NL1030118C2 - Eiwitrijke voedingsvezels en een werkwijze voor de bereiding hiervan. - Google Patents

Description

Eiwitrijke voedingsvezels en een werkwijze voor de bereiding hiervan

Technisch gebied van de uitvinding 5

De uitvinding heeft in de eerste plaats betrekking op eiwitrijke voedingsvezels die bijvoorbeeld geschikt zijn voor toepassing in een vleesvervangingsproduct, en die zijn opgebouwd uit ten minste een eiwitmateriaal, een met metaalkationen precipiterend hydrocolloïd en water. De uitvinding heeft voorts betrekking op een 10 werkwij ze voor de bereiding van dergelijke voedingsvezels.

Stand der techniek

15 Eiwitrijke voedingsvezels zoals hiervoor beschreven zijn bekend uit WO

03/061400. Deze internationale octrooiaanvrage beschrijft vleesvervangings-producten op basis van eiwitrijke voedingsvezels op basis van melkeiwit. Wrongel, kaas, wei-eiwit, poedermelk en caseïnaat worden met name genoemd. Bij het bereiden van een vleesvervangingsproduct volgens WO 03/061400 treden, in 20 vergelijking met kaaswrongel, met name bij het gebruik van caseïnaten en wei-eiwitten, aanzienlijke eiwitverliezen op in het proceswater en in het waswater. Een en ander resulteert in een verlaging van de productopbrengst.

Dergelijke verliezen zijn economisch en ook ecologisch ongewenst. Daarom heeft aanvraagster onderzoek uitgevoerd met het oogmerk om een efficiëntere 25 werkwijze te vinden voor het bereiden van eiwitrijke voedingsvezels die wateroplosbare niet-globulaire eiwitten bevatten.

Samenvatting van de uitvinding 30

Aanvraagster heeft gevonden dat deze doelstelling, alsmede additionele voordelen welke uit beschrijving zullen blijken, gerealiseerd kunnen worden door bij de bereiding van de eiwitrijke voedingsvezels gebruik te maken van een 1 0301 18 i 2 eiwitmengsel waarin naast een wateroplosbare niet-globulaire eiwit een natief, d.w.z. niet gedenatureerd, globulair eiwit aanwezig en door het natief globulair eiwit te denatureren alvorens de gevormde vezels af te scheiden van het proceswater.

Meer in het bijzonder heeft aanvraagster vastgesteld dat voedingsvezels op 5 basis van een mengsel van niet-globulaire wateroplosbare eiwitten en globulair eiwitten in hoge opbrengst met geringe eiwitverliezen geproduceerd kunnen worden door: • een homogeen waterig mengsel te vormen van natief globulair eiwit, wateroplosbaar, niet-globulair eiwit, een hydrocolloïd dat precipiteert met 10 metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee en water; • het aldus verkregen mengsel te combineren met een waterige oplossing van een metaalkation met een waardigheid van tenminste twee toe te voegen, waarbij het precipiterende materiaal mechanisch bewerkt wordt ter verkrijging van vezelachtige structuren; 15 · de aldus verkregen vezels af te scheiden; waarbij voorafgaand aan het combineren van het mengsel met de waterige oplossing van een metaalkation, het natief globulair eiwit gedenatureerd wordt.

Door een natief globulair eiwit op te nemen in het homogene waterige mengsel samen met het niet-globulaire wateroplosbaar eiwit, en het natief globulair 20 eiwit te denatureren wordt bewerkstelligd dat zowel het globulair eiwit als het niet-globulair wateroplosbaar eiwit beter wordt opgenomen in de gevormde vezels.

Aldus wordt de productopbrengst verhoogd, worden de eiwitverliezen in de afvalstroom verminderd, terwijl tegelijkertijd kwalitatief hoogstaande producten i verkregen worden.

25

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

Derhalve heeft één aspect van de onderhavige uitvinding betrekking op een 30 werkwijze voor de bereiding van een eiwitrijke voedingsvezels waarin de volgende processtappen worden doorlopen: 1 030Π8 3 a. bereiden van een homogeen waterig mengsel door de volgende ingrediënten in de aangegeven hoeveelheden te mengen: • 1-10 gew.% natief globulair eiwit behorend tot de groep bestaande uit weieiwitten, ei-eiwitten, soja eiwitten en combinaties daarvan; 5 · 1-12 gew.% wateroplosbaar, niet-globulair eiwit; • 0.5-10 gew.% van een hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee; en • tenminste 60 gew.% water; b. combineren van het mengsel met een waterige oplossing welke 0.1-5 gew.% 10 metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee bevat, waarbij het precipiterende materiaal mechanisch bewerkt wordt ter verkrijging van vezelachtige structuren; c. afscheiden van de aldus verkregen vezels; waarbij voorafgaand aan het combineren van het mengsel met de waterige 15 oplossing van een metaalkation, het natief globulair eiwit gedenatureerd wordt.

De term “globulair eiwit” zoals deze in de onderhavige aanvrage gebezigd wordt betreft eiwitten die, zoals de naam al aangeeft, een globulaire d.w.z. ronde vorm bezitten en die in meer of mindere mate oplosbaar zijn in water, waarin ze colloïdale oplossingen vormen. Door deze eigenschap onderscheiden globulaire 20 eiwitten zich van de niet-globulaire eiwitten, die in het algemeen slecht oplosbaar zijn. De globulaire structuur van globulaire eiwitten wordt veroorzaakt door de primaire structuur van het eiwit: de apolaire groepen van het eiwitmolecuul bevinden zich in het binnenste van het molecuul, terwijl de polaire groepen zich aan de buitenkant van het molecuul bevinden. Hierdoor kan het eiwitmolecuul dipool-25 dipool interacties aangaan met water, hetgeen de wateroplosbaarheid van deze eiwitten verklaart. De term “globulair eiwit” wordt al sinds lange tijd gebruikt en er bestaan diverse technieken voor het vaststellen of een eiwit al dan niet globulair is.

Onder wateroplosbare niet-globulaire eiwitten worden eiwitten verstaan die niet voldoen aan de hierboven weergegeven definitie van globulaire eiwit en die, na 30 dispergeren bij 70 °C in een 0.1M NaCl oplossing met een pH van 7.5, bij een temperatuur van 20 °C een oplosbaarheid van tenminste 10 g/1 bezitten. Deze oplosbaarheid wordt vastgesteld door het eiwitgehalte te bepalen in het supernatant _1030118 4 dat verkregen wordt na centrifugeren van de eiwitdispersie bij 2000G gedurende 30 minuten. Het eiwitgehalte wordt bepaald met de Kjeldahl methode, of een equivalent hiervan, gebruik makend van de juiste stikstofconversiefactor. De voordelen van de onderhavige werkwijze kunnen gerealiseerd worden met 5 uiteenlopende water oplosbare, niet-globulaire eiwitten. Bij voorkeur wordt als wateroplosbaar niet-globulair eiwit een plantaardig eiwit en/of melkeiwit ingezet. Bijzondere voorkeur genieten de volgende wateroplosbare niet-globulaire eiwitten: caseïnaat, erwten eiwit, lupine eiwit, tarwe eiwit en aardappel eiwit. Gevonden werd dat door toepassing van één of meer van deze eiwitten voedingsvezels met een 10 uitstekende voedingswaarde en met zeer goede organoleptische eigenschappen kunnen worden verkregen.

Het wateroplosbaar niet-globulair eiwit dat wordt toegepast in de onderhavige werkwijze is met bijzondere voorkeur een caseïnaat, met name een zeer goed water oplosbaar caseïnaat, aangezien de voordelen van de uitvinding voor dergelijke 15 caseïnaten het hoogst zijn. Het caseïnaat zoals dat in de onderhavige vinding wordt toegepast wordt bij voorkeur gekozen uit een of meer caseïnaten uit de groep bestaande uit alkalimetaalcaseïnaten, zoals natriumcaseïnaat en kaliumcasemaat, ammoniumcaseïnaten, De hoogste voorkeur gaat uit naar natriumcaseïnaat.

Het natief globulair eiwit dat wordt ingezet bij de onderhavige werkwijze is bij 20 voorkeur wei-eiwit, ei-eiwit (met name kippenei-eiwit) of soja eiwit, in het bijzonder wei-eiwit. Een bekend weiproduct dat geschikt is voor toepassing in de onderhavige vinding is WPC80, een product dat verkregen wordt door ultrafiltratie van wei.

Als wei-eiwit kan zowel wei-eiwit afkomstig van zure wei (b.v. WPC80zuur) 25 als wei-eiwit afkomstig van zoete wei (b.v. WPC80zoet) worden toegepast. In een uitvoeringsvorm van de vinding die bijzondere voorkeur geniet wordt gebruik gemaakt van wei-eiwitten die afkomstig zijn van zure wei. Wanneer zure wei als wei-eiwitbron wordt toegepast, met name in combinatie met caseïnaat, ontstaat naast een hogere productopbrengst, een gunstig eiwitrendement en een goede kwaliteit 30 vezel, een eiwitsamenstelling in het product die de natuurlijke melksamenstelling dichter benaderd dan wanneer een niet-zure wei als wei-eiwitbron wordt toegepast. Zonder zich hier toe te willen beperken, is aanvraagster van mening dat dit toe te schrijven kan zijn aan de afwezigheid van bepaalde eiwitfracties. Zure wei wordt op 1030118 5 een andere wijze verkregen dan zoete wei. Hierdoor bevat zoete wei een eiwitfractie die in het algemeen aangeduid wordt als Glyco Macro Peptide (GMP). Zure wei, die bij de winning van caseïne wordt verkregen, bevat deze GMP fractie niet. Zure wei heeft dus een andere aminozuur samenstelling dan zoete wei. De consequentie is dat 5 het gebruik van zure wei dus leidt tot een product dat een andere samenstelling heeft.

Bij het gebruik van wei-eiwitten afkomstig van zure wei wordt een product verkregen dat een aminozuursamenstelling heeft met een verhoogd gehalte aan essentiële aminozuren zoals tryptofaan, lysine, zwavel-houdende aminozuren zoals 10 cysteine en methionine. Aldus kunnen, met name indien gebruik wordt gemaakt van wei-eiwitten afkomstig van zure wei en caseïnaat, producten verkregen worden met een aminozuursamenstelling die gunstig afsteekt bij de aminozuursamenstelling van vlees zoals die wordt gehanteerd door onder andere de FAO (www.fao.org).

Aminozuur g/100g eiwit Caseïnaat ZuurWPC ZoetWPC Vlees Tryptofaan 1,4 2,6 2,2 1,2

Threonine 4,6 5,4 7,9 5,0

Isoleucine 5,8 6,0 7,2 4,9

Leucine 10,1 13,1 11,4 7,8

Lysine 8,3 11,1 9,8 7,9

Methionine 3,0 2,4 2,3 2,4

Cysteine 0,4 3,3 2,5 1,3

Fenylalanine 5,4 4,0 3,8 4,0

Tyrosine 5,8 3,8 3,2 3,1

Valine 7,4 5,6 6,9 5,2 15

Het in stap a. van de onderhavige werkwijze bereide homogeen waterige mengsel bevat het natief globulair eiwit en het wateroplosbaar, niet-globulair eiwit bij voorkeur in een gewichtverhouding die gelegen is tussen 1:10 tot 6:1, meer in het bijzonder tussen 1:6 tot 3:1. Ditzelfde waterige mengsel bevat het hydrocolloïd dat 20 precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee en de combinatie van natief globulair eiwit en wateroplosbaar, niet-globulair eiwit bij _1 030 1 1 8_ 6 voorkeur in een gewichtsverhouding die gelegen is tussen 1:6 en 1:1, meer in het bijzonder tussen 1:5 en 1:2.

Het combineren van het eiwit/hydrocolloïd mengsel met de waterige oplossing van metaalkationen in de onderhavige werkwijze doet het hydrocolloïd precipiteren.

5 Tijdens deze precipitatie vormt het hydrocolloïd een driedimensionaal netwerk waarin eiwit en andere componenten worden ingesloten. Waargenomen is dat deze precipitatie gepaard gaat met de vorming van een vel daar waar de oplossing van het hydrocolloïd in aanraking komt met de oplossing van metaalkationen. Het gevormde vel heeft veelal de neiging om zich op te rollen en op deze wijze vezels te vormen.

10 In de huidige werkwijze kan de waterige oplossing toegevoegd worden aan het homogeen waterig mengsel. Echter het is ook mogelijk om het homogeen waterig mengsel toe te voegen aan de metaalkation oplossing. Voor de vorming van de vezels is het belangrijk dat er gedurende een zekere periode een aanzienlijk contactoppervlak tussen enerzijds het mengsel en anderzijds de 15 metaalkationoplossing wordt gecreëerd. Alhoewel het van belang is om tijdens het combineren de gevormde vellen mechanisch te bewerken teneinde hieruit vezels te vormen, is het belangrijk om de intensiteit van deze bewerking niet zo hoog in te stellen dat er alleen kleine deeltjes in plaats van vezels worden gevormd.

Het hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van 20 tenminste twee wordt bij voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit alginaten, pectines en mengsels hiervan. Met name alginaten en pectines met een laag methoxygehalte zijn bijzonder geschikt. Er zijn vele alginaten op de markt beschikbaar; in het kader van de vinding wordt gebruik gemaakt van, bij voorbeeld,

Ca-reactieve alginaten zoals van het type dat wordt gewonnen uit "Brown algae".

25 Bijzondere voorkeur gaat uit naar alkalimetaalalginaten, zoals natium- en kalium-alginaat, in het bijzonder DMB-natriumalginaat (Manugel) van Kelco en het product FD125 van Danisco Cultor.

Het denatureren van het natief globulair eiwit in de onderhavige werkwijze kan plaatsvinden middels fysisch en/of chemisch behandelen van het natief eiwit op 30 zodanige wijze dat een wijziging van de structuur van het eiwit optreedt. Bij voorkeur gaat denaturatie gepaard met een vergroting van de deeltjesgrootte van het globulair eiwit. Een gevolg van het denatureren van het natief globulair eiwit is dat de deeltjesgrootte van het globulair eiwit toeneemt ten opzichte van het natief eiwit.

1030118 7

Dit gebeurt veelal door aggregatie van de eiwitdeeltjes. Bij voorkeur omvat het denatureren niet het enzymatisch modificeren van natief eiwit, bijvoorbeeld met transglutaminase en vergelijkbare enzymen.

In het algemeen hebben natieve wei-eiwitten een gemiddelde deeltjesgrootte in 5 de orde van 3 tot 6 nanometer terwijl b.v. caseïne micellen in het algemeen een gemiddelde deeltjesgrootte van ongeveer 20 tot 300 nm hebben. De hier bedoelde toename van de deeltjesgrootte van het globulair eiwit t.o.v. het natief eiwit bedraagt bij voorkeur een factor groter of gelijk aan 2, bij hogere voorkeur een factor groter of gelijk aan 3, bij hoogste voorkeur een factor van meer dan 4. Dit betekent voor 10 genoemde wei-eiwitten dat een vergrovingsfactor van 3 veroorzaakt door denaturatie betekent dat de gemiddelde deeltjesgrootte van het gemodificeerd wei-eiwit ongeveer 9-18 nm bedraagt. Voor andere globulaire eiwitten kunnen vergelijkbare vergrovingen gerealiseerd worden. Deeltjesgroottes als hierin omschreven laten zich op bekende wijze door middel van dynamische 15 lichtverstrooiing en/of transmissie electronenmicroscopie bepalen.

In het geval het natief globulair eiwit wei eiwit bevat, worden als gevolg van het denatureren bij voorkeur eiwitaggregaten gevormd met een volume gewogen gemiddelde deeltjesgrootte van minimaal 8 nm, bij voorkeur van minimaal 10 nm, meer in het bijzonder van minimaal 12 nm.

20 In een voorkeursuitvoering van de onderhavige werkwijze vindt het denatureren plaats voordat de waterige oplossing van metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee wordt toegevoegd. Meer in het bijzonder, wordt allereerst een mengsel gemaakt van het natief globulair eiwit, het wateroplosbaar, niet-globulair eiwit en water, vervolgens wordt het natief globulair eiwit 25 gedenatureerd en daarna wordt het hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee toegevoegd.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is gericht op het vormen van vezels met een sterk verdicht hydrocolloïd netwerk. Door het verhogen van de dichtheid van het hydrocolloïd netwerk worden overige componenten zoals 30 eiwitmateriaal en dergelijke beter ingevangen en vastgehouden. Dit kan doelmatig worden bereikt door gebruik te maken van een geconcentreerde oplossing van metaalkationen, bijvoorbeeld met een concentratie van tenminste 1 gew.%, meer in het bijzonder van tenminste 1.2 en met meeste voorkeur van tenminste 1.5 gew.%.

_1 Π301 18_ 8

Voorbeelden van geschikte metaalkationen zijn tweewaardige calcium en magnesium kationen. Met meeste voorkeur wordt als metaalkation Ca2+ ingezet.

Bij voorkeur is de metaalkationen oplossing een oplossing van calciumchloride, hoewel andere, bij voorkeur oplosbare, calcium zouten eveneens 5 geschikt zijn, zoals calciumacetaat, calciumnitraat en calciumgluconaat en mengsels daarvan.

De enigszins bittere smaak die kan ontstaan in de voedingsvezels bij het gebruik van hoge metaalkationconcentraties kan verwijderd worden door het toepassen van een of meerdere wasstappen. In een voorkeursuitvoering omvat de 10 onderhavige werkwijze tenminste één wasstap. Bij deze wasstappen wordt bij voorkeur tenminste 0.5 kg water ingezet per kg vezelmateriaal. Het denatureren van het natief globulair eiwit kan, in principe, op diverse manieren worden uitgevoerd.

Een van de meest voor de hand liggende manieren is het denatureren middels verwarmen. Een alternatieve methode om globulaire eiwitten te denatureren is het 15 toepassen van extreem hoge druk. Denaturatie van eiwitten kan worden gerealiseerd door het toepassen van drukken van meer dan 100 Mpa, bij voorkeur van meer dan 200 Mpa en meer in het bijzonder van meer dan 300 Mpa.

Bij de keuze van de denaturatie-omstandigheden speelt het type natief globulair eiwit een belangrijke rol. Zo geven Spiegel en Huss (Int. J. of Fd. Sci. and 20 Techn. 2202, 36, p. 559-568) aan dat het belangrijkste wei-eiwit, te weten jS-

lactoglobuline, voor 90% gedenatureerd wordt als een 10% eiwitoplossing met een pH van 6.7 en een calciumionen concentratie van 0.05 gew.% gedurende 9 minuten bij een temperatuur van 80 °C verhit wordt. Een ander wei eiwit, te weten a-lactalbumine, denatureert volgens Mierzejewska, Panasiuk en Jedrychowski 25 (Milchwissenschaft 57(1) 2002, p. 9-13) voor 99% bij verhitten tot 100 °C

gedurende 30 minuten; bij dit onderzoek waren de omstandigheden zoals die in wei j (0.6 gew.% eiwit, ph 6.7) gebruikelijk zijn. Ovalbumine is het belangrijkste eiwit in kippenei-eiwit. Weijers, van Bameveld, Cohen, Stuart en Visschers (Protein Science 2003,12, p. 2693-2703) toonden aan dat dit eiwit relatief gevoelig is voor 30 denaturatie. Een 2.7 gew.% eiwitoplossing met pH 7.0 denatureert voor 100% gedurende 15 minuten verhitten tot 80 °C. in vergelijking met bijvoorbeeld β-lactoglobuline en ovalbumine denatureert soja eiwit weer wat minder gemakkelijk.

Volgens Sorgentini, Wagner en Anón (J. Agric. Food Chem, 1995,43, p. 2471- _1 n 3 0 1 1 8_ 9 2479) denatureert een 5 gew.% sojaisolaat dispersie (pH 7.0) voor 74% gedurende 30 minuten verhitten tot 80 °C.

Bijzonder goede resultaten worden verkregen indien tenminste 60 gew.%, bij voorkeur tenminste 80 gew.% van het aanwezige natief globulair eiwit 5 gedenatureerd wordt voorafgaand aan de toevoeging van de metaalkation bevattende oplossing. De mate van denaturatie kan bepaald worden middels technieken die bekend zijn uit de stand der techniek, zoals bijvoorbeeld de hierboven beschreven wetenschappelijke publicaties.

Bij voorkeur wordt het natief globulair eiwit gedenatureerd door middel van 10 een warmtebehandeling. Het is mogelijk om te denatureren door een waterig mengsel dat het natief globulair eiwit bevat gedurende kortere tijd, bijvoorbeeld enkele minuten, te verhitten op een relatief hoge temperatuur van bijvoorbeeld 90 °C of meer. Ook is het mogelijk om gedurende een langere tijd bij een lagere temperatuur te verwarmen, bijvoorbeeld gedurende 15 minuten bij 80 °C 15 Bij de onderhavige werkwijze wordt de pH van het homogeen waterige mengsel bij voorkeur ingesteld op een waarde in het gebied van 4 tot 7. De exacte pH-waarde wordt met name bepaald door de gewenste structuur van de voedingsvezel.

Zo zal de pH worden ingesteld op een waarde tussen 5,0 en 7,0 als een 20 structuur die overeenkomt met de structuur van rund-, varkens- of kippenvlees wordt nagestreefd. Deze structuur heeft betrekkelijk lange vezels.

Indien een structuur wordt gewenst die meer op vis gelijkt, wordt de pH ingesteld op een waarde tussen 4,5 en 6,0. Deze structuur heeft betrekkelijk korte i vezels als kenmerkende eigenschap.

25 Indien de huidige werkwijze gebruik maakt van eiwitten met een substantieel gehalte aan meerwaardige metaalkationen, zoals Ca2+ en/of Mg2+, verdient het voorkeur om dergelijke eiwitten eerst te mengen met een component die degelijke metaalkationen kan complexeren (b.v. fosfaat), alvorens hieraan het met meerwaardige metaalkationen precipiterend hydrocolloïd aan toe te voegen.

30 Voorbeelden van eiwitten met een hoog calciumgehalte zijn calciumcaseüiaat, lebcaseïne en sommige wei-eiwitconcentraten, bijvoorbeeld die afkomstig van zoete wei met een hoger calciumgehalte. Het gebruik van geschikte complexvormende 1 030 1 1 8 10 verbindingen en de geschikte hoeveelheden zijn beschreven in WO 03/061 400 waarnaar expliciet verwezen wordt.

In een bijzonder geprefereerde uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van de combinatie natief wei-eiwit en wateroplosbaar caseïnaat. Bij voorkeur worden natief 5 wei-eiwit en caseïnaat toegepast in een gewichtsverhouding die gelegen is in het gebied van 1:10 tot 5:1 gekozen, meer in het bijzonder van 1:6 tot 3:1, met bijzondere voorkeur van 1:5 tot 1:1.

Bij de denaturatie van het natief globulair eiwit, bij voorkeur wei-eiwit, in aanwezigheid van caseïnaat wordt verondersteld, zonder daartoe beperkt te willen 10 worden, dat het globulair eiwit denatureert op het caseïnaat en zo het caseïnaat inkapselt en de oplosbaarheid van het caseïnaat vermindert alsmede de deeltjesgrootte verhoogt. Het caseïnaat en het natief wei-eiwit kunnen voorafgaand aan het denatureren met elkaar worden vermengd als oplossing of ze kunnen eerst in droge vorm met elkaar worden vermengd, waarna vervolgens het water wordt 15 toegevoegd.

In een voorkeursuitvoering van de uitvinding wordt het aanwezige eiwit omhuld of ingekapseld door het in contact te brengen, bij voorkeur vermengd, met geladen en/of ongeladen polysacchariden, bij voorkeur carrageen, guargum en/of zetmeel. De verhoudingen van de componenten zijn hierbij zo gekozen dat de 20 productopbrengsten hoog zijn, de eiwitverliezen minimaal en de kwaliteit van de vezels gunstig. Bij voorkeur wordt het samenstel van eiwit en polysaccharide verwarmd voorafgaand aan de vermenging met het hydrocolloid. Hierbij kan de polysaccharideconcentratie variëren van 0.5 tot 10% en de melkeiwitconcentratie van 2 tot 15 %, betrokken op het totaal.

25 De geladen polysacchariden zijn bij voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit guargom en/of carrageen, bij voorkeur carrageen. Bij voorkeur zijn de geladen polysacchariden aanwezig in een hoeveelheid van 0,1 tot 5 delen geladen polysacchariden op 1 deel eiwit, bij voorkeur 0.2 tot 2 delen.

De ongeladen polysacchariden zijn bij voorkeur gekozen uit de groep 30 bestaande uit gemodificeerde en ongemodificeerde zetmelen bij voorkeur aardappelzetmeel of maïszetmeel. Bij voorkeur zijn de ongeladen polysacchariden aanwezig in een hoeveelheid van 0.1 tot 5 delen zetmeel op 1 deel eiwit, bij 10301 1 8 11 voorkeur 0.2 tot 2 delen. Uiteraard kunnen ook mengsels van geladen en ongeladen polysacchariden worden toegepast, bij voorkeur in genoemde verhoudingen.

Door het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding wordt een verhoogd economisch rendement bereikt. In het algemeen wordt een eiwitrendement 5 van tenminste 75%, bij voorkeur van tenminste 80% gerealiseerd, en met bijzondere voorkeur van tenminste 85% gerealiseerd. Met eiwitrendement wordt hierbij bedoeld de in de afgescheiden vezels aanwezige hoeveelheid eiwit, uitgedrukt als percentrage van de totale hoeveelheid eiwit die was opgenomen in het homogeen j waterig mengsel.

10 Naast een verhoging in de productopbrengst en een goede kwaliteit van de vezel wordt in de onderhavige werkwijze het eiwitgehalte in de stroom afvalwater aanmerkelijk verlaagd ten opzichte van het eiwitgehalte dat hierin wordt gevonden indien alleen gebruik wordt gemaakt van wateroplosbaar niet-globulair eiwit (uitgaande van dezelfde eiwitconcentratie in het homogeen waterig mengsel). In het 15 algemeen wordt het eiwitverlies in de huidige werkwijze met tenminste 10%, bij voorkeur met tenminste 20% and meer in het bijzonder met tenminste 30% verlaagd door toepassing van het natief globulair eiwit. Ook indien de hoeveelheid eiwit in het afvalwater van de onderhavige werkwijze wordt vergeleken met die in afvalwater verkregen uit eenzelfde werkwijze waarbij gedenatureerd in plaats van 20 natief globulair eiwit wordt toegepast, wordt een significante verlaging vastgesteld. In het algemeen bedraagt deze verlaging tenminste 10%, bij voorkeur tenminste 20%, meer in het bijzonder tenminste 25%.

In de onderhavige werkwijze kunnen nog afwerkingsmaterialen worden toegevoegd; bij voorkeur gebeurt dat aan het homogene mengsel van eiwit, met 25 metaalkationen precipiterend hydrocolloïd en water dat bij verhoogde temperatuur is gevormd. Het afwerkingsmateriaal kan zijn gekozen uit een smaakstof, een kleurstof, plantaardig of dierlijk vet, plantaardige of dierlijke eiwitten, groente en/of fruitdelen dan wel mengsels van twee of meer van dergelijke materialen. Uiteraard kunnen afwerkingsmaterialen ook worden toegevoegd en ingemengd na de vorming, 30 door precipitatie, van het vezelachtig product of na afscheiden van de vezels.

Een ander aspect van de onderhavige uitvinding betreft een voedingsmiddel dat tenminste 40 gew.%, bij voorkeur tenminste 70 gew.% vezels bevat met de volgende samenstelling: _tf!3Q ί 1 8_ 12 a. 1-10 gew.% globulair eiwit behorend tot de groep eiwitten bestaande uit wei eiwit, ei-eiwit, soja eiwit en combinaties daarvan; b. 1-12 gew.% niet-globulair eiwit behorend tot de groep eiwitten bestaande uit caseïnaat, erwten eiwit, lupine eiwit, tarwe eiwit, aardappel eiwit en 5 combinaties daarvan; c. 0.5-10 gew.% hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee; en d. 40-90 gew.% water; waarbij het totale eiwitgehalte van de vezels gelegen is in het bereik van 4-20 10 gew.% en welke vezels gekarakteriseerd zijn door het feit dat zij bestaan uit opgerolde vliesjes.

De gewichtsverhouding globulair eiwit tot niet-globulair eiwit in de vezels van het voedingsmiddel ligt bij voorkeur in het gebied van 1:100 tot 5:1, meer in het bijzonder van 1:10 tot 3:1, met bijzondere voorkeur van 1:5 tot 1:1.

15 In een uitvoeringsvorm die bijzondere voorkeur geniet is het globulair eiwit wei-eiwit, met name wei-eiwit afkomstig van zure wei (b.v. WPC80zuur). Als niet-globulair eiwit bevat het voedingsmiddel bij voorkeur caseïnaat. Zoals hierin al beschreven, heeft het gebruik van zure wei als voordeel dat een samenstelling verkregen kan worden die verrijkt is aan enkele essentiële aminozuren waardoor een 20 aminozuursamenstelling van het product wordt verkregen die aantrekkelijker is dan die van vlees, hetgeen een aanzienlijke kwaliteitsverbetering inhoudt. Bij voorkeur voldoet de aminozuursamenstelling van de combinatie van in de vezels aanwezige eiwitten aan het volgende profiel:

Tryptofaan 1.6-2.8 gew.%, bij voorkeur 1.8-2.5 gew.% 25 Lysine 8.5-12.0 gew.%, bij voorkeur 9.0-11.0 gew.%

Cysteine 1.0-3.5 gew.%, bij voorkeur 1.5-3.0 gew.%

Methionine 2.0-3.5 gew.%, bij voorkeur 2.4-3.2 gew.%

Bij voorkeur bevatten de vezels in het voedingsmiddel volgens de onder onderhavige uitvinding 1-20 gew.% triglyceriden, bij voorkeur triglyceriden 30 afkomstig van een plantaardige olie. Bijzondere voorkeur gaat uit naar de toepassing van triglyceriden in de vorm van niet-gehydrogeneerde plantaardige olie.

1030118 13

Uit voedingsoverwegingen dient het lactose gehalte in de vezels bij voorkeur minder dan 2 gew.% te zijn. In dit verband dient ook te worden opgemerkt dat een verhoogd lactose gehalte aanleiding geeft tot additionele verliezen in het proceswater, hetgeen uit milieu overwegingen ongewenst is. De uitvinding zal nader 5 worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Voorbeelden 10 Standaardreceptuur

Voedingsvezels worden op laboratoriumschaal bereid middels de hieronder beschreven werkwijze, tenzij anders aangegeven:

Voor het bereiden van de vezels wordt een oplossing gemaakt met een eiwitgehalte van 12%, deze wordt op een temperatuur van 70°C gebracht. De 15 oplossing wordt gemengd met een 4%-ige natriumalginaat oplossing met een temperatuur van 60°C. Per 500 g eiwitoplossing - aangeduid als smelt - wordt 256 g alginaatoplossing gebruikt.

Nadat deze oplossingen door elkaar zijn gemengd, wordt aan het mengsel 221 g van een 4%-ige CaCh- oplossing langzaam onder voortdurend roeren toegevoegd. 20 Er wordt net zolang gekneed tot de vezels zijn ontstaan. Daarna wordt het vrijgekomen proceswater gedraineerd.

Vervolgens wordt onder roeren water toegevoegd; tijdens het wassen wordt het overmatige CaCl2 verwijderd en de verdere vezelvorming stopgezet. Hierna wordt wederom gedraineerd en gekoeld. De opbrengst aan vezels wordt bepaald en 25 er vindt bemonstering plaats. Ook het opgevangen proceswater en waswater wordt bemonsterd.

De gekoelde vezels worden eventueel gemengd met een bindmiddel te weten 1% methylcellulose (Dow Chemical) en 2% kippenei-eiwit, daarnaast wordt 3% aroma toegevoegd. Wanneer dit gemengd is, kunnen burgers worden gevormd van 30 de vezelmassa. Deze burgers worden gedurende enkele minuten gepasteuriseerd (kem van het product 85-90°C) of gefrituurd bij ca. 170°C of een combinatie van beide. Het ontstane product is analoog aan een vlees- of visvervanger.

1 030 1 1 8 14

Voorbeeld 1 -Vergelijking verschillende zuivel grondstoffen

Op labschaal zijn verschillende grondstoffen gebruikt voor de vezelbereiding.

Deze grondstoffen waren wrongel (Campina Holland Cheese), lebcaseïne (Havero-Hoogwegt), natriumcaseïnaat (DMV International), wei-eiwitconcentraat afkomstig 5 van kaaswei (WPC 80 - Aria Foods) en mager melkpoeder (Campina GmbH). Op basis van het eiwitgehalte is de receptuur vastgesteld. De hoeveelheden van ieder ingrediënt op 500 g smelt zijn in de onderstaande tabel weergegeven:

Tabel 1

Wrongel 500 g met een eiwitgehalte van 12%

Lebcaseïne 66,7 g oplossen in water tot 500 g

Natriumcaseïnaat 66,7 g oplossen in water tot 500 g WPC 80 zoet 75 g oplossen in water tot 500 g WPC 80 zuur 75 g oplossen in water tot 500 g

Mager melkpoeder 200 g oplossen in water tot 500g 10

Voor de smeltbereiding is de aangegeven hoeveelheid ingrediënt aangevuld met water tot 500 g. Dit is, al dan niet met behulp van een Moulinex mixer, gemengd met het water. In navolging van WO 03/061400 is polyfosfaat gebruikt voor wrongel, lebcaseïne en mager melkpoeder. Er is 7 g fosfaat aan 500 g smelt 15 toegevoegd en de temperatuur is gebracht op ongeveer 75 °C, De pH voor de vezelbereiding is niet ingesteld. In geval van natriumcaseinaat, WPC zoet en WPC zuur is geen fosfaat toegepast.

Voor de vezelbereiding is de standaardreceptuur toegepast. De resultaten zijn in de onderstaande tabel 2 vermeld: 1 20

Tabel 2 j q Proceswater Vezels w ^ o <3 1 0301 1 8 15

^ ^ ^ Γη ! I I I

p oq W B W «· < <-· o <T £

2. s. w 5. O

" !♦ <ï S- <5 oq oq (jq (ra * p % sg Ü \p vO vO vP \p

On On eN

Wrongel 5Ö5 ÖÖ9 Ö3 ÏS ÏÜ 19^9 95 +++

Lebcaseïne 479 ÖJÖ ÖJ8 0^36 Ϋϊβ ISA ÏÖÖ +++

Na-caseïnaat 460 -- 0.7 — 12.2 16.3 85 ++ gomachtig WPC 80 zoet 346 - 42 ~ X9 13Λ 46 + griezig WPC 80 zuur 468 - 3.2 - 7.6 12.1 60 + iets griezig

Melkpoeder 525 0,13 0,60 8,66 10,0 22,3 87 ++iets gomachtig

Eiwitrendement = (gram eiwit in vezels) / (gram eiwit in smelt) x 100%

De gevonden eiwitrendementen variëren sterk. Vooral de WPC’s en in het 5 bijzonder WPC 80 zoet laat een laag rendement zien en wrongel/lebcaseïne een hoog rendement. Melkpoeder neemt qua rendement een tussenpositie in: het verkregen proceswater vertoont echter een erg hoog gehalte aan lactose. Deze grondstof heeft om deze reden minder de voorkeur. Toepassing van Milk Protein Concentrate (MPC 80), waarin de lactose grotendeels via ultrafiltratie is verwijderd, 10 geeft door het zeer lage lactosegehalte een veel lager lactosegehalte in het proceswater.

Niet alleen de eiwitrendementen variëren sterk maar ook de opbrengst aan vezels. Met name WPC 80 zoet geeft een minder goed resultaat.

De kwaliteit van de vezels, met name de zogeheten beet, is beoordeeld door 15 een panel. Hierbij is de volgende schaal gehanteerd: —= zeer slecht - = slecht + = matig ++ =goed 20 +++ = zeer goed

Naast deze beoordelingsscore is de kwaliteit van de vezels kwalitatief omschreven middels aanduidingen zoals griezing, gomachtig, pappig etc.

_10301 1 8 16

De kwaliteit van de vezels afkomstig van de grondstoffen mager melkpoeder en WPC 80 zoet geven een matig resultaat met als opmerking “griezig”. Wrongel en lebcaseïne scoren hoog, terwijl WPC 80 zuur en natriumcaseïnaat een tussenpositie innemen. De laatste twee worden als “gomachtig” beoordeeld.

5

Voorbeeld 2 - Natriumcaseinaat met wei-eiwit.

In dit voorbeeld wordt natriumcaseïnaat toegepast in verschillende concentraties in combinatie met WPC 80 zoet en WPC 80 zuur. Het WPC 80 zoet is afkomstig van kaaswei en het WPC 80 zuur van zure caseïne wei. In die gevallen 10 waar gemodificeerd (gedenatureerd) WPC 80 werd toegepast is de eiwithoudende oplossing onder roeren opgewarmd tot 80°C en gedurende 15 minuten op deze temperatuur gehouden onder voortdurend roeren, alvorens de alginaatoplossing werd toegevoegd. De vezels zijn gemaakt volgens de standaardreceptuur, waarbij het gebruik van fosfaat achterwege is gelaten.

15 De resultaten staan in onderstaande tabel 3 vermeld: i _1Π30118

Tabel 3 17 s* s h i of 3 s-· q 2.

Grondstoffen (» 'S <; w < o ' N CTQ vo 2-

W ς\ CO

WPC 80 zoet - gemodificeerd 434 67 + griezig WPC 80 zuur - gemodificeerd 507 75 ++

Na-caseïnaat + WPC80zoet(2:l) 408 75 ++zacht

Na-caseïnaat +WPC80zoet (2-3:1) gemodificeerd 429/452 75/85 ++zacht

Na-caseïnaat+ WPC80zuur (2:1) 408 78 ++

Na-caseïnaat+ WPC80zuur (2:1) gemodificeerd 496 90 ++

Uit de gegeven van tabel 3 blijkt dat hittebehandeling van de smelt, waarschijnlijk ten gevolge van vergroting van de deeltjes, leidt tot een gunstige 5 opbrengst en eiwitrendement. In het bijzonder de combinatie natriumcaseïnaat en WPC 80 zuur gemodificeerd scoort hoog, te weten een productopbrengst van 496 gram en een eiwitrendement van 90%. In kwalitatief opzicht scoren alle combinaties van natrium caseïnaat en WPC 80, zowel zoet als zuur, goed. Uitsluitend WPC 80 zoet- gemodificeerd blijft in dit opzicht achter vanwege zijn griezige structuur, 10 terwij 1 de combinatie met natrium caseïnaat een aangename zachte textuur heeft.

Voorbeeld 3 - mengsels van melkeiwitten en plantaardige eiwitten

In dit voorbeeld werden vezels bereid uit natriumcaseïnaat en sojaconcentraat (67 gew.% eiwit, 21 gew.% koolhydraat) enerzijds en uit erwtisolaat (86 gew.% 15 eiwit, 4 gew.% koolhydraat) en WPC 80 zoet anderzijds. In het geval van het mengsel natriumcaseïnaat en sojaconcentraat werden twee verschillende mengverhoudingen toegepast. Bij de bereiding werden de eerder beschreven standaardrecepturen gebruikt (zonder fosfaat toevoeging). De ewithoudende oplossing werd onder roeren opgewarmd tot 75 °C en gedurende 15 minuten op deze 20 temperatuur gehouden, voordat de alginaatoplossing werd toegevoegd. Na 1030118 18 toevoeging van een 4% CaCh oplossing werden de vezels gevormd, die daarna met de aangegeven bindmiddelen werden verwerkt tot burgers. In tabel 4 zijn de resultaten weergegeven, inclusief de uitkomst van een kwalitatieve evaluatie.

5 Tabel 4

Proceswater Vezels ö ü 5! 3 3|. £ § ES « M « §" I.

σ' 3 » a· ft B 5? 3 * 8, I- 8, 8* 2.

^ w cw cq 3 ar

1 ? 2 9 2 § I

Grondstof xo ^ ^ ^ ^ ^ W 0s 0s 0s 0s Ht

Na-caseïnaat+ 453 0.9 2.3 13.1 14,2 91 lichte smaakafwijking sojaconc. (2:1)________wat droog_

Na-caseïnaat + 526 1.0 2.5 9.9 13.3 90 wat droog sojaconc. (1:2)________lange vezel_

Erwtisolaat+ 479 1.1 3.1 11.5 -- 92 open structuur | WPC80zoet(2:l) | I 1 1 1 I 1_

Uit de gegevens van tabel 4 blijkt dat de geteste mengsels van melkeiwitten en plantaardige eiwitten een goede opbrengst en een goed eiwitrendement opleveren. Daarnaast werd de kwaliteit van de verkregen burgers door het panel als redelijk 10 beoordeeld.

1 0301 1 8

Claims (13)

1. Werkwijze voor de bereiding van eiwitrijke voedingsvezels waarin de volgende 5 processtappen worden doorlopen: a. bereiden van een homogeen waterig mengsel door de volgende ingrediënten in de aangegeven hoeveelheden te mengen: • 1-10 gew.% natief globulair eiwit behorend tot de groep bestaande uit wei-eiwitten, ei-eiwitten, soja eiwitten en combinaties daarvan; 10 · 1-12 gew.% wateroplosbaar, niet-globulair eiwit; • 0.5-10 gew.% van een hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee; en • tenminste 60 gew.% water; b. combineren van het mengsel met een waterige oplossing welke 0.1-5 15 gew.% metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee bevat, waarbij het precipiterende materiaal mechanisch bewerkt wordt ter verkrijging van vezelachtige structuren; c. afscheiden van de aldus verkregen vezels; waarbij voorafgaand aan het combineren van het mengsel met de waterige 20 oplossing van een metaalkation, het natief globulair eiwit gedenatureerd wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het wateroplosbaar, niet-globulair eiwit en plantaardig eiwit en/of melkeiwit is.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarin het wateroplosbaar, niet-globulair eiwit behoort tot de groep eiwitten bestaande uit: caseïnaat, erwten eiwit, lupine eiwit, tarwe eiwit, aardappel eiwit en combinaties daarvan.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarin het natief globulair eiwit wei-eiwit, 30 bij voorkeur zuur wei-eiwit is. 1030118

5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het waterige mengsel het natief globulair eiwit en het wateroplosbaar, niet-globulair eiwit in een gewichtverhouding bevat die gelegen is tussen 1:10 tot 5:1.

6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het waterige mengsel het hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee en de combinatie van natief globulair eiwit en wateroplosbaar, niet-globulair eiwit in een gewichtsverhouding bevat die gelegen is tussen 1:6 en 1:1, bij voorkeur tussen 1:5 en 1:2. 10

7. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee behoort tot de groep bestaande uit alginaten, pectines en mengsels hiervan.

8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het denatureren plaatsvindt voordat de waterige oplossing van metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee wordt toegevoegd.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarin allereerste een mengsel wordt gemaakt 20 van het natief globulair eiwit, het wateroplosbaar, niet-globulair eiwit en water, vervolgens het natief globulair eiwit gedenatureerd wordt en daarna het hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een waardigheid van tenminste twee wordt toegevoegd.

10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het natieve globulaire eiwit voor tenminste 60 gew.% gedenatureerd wordt.

11. Voedingsmiddel dat tenminste 40 gew.% vezels bevat met de volgende samenstelling: 30 a. 1-10 gew.% globulair eiwit behorend tot de groep eiwitten bestaande uit wei eiwit, ei eiwit, soja eiwit en combinaties daarvan; _1 0301 18_ b. 1-12 gew.% niet-globulair eiwit behorend tot de groep eiwitten bestaande uit caseïnaat, erwten eiwit, lupine eiwit, tarwe eiwit, aardappel eiwit en combinaties daarvan; c. 0.5-10 gew.% hydrocolloïd dat precipiteert met metaalkationen met een 5 waardigheid van tenminste twee; d. 40-90 gew.% water, waarbij het totale eiwitgehalte van de vezels gelegen is in het bereik van 4-20 gew.% en welke vezels gekarakteriseerd zijn door het feit dat zij bestaan uit opgerolde vliesjes. 10

12. Voedingsmiddel volgens conclusie 11, waarbij de gewichtsverhouding globulair eiwit tot niet-globulair eiwit in de vezels gelegen is in het gebied van 1:10 tot 5:1, bij voorkeur van 1:6 tot 2:1

13. Voedingsmiddel volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk dat de vezels 1-20 gew.% triglyceriden bevatten. 1030118_