvan.

Bij voorkeur omvat de voedingssamenstelling verder een glucidefractie volgens een hoeveelheid tussen 10 en 80 g wanneer genoemde samenstelling voorzien is voor een dagelijkse toediening.

Typisch heeft de voedingssamenstelling volgens de uitvinding een vloeibare vorm en omvat ze tussen 2 en 30 g van genoemd eiwitmengsel per 100 ml, bij voorkeur tussen 12 en 22 g per 100 ml.

Als de voedingssamenstelling een samenstelling is voor de vervanging van melk, bijvoorbeeld kalvermelk, dan wordt ze gegeven in de vorm van een emulsie in water. De emulsie bevat bij voorkeur 12,5 tot 17,5 g samenstelling per 100 ml emulsie.

De uitvinding heeft verder betrekking op het gebruik van de samenstelling volgens de uitvinding voor de vervanging van melk van een zoogdier, bij voorkeur van een kalf, waarbij genoemde samenstelling bij voorkeur een verhouding A heeft die ligt tussen 40/60 en 20/80.

De uitvinding heeft betrekking op het gebruik van de samenstelling volgens de uitvinding als voedingssupplement of in voedingsprogramma's met het oog op hervoeding of nutritionele aanvulling om de effecten van deficiënties te bestrijdenbij volwassenen, sporters, ouderen of personen die hun lichamelijke conditie moeten verbeteren, zoals zieken, bedlegerige personen, mensen die verzwakt of ondervoed zijn, of personen die lijden aan sarcopenie.

Typisch volgens de uitvinding, is dat het voedingssupplement of de voedingssamenstelling voordelig is in die zin dat ze rijk is aan eiwitten. Typisch volgens de uitvinding, omvat het handhaven of verbeteren van de lichamelijke conditie het verbeteren van de spierprestaties, het behoud van de spiermassa, het verbeteren van de spiersynthese, het verbeteren van de fysieke prestaties en weerstand tegen vermoeidheid, het verbeteren van de lichamelijke mobiliteit, het verbeteren van de reactie op hervoeding, het behoud van de botdichtheid.

Hoewel ze verschillende betekenissen hebben, werden de termen "omvatten", “bevatten”, “bestaan uit” en hun afgeleiden in de beschrijving van de uitvinding onderling verwisselbaar gebruikt en kunnen ze door elkaar worden vervangen.

De uitvinding zal duidelijker kunnen worden begrepen door de volgende figuren en voorbeelden te lezen, die uitsluitend bij wijze van voorbeeld worden gegeven.

Voorbeelden

Voorbeeld 1 - Organoleptische kwaliteit van verschillende bronnen van plantaardige eiwitten

Voor het ontwikkelen van een eiwitrijke drank voor sporters die plantaardige eiwitten omvat, werd de smaakkwaliteit van verschillende botanische bronnen geëvalueerd. Verder werd eerst en vooral ook getest of ze op optimale wijze kunnen worden gecombineerd met de meest voorkomende smaakstoffen die in deze soort toepassingen worden gebruikt zoals smaakstoffen van het fruitige, vanille- of chocoladetype.

Om te bepalen welke van de botanische bronnen van plantaardige eiwitten het meest geschikt is/zijn om op optimale wijze te worden gecombineerd met de vaak voorkomende smaakstoffen die worden gebruikt in eiwitrijke dranken voor sporters, werden verschillende zintuiglijke testen uitgevoerd.

In een eerste sessie werden de verschillende botanische bronnen van plantaardige eiwitten beoordeeld volgens een methode beschreven door William AA en Langron SP (William AA en Langron SP, 1984. The use of free-choice profiling for the évaluation of commercial ports) om descriptoren te genereren die toelaten om de verschillende geteste eiwitten op de meest volledige wijze van elkaar te onderscheiden. Daartoe werden oplossingen van elk van de eiwitten met een concentratie van ongeveer 15% bereid en in willekeurige volgorde en op anonieme wijze gepresenteerd aan een groep van 20 proevers. De geteste eiwitten zijn de volgende:

De gehydrolyseerde tarwe-eiwitten MERIPRO® 500 van TEREOS en GBSP51® van CHAMTOR

Het soja-eiwitisolaat (SPI) CLARISOY® 150 van ADM

Het erwt-eiwitisolaat (PPI) PISANE® F9 van COSUCRA

De descriptoren die tijdens deze sessie werden gegenereerd, werden vervolgens verzameld en met het hele proefpanel besproken om tot een consensus te komen wat betreft de meest onderscheidende van de verschillende botanische bronnen van geteste eiwitten.

Tabel 1: belangrijkste descriptoren gegenereerd tijdens de sessie tot vrije profilering van de descriptoren

Uit deze eerste reeks zintuiglijke testen is gebleken dat, in vergelijking met de erwt- of soja-eiwitten, de gehydrolyseerde tarwe-eiwitten op meer optimale wijze kunnen worden gecombineerd met smaakstoffen van het vanille- en chocoladetype. De toetsen die werden vastgesteld in het geval van de gehydrolyseerde tarwe-eiwitten stemmen namelijk overeen met dezelfde aromatische families die kenmerkend zijn voor de smaakstoffen van het vanille- en het chocoladetype terwijl de toetsen die werden vastgesteld in het geval van de geteste erwt- of soja-eiwitten daar te ver vanaf liggen.

Om de afstemming tussen de aromatische profielen van de verschillende botanische bronnen van plantaardige eiwitten en de meest gevoelige smaakstoffen van het fruitige type te controleren, werd in een tweede stap een tweede profileringstest gerealiseerd volgens een gestandaardiseerde methode (Norm NF ISO 13299: 2003 “zintuigelijke analyse - methodologie - algemene richtlijnen voor het vaststellen van een zintuiglijk profiel”) op basis van de volgende descriptoren: fruitig aroma, bitterheid, zuurgraad en globale waardering. Daartoe werd 5% van elk van de volgende eiwitten toegevoegd aan een basis van multivruchtensap: gehydrolyseerd tarwe-eiwit MERIPRO® 500 van TEREOS en soja-eiwitisolaat (SPI) CLARISOY® 150 van ADM. Kort samengevat heeft deze tweede test het met name mogelijk gemaakt om aan te tonen dat de bitterheid van het soja-isolaat alsook de specifieke aromatische toetsen ervan resulteren in een significant lagere algemene waardering.

Uit de resultaten van deze verschillende zintuiglijke beoordelingen blijkt bijgevolg dat gehydrolyseerde tarwe-eiwitten naar voren komen als betere kandidaten voor bereiding van poedermengsels bestemd voor e bereiding van eiwitrijke dranken voor sporters.

Voorbeeld 2 - Eigenschappen inzake dispergeerbaarheid en schuimvorming van de gehydrolyseerde tarwe-eiwitten in vergelijking met melkeiwitten

Een bijkomend voordeel van het gebruik van plantaardige eiwitten in toepassingen voor eiwitrijke dranken is hun prijs die aanzienlijk minder hoog ligt dan die van geconcentreerde dierlijke eiwitten zoals bijvoorbeeld melkeiwitten, die zeer frequent worden gebruikt in deze toepassingen vanwege hun samenstelling inzake aminozuren. Hierdoor maakt het gebruik van plantaardige eiwitten ter vervanging van een fractie van geconcentreerde dierlijke eiwitten het voordeligerwijze mogelijk om de uiteindelijke kost van dergelijke formuleringen te verlagen zonder de voedingswaarde ervan te verminderen. Vanuit dit oogpunt werden gehydrolyseerde tarwe-eiwitten vergeleken met verschillende melkeiwitten, alleen of gecombineerd, op een geheel van criteria die bepalend zijn voor de kwaliteit van eiwitrijke dranken voor sporters.

De geteste eiwitten zijn:

De gehydrolyseerde tarwe-eiwitten MERIPRO® 500 van TEREOS en GBSP51® van CHAMTOR

Het melkeiwit-isolaat rijk (90%) aan caseïnen PRODIET® 85 van INGREDIA NUTRITIONAL

Het wei-eiwitisolaat PRODIET® 90 van INGREDIA NUTRITIONAL

De eigenschappen op het vlak van dispergeerbaarheid en schuimvorming zijn belangrijk in het geval van poedersamenstellingen bestemd voor gebruik bij de bereiding van eiwitrijke dranken die klaar zijn om te worden gedronken. Deze dranken worden namelijk het vaakst bereid op de plek waar ze worden geconsumeerd en worden snel ingenomen. In dit geval is het noodzakelijk dat deze poedersamenstellingen volledig en snel gedispergeerd worden om een optimale kwaliteit van de aldus bereide drank te garanderen en voor de consument elke mogelijke onaangename ervaring te voorkomen, zoals bijvoorbeeld de aanwezigheid van klonters die worden gevormd door niet gedispergeerde en niet gehydrateerde poederdeeltjes die bij de consument een hoest kunnen veroorzaken tijdens de sportieve inspanning. Met betrekking tot dit laatste punt kan ook een aanzienlijke schuimvorming problematisch zijn voor de consumptie van deze dranken in goede omstandigheden.

Om de eigenschappen op het vlak van dispergeerbaarheid en schuimvorming van verschillende combinaties van gehydrolyseerde tarwe-eiwitten, melkeiwit-isolaat rijk aan caseïne en wei-eiwitisolaat te beoordelen, werd 30 g van elk poedermengsel gemengd met 200 ml mineraalwater (Vittel®) met behulp van een speciale shaker voor de bereiding van eiwitrijke dranken voor sporters (Blender Bottle®).

De eigenschappen op het vlak van dispergeerbaarheid en schuimvorming werden beoordeeld door de shaker vijf keer te schudden om de drank te bereiden en het volledige mengsel vervolgens door een roestvrij stalen zeef met openingen van 400 pm te gieten.

De schuimvormingseigenschappen worden bepaald door de afwezigheid of aanwezigheid van schuim, door de dikte en de diameter van de schuimlaag op de zeef te evalueren alsook de levensduur ervan vanaf het moment waarop het mengsel door de zeef werd gegoten. Deze eigenschap wordt genoteerd als: + + wanneer er geen schuimvorming aanwezig is op de zeef - - wanneer er een dikke schuimlaag is die gedurende een langere of kortere periode op de zeef achterblijft

De dispergeerbaarheidseigenschappen worden bepaald door de afwezigheid of aanwezigheid van klonters op de zeef, door de afmetingen ervan alsook door de levensduur ervan vanaf het moment waarop het mengsel door de zeef werd gegoten. Deze eigenschap wordt genoteerd als: + + wanneer er geen klonters aanwezig zijn op de zeef - - wanneer meerdere klonters van aanzienlijke grootte gedurende een langere of kortere periode op de zeef achterblijven

Tabel 2: eigenschappen op het vlak van dispergeerbaarheid en schuimvorming van de verschillende, afzonderlijk geteste eiwitbronnen

De eerste vaststelling die werd gedaan tijdens deze testen is dat niettegenstaande het feit dat de gehydrolyseerde tarwe-eiwitten betere kandidaten lijken voor deze toepassing omwille van hun organoleptische kwaliteiten, hun slechtere dispergeerbaarheid en de neiging tot schuimvorming ervan een beperking kunnen vormen voor de bereiding van eiwitrijke dranken voor sporters. Op basis van deze testen werd aangetoond dat gehydrolyseerde tarwe-eiwitten een relatief zwakke dispergeerbaarheid en een zeer aanzienlijke schuimvorming vertonen in vergelijking met melkeiwitten. Van de geteste melkeiwitten heeft het melk-eiwitisolaat rijk aan caseïne het beste evenwicht tussen dispergeerbaarheid en schuimvorming in vergelijking met het wei-eiwitisolaat. Op het eerste gezicht lijkt het wei-eiwitisolaat inderdaad niet aanbevolen gezien zijn neiging tot schuimvorming.

Om de beperkingen met betrekking tot de eigenschappen op het vlak van dispergeerbaarheid en schuimvorming te compenseren, werd een combinatie van gehydrolyseerde tarwe-eiwitten met melkeiwitten in overweging genomen. Naast het feit dat de combinatie van melkeiwitten met de gehydrolyseerde tarwe-eiwitten mogelijk de verbetering van de technologische eigenschappen van het mengsel mogelijk maakt, zou ze ook kunnen zorgen voor een verrijking van de aminozuursamenstelling van het mengsel.

Voorbeeld 3 - Vergelijking van de kwaliteit van de combinaties van eiwitten op basis van de PDCAAS-score.

Om een mengsel voor te stellen dat de beste nutritionele en functionele kwaliteiten zou bieden, werden verschillende combinaties in beschouwing genomen.

De beoordeling van de kwaliteit van deze eiwitcombinaties gebeurde volgens het laatste rapport, gepubliceerd in 2001, over sportvoeding, uitgegeven door het European Scientific Committe on Food. Volgens dit rapport is een minimaal kwaliteitsniveau van de eiwitfractie van 70%, gebaseerd op de NPU-score (Net Protein Use), aanbevolen voor eiwitrijke en met eiwitten verrijkte producten voor sporters. Volgens de publicaties van de FAO/WHO wordt algemeen aanvaard dat de PDCAAS een relevant criterium is voor het meten van de kwaliteit van een eiwit voor de menselijke voeding (G. Schaafsma, 2010. Journal of Nutrition Vol 130 n°7). Deze werkwijze vergelijkt de concentratie van het eerste essentiële bepalende aminozuur van het eiwit of van het mengsel van eiwitten dat wordt getest met de concentratie van datzelfde aminozuur in de samenstelling van een referentie-eiwit. De aminozuursamenstelling van dit referentie-eiwit wordt gedefinieerd op basis van de categorie van de consument in kwestie en van diens specifieke behoeften aan essentiële aminozuren. Als de PDCAAS-score de waarde van 100% overschrijdt, wordt ze automatisch beperkt tot 100%.

Tabel 3: PDCAAS-score van verschillende combinaties van gehydrolyseerde tarwe-eiwitten MERIPRO® 500 / Melkeiwit-isolaat rijk aan caseïne PRODIET® 85 / Wei-isolaat ProDIET® 90

Op basis van deze simulatie kunnen we concluderen dat een combinatie van 70% gehydrolyseerde tarwe-eiwitten /15% caseïne /15% wei-eiwit het mogelijk maakt om de minimale kwaliteitswaarde van 70% te behalen voor de eiwitfractie. De optimale kwaliteitswaarde van 100% voor de eiwit-fractie wordt bereikt door maximaal 50% gehydrolyseerde tarwe-eiwitten te combineren met 25% caseïne en 15% wei-eiwitisolaat.

Voorbeeld 4 - Eigenschappen inzake dispergeerbaarheid en schuimvorming van verschillende combinaties van gehydrolyseerde tarwe-eiwitten en melkeiwitten

De eigenschappen inzake dispergeerbaarheid en schuimvorming van verschillende combinaties van eiwitten werden beoordeeld in recepten van poeders die het mogelijk maken om een eiwitrijke drank te bereiden volgens de werkwijze beschreven in voorbeeld 2. Afgezien van de eiwitfractie bevat het recept eveneens natriumchloride en een aroma (vanille, banaan, ...). De geteste recepten worden in de onderstaande Tabel 3 gespecificeerd.

Tabel 4: Samenstelling van de geteste recepten die verschillende combinaties van gehydrolyseerde tarwe-eiwitten MERIPRO® 500 / Melkeiwit-isolaat rijk aan caseïne PRODIET® 85 / Wei-isolaat ProDIET® 90 bevatten. De recepten worden uitgedrukt in % van het totale gewicht van het mengsel

De aanbevolen testdosering voor de bereiding van een drank verrijkt met eiwitten, is: ~15 g in 100 ml water. Deze aanbevolen dosering maakt het mogelijk om een eiwitrijke drank te bereiden die ~10 g eiwit per portie van 100 ml verschaft.

De verkregen resultaten worden vermeld in tabel 5.

Tabel 5: Eigenschappen inzake dispergeerbaarheid en schuimvorming van de verschillende combinaties van gehydrolyseerde tarwe-eiwitten MERIPRO® 500 / Melkeiwit-isolaat rijk aan caseïne PRODIET® 85 / Wei-isolaat ProDIET® 90

Op basis van deze testen en gezien de resultaten verkregen voor de bronnen van individuele eiwitten (tabel 2, voorbeeld 2) kunnen we vaststellen dat de verhoging van het aandeel van melkeiwitten in het mengsel de dispergeerbaarheid verbetert en de schuimvorming vermindert. Op dit punt kan worden geconcludeerd dat een goed evenwicht tussen schuimvorming en dispergeerbaarheid wordt waargenomen voor een mengsel dat ten minste 50% gehydrolyseerde tarwe-eiwitten heeft. Bovendien stellen we eveneens vast dat in tegenstelling tot wat werd waargenomen bij de test op het individuele wei-eiwit (tabel 2, voorbeeld 2), de negatieve invloed van de wei-eiwitten op de schuimvorming niet langer wordt waargenomen wanneer deze eiwitten worden gecombineerd met caseïnen en tarwe-eiwitten. Er begint namelijk een netto vermindering van deze schuimvormingseigenschap waarneembaar te worden voor mengsels die 25% melkeiwit-isolaat rijk aan caseïne en 25% wei-eiwitisolaat bevatten, waarbij het mengsel dat 35% van deze melkeiwitten bevat, de beste resultaten oplevert.

Voorbeeld 5 - Stabiliteit van eiwitrijke dranken na bereiding in een shaker

De stabiliteit van een eiwitrijke drank die wordt bereid op basis van een poedermengsel is een kritieke parameter omdat die een invloed heeft op de homogeniteit ervan en daarom een impact kan hebben op het vermogen ervan om optimaal aan de nutritionele behoeften van een sportende consument te beantwoorden. De stabiliteit van de verschillende eiwitbronnen alsook van hun combinaties werd beoordeeld 10 en 30 minuten na bereiding in een shaker. Ze werd gemeten op basis van de aanwezigheid en de dikte van een laag bezinksel.

Ze wordt genoteerd als: + + + wanneer er geen enkele laag bezinksel wordt waargenomen in de tijd — wanneer er een aanzienlijke laag bezinksel wordt waargenomen en dit al snel nadat de drank werd bereid.

Tabel 6: Stabiliteit van de verschillende, individueel geteste eiwitbronnen

Op basis van deze testen werd vastgesteld dat gehydrolyseerde tarwe-eiwitten een eerder zwakke stabiliteit vertonen in vergelijking met melkeiwitten. Bij de melkeiwitten vertonen de wei-eiwitten een optimale stabiliteit vergeleken met melkeiwitten rijk aan caseïnen, die een dunne laag bezinksel vertonen die al heel vroeg verschijnt.

Tabel 7: Stabiliteit van de verschillende geteste combinaties van gehydrolyseerde tarwe-eiwitten MERIPRO® 500 / Melkeiwit-isolaat rijk aan caseïne PRODIET® 85 / Wei-isolaat ProDIET® 90.

Op basis van deze testen en gezien de resultaten verkregen met de individueel geteste eiwitbronnen (tabel 6) werd verrassend vastgesteld dat een verhoging van het aandeel van melkeiwitten in het mengsel de stabiliteit in de tijd verbetert maar niet de stabiliteit op korte termijn verbetert. Vanuit dit oogpunt, aangezien in het geval van een bereiding en een consumptie door sporters deze laatste snel gebeurt, binnen enkele minuten na de bereiding, lijkt het erop dat een ideaal compromis wordt gevonden met het mengsel van 50% gehydrolyseerd tarwe-eiwit / 25% caseïne / 25% wei-eiwit. Mengsels die 60% tot 70% melkeiwitten bevatten en 30 tot 40% gehydrolyseerde tarwe-eiwitten, lijken in het bijzonder aangewezen voor een uitgestelde consumptie zoals een melkvervanger bestemd voor kalveren.

Voorbeeld 6 - Organoleptische kwaliteit van de geteste combinaties van gehydrolyseerde tarwe-eiwiten en melkeiwitten

Om tot een conclusie te komen wat betreft de algemene kwaliteit van elk getest recept, werd tot slot de organoleptische kwaliteit van de verschillende combinaties beoordeeld zoals beschreven in voorbeeld 1. De verschillende recepten werden getest in een dosering van 15 g poeder gemengd met 100 ml water maar zonder toevoeging van een aroma om ze zo goed mogelijk te kunnen onderscheiden.

Tabel 8: organoleptische kwaliteit van de verschillende geteste combinaties

We merken op dat de organoleptische eigenschappen van de mengsels A en D een consumptie mogelijk maken zoals ze zijn, dat wil zeggen zonder toevoeging van aroma, terwijl de mengsels B en C een voldoende neutrale smaak hebben die een gebruik mogelijk maken met een grote groep aroma’s zoals fruitige aroma’s.

Rekening houdend met verschillende criteria die werden beoordeeld voor de verschillende combinaties, werd vastgesteld dat een beter compromis tussen eigenschappen op het vlak van schuimvorming/dispergeerbaarheid, stabiliteit van de eiwitrijke drank, score van de kwaliteit van het eiwitmengsel en smaak het mengsel lijkt te zijn dat wordt gevormd door 40% gehydrolyseerde tarwe-eiwitten / 30% caseïne / 30% wei-eiwitten.