Wijs met wei
Verslag: Willem van Middendorp
In een wegrestaurant in de buitenwijken van Hoogeveen troffen zo'n negentig deelnemers elkaar voor het voorjaarssymposium 2005. Dit alles om het te kunnen koppelen aan een excursie naar het Zuivelpark Hoogeveen. Dagvoorzitter Jacob Heida constateerde met vreugde een hele redelijke opkomst en bereidde zijn gehoor voor op interessante wetenswaardigheden over producten uit wei: waardevolle ingrediënten, prebiotische en functionele producten, maar vooral het benutten van het grootste bestanddeel van wei: water.
Gezondheidsbevorderende ingrediënten.
Inleider Jacques Bindels, onderzoeker bij Numico Research in Wageningen, meende het klappen van de zweep al te kennen. Het was al de derde keer, dat hij voor het Genootschap een inleiding verzorgde. Naar zijn zeggen was hij tien en twee jaar geleden ook al present. (Inderdaad hield hij in november 1990 een verhaal over koemelkeiwitallergieën en in mei 2001 sprak hij over pré- en probiotica in zuigelingenvoeding - WOvM). Het gaf hem blijkbaar de vrijheid om dit keer zijn presentatie niet tevoren bij de secretaris in te leveren.
Ditmaal was zijn onderwerp: 'Gezondheidsbevorderende ingrediënten uit wei'. Bindels meldde dat hij zich met name op de literatuur had georiënteerd en daar nog wat eigens en origineels aan had toegevoegd.
Wanneer je praat over gezondheidsbevorderende ingrediënten van wei, dan heb je het vooral over de eiwitten.
Het intypen van de woorden 'whey protein supplement health' leverden hem 577.000 sites via Google op.
De weieiwitten zijn interessant omdat ze vrij rijk zijn aan cysteïne en de caseines vanwege het aminozuur methionine. Biologische functionaliteiten zijn bijvoorbeeld te herkennen bij α-lactalbumine. Dit weieiwit heeft effect op stemming en gedrag.. Dat laatste wordt o.a. door serotonine in het brein gereguleerd. Serotonine wordt uit tryptofaan gemaakt en daar zijn de α-lactalbuminen nu net rijk aan. Een cross-over studie met achttien vrijwilligers, waarbij de interesse uitging naar de effecten op eetlust en stemming leverde geen effecten op wat betreft voedsel inname en eetlust. Er werd wel een significante correlatie voor effecten op stemming (angst, stress) gevonden.
Wei-eiwitten hebben effect op het glutathiongehalte. De biochemische werkzaamheid daarvan is aangetoond. Ter discussie staat nog in hoeverre nadrukkelijk natieve wei-eiwitten noodzakelijk zijn.
Immuunglobulines hebben effect op de infectiebescherming. Met moedermelk worden antilichamen uit het eigen verleden meegegeven: het zgn. 'homing-in'-mechanisme. Met hyper-immune eiwitten zijn er enige mogelijkheden om dit mechanisme te imiteren. Als voorbeeld geldt de passieve immunisatie tegen rotavirus. De basis hiervoor wordt gevonden in biestwei (colostrum). In Australië is dit reeds gereguleerd, zodat het kan worden gebruikt.
Het GMP (glycomacropeptide) zou perspectief bieden bij PKU-patiënten. PKU is een aangeboren stofwisselingsziekte waarbij het enzym phenylalanine-hydroxylase deficiënt is. GMP is dan interessant vanwege het zeer lage phenylalanine-gehalte en een zeer hoog threonine-gehalte.
Bindels ziet voor de toepassing van wei(eiwitten) in - met name - zuigelingenvoeding een gouden toekomst, die weliswaar al twintig jaar aan de gang is.
Wijs met lactoferrine!
Peter Tips van DMV International lichtte lactoferrine eruit en besprak de toepassingen. Hij begon met het vertonen van een foto van een lieflijk landschap om naar zijn zeggen aan te geven, dat lactoferrine een natuurlijke component is. Het zit ook in tranen en neusvocht. Het heeft een bacteriostatisch effect, d.w.z. dat de bacteriën niet worden gedood, maar geremd in de groei. Het geeft het lichaam de tijd om bacteriedodende stoffen aan te maken. Het natuurlijke lactoferrine heeft een open structuur in tegenstelling tot de commerciële variant. De wetenschap is er nu in geslaagd het lactoferrine te activeren (aLF), waardoor de open structuur is hersteld en het bacteriostatische effect maximaal is..
Het aLF wordt benut om karkassen in de slachterij te besproeien als decontaminatietechniek. Wanneer een halve karkas door een electrostatisch sproeisysteem wordt gehaald sproeit er gedurende twee seconden aLF op, wat 1 - 10 μg per cm2 oplevert. Drie seconden water van 70 oC sproeien zorgt ervoor, dat geen residu meer aanwezig is.
Een andere interessante toepassing is aLF als groeiremmer voor pathogene bacteriën. Escherichia Coli )157:H7, die wordt behandeld met aLF, heeft geen fibuleae meer en daardoor geen hechtingsmogelijkheden aan het vleescollageen. Proeven tonen aan dat zelfs geen groei optreedt na 600 uur.
Voor vers vlees is na een behandeling met aLF een houdbaarheidsverlenging van 1,7 dag haalbaar, aldus Tips.
Ook in pluimveevlees en varkensvlees zijn interessante resultaten gemeld. Een in vitro proef met Campylobacter jejuni op pluimveevlees leidde tot de conclusie: geen groei. De behandeling met 1% aLF gaf een 4 log reductie.
Een andere applicatie is in verpakkingmaterialen. Toevoeging van aLF aan het 'soaker pad' (absorberende lapje onder een verpakt stuk vlees) blijkt effectief tegen Shewanella putrifaciens.
De verwachting is dat er ook perspectieven zijn op het terrein van de mondhygiëne. Met name Streptococcus mutans is daar de te bestrijden bacterie.
Geactiveerde lactoferrine werkt waarschijnlijk ook antiviraal.
Op een vraag van Hein van Valenberg over lactoferrine in zuigelingenvoeding, antwoordde Tips dat dat inderdaad wordt toegevoegd om de samenstelling van moedermelk zo dicht mogelijk te benaderen.
Jan Wouters vroeg of er toepassingen bekend zijn van gehydrolyseerde lactoferrine. Die bleek dhr.Tips niet te kennen, want dat was een ander patent.
Microorganismen die eenmaal in het vlees zijn gedrongen worden door aLF niet achterhaald, zo luidde het antwoord op de volgende vraag.
Wat is het effect, wanneer men aLF langer op het vlees laat zitten? Antwoord: De houdbaarheid neemt toe, maar de kans op achterblijvende residuën ook.
Hoe zit dat dan met natuurlijk LF? Antwoord: Dat is sterk afhankelijk van de procesbehandeling. De LF concentratie daalt sterk na een normale pasteurisatie (>720C 15 seconden). In ondermelk wordt dan nog 100 ppm gevonden.
Tenslotte werd geconstateerd, dat LF duur is. Tips antwoordde dat het product in de VS op vlees voor hamburgers wordt toegepast. Daar geldt als strak motief: de hamburger mag er niet één cent duurder door worden. Desalniettemin blijft de afnemer de aLF wel afnemen.
Functionaliteit van wei
René Floris - onderzoeker bij NIZO food research - stelde dat de productie van melk door het vee voor menselijke consumptie nog ouder is dan de weg naar Rome. In zijn inleiding getiteld 'The whey to functionality' liet hij zien, dat uit het oude Egypte al afbeeldingen daarvan te traceren zijn.
Wei als bijproduct van de fabricage van kaas of caseinaat is een nuttige bron voor vele functionele toepassingen.
De progressie op het terrein van industriële fractionerings- en isolatietechnieken doet een verscheidenheid van grondstoffen op basis van wei ontstaan. Voorbeelden: weieiwitconcentraat (WPC), verrijkte β-lactoglobuline en verrijkte α-lactalbumine, lactoferrine en immuunglobulinen.
De functionaliteit van wei-eiwit is te vinden in drie richtingen. Bij de technische functionaliteit valt te denken aan waterretentie, viscositeit, schuimeigenschappen en ook aan vetvervanging. Op het gebied van de nutritionele functionaliteit noemde Floris moedermelkimitatie van babyvoeding en bioactieve stoffen. De derde functionaliteit is kostenreductie door de toepassing als melkpoedervervanger of als ei wit vervanger.
Specifieke eigenschappen maken wei-eiwitten geschikt voor specifieke toepassingen. Wei-eiwitten hebben in tegenstelling tot de caseïnes een goedgedefineerde driedimensionale structuur en ze zijn hitte-labiel.
De structuur van β-lactoglobuline maakt een beteugelde reactiviteit mogelijk, bewerkstelligt door vrije -SH groepen en de aanwezigheid van retinol. Hierdoor kunnen afhankelijk van pH en ionsterkte respectievelijk oplossingen, transparante gelen, niet-doorschijnende gelen en troebele gelen worden bereid. Het varkens-β-lactoglobuline (equine) biedt duidelijk minder mogelijkheden dan het koemelkeiwit, met name omdat het geen vrije cysteïne (SH) bevat.
Een nieuwe ontwikkeling is de koudegelering, waardoor heel gericht gelen te maken zijn onder ambiënte condities. Dit vindt toepassing om deeltjes in te kapselen of als verdikkingsmiddel (onder invloed van zuur of zout) met als nevenvoordeel dat geen dure ingrediënten verloren gaan. Het veronderstelde model van deze gelering bestaat eruit, dat eerst aggregatie plaatsvindt, waarna in zure omstandigheden (pH >3,5) disulfidebindingen worden gevormd ('cross linking'). De S-S bindingen dragen sterk bij tot de mechanische eigenschappen van het product en ze voorkomen of vertragen vervormingen (synerese)
Uit α-lactalbumine zijn met enzymen gedeeltelijk gehydrolyseerde moleculen te bereiden die met Ca2+ plus wat andere ionen tot de vorming van zgn. nanotubes zijn te bewegen. 'Innovation by combination' noemt Floris dat.
Toepassing als bioactieve stof zijn er vele. Te noemen vallen: bloeddrukverlaging, antimicrobiële werking, immuunstimulering, anti-oxidantwerking en meer medische invullingen.
Jan Wouters wil weten wat het gedrag van de polymeren is, hoe hitteresistent zijn ze? Antwoord: Een verdere bewerking/verhitting zal effect hebben. De nanotubes van α-lactalbumine kunnen zeker geen hoge verhitting doorstaan.
Willem Bosma vraagt in hoeverre een eiwitfilm nog verteerbaar is. René Floris denkt in essentie van wel, maar kent geen testresultaten.
Pre-biotisch product uit wei
Het proces van productontwikkeling kent zo zijn eigen kenmerken. Aan de hand van een prebiotisch product van het bedrijf Borculo Domo Ingredients (BDI) gaf Jan Willem Veldsink een lesje marketing, waarin het ontwikkelingsproces van een nieuw product verweven was.
Allereerst onderscheid je in welke markt je opereert. Is het B2B of B2C? De karakteristieken van 'Business to Business' zijn: Klant is bekend; Markt is duidelijk - spelers willen zichzelf onderscheiden, Relatief langzaam; Beperkt aantal nieuwe producten: ~1/jr; Wetenschappelijke benadering. In tegenstelling daarmee staat de 'Business to Consumer'-benadering: Consument is goeddeels onbekend; Markt is zeer gefragmenteerd en dynamisch; Veel nieuwe productintroducties: >4/jr; Meer markttechnische en emotie-invloeden.
Wanneer de markt bekend is, is het van belang de klant beter te leren kennen. Wat zijn de wensen, wat is het goede moment en hoe zit het met de regelgeving, zijn zo de vragen.
Daarop wordt dan een technologieprogramma gebouwd. Het gaat er dan om paradoxen op te lossen. Veldsink verbeeldde dat door het conceptuele zeventiende schaakstuk ten tonele te voeren. De zgn. paard/dame-combinatie. Daarmee illustreerde hij meteen zijn stellingname wanneer een innovatie succesvol is: indruk maken! ('impact!'). Hij benoemde een vijftal invalshoeken om effect te bereiken: Verras de klant met een innovatie klaar voor gebruik, Communiceer de voordelen duidelijk, Wees bereid om samen te werken in gezamenlijke ontwikkelingen, Pas je aan aan het ontwikkelingsschema van de klant, Hanteer een goede prijs/resultaat verhouding.
Een succesvol nieuw product van BDI mocht als voorbeeld dienen: Vivinal GOS (GOS= transgalacto-oligosaccharide). Het GOS-product was interessant omdat gezocht werd naar babyvoedingsproducten, die beter aansloten bij de moedermelk. Met name op de Japanse markt was een vraag geconstateerd. Het nieuwe GOS-product behoort tot de categorie van niet-verteerbare koolhydraten, is een oplosbare vezel, komt natuurlijk in moedermelk voor, is pre-biotisch (d.w.z. het heeft een structuur die niet wordt afgebroken door lichaamseigen enzymen en het remt ongewenste, schadelijke bacteriën) en is een uit melk afkomstig ingrediënt (lactose).
Veldsink benoemde vervolgens een zevental technologische stappen die voor de ontwikkeling doorlopen moesten worden. Dit besloeg de periode van 1993 tot en met 1999. Bij de concept ontwikkeling kwam naar voren dat het product de groei van bifidobacteriën stimuleerde (geeft een gezonde darmflora en reduceert krampjes), verder gaf het een vezelverrijking en is het een moedermelkimitatie.
Jan Wouters heeft wat moeite met het ten tonele gevoerde schaakstuk. Het stuk bestaat namelijk niet, is zijn constatering. Veldsink laat zich niet uit het veld slaan en zegt dat je zo'n stuk wel graag zou willen hebben.
Jaap Verheij verhaalt nog van ontwikkelingen voor 1993. In de jaren 80 werden met Cees Booij producten als mixtose en borculose ontwikkeld.
Bedrijfsbezoek
De gastheren van de middag introduceren beide hun bedrijfsonderdeel. Dhr. Siebe de Groot - projectmanager bij DOC Kaas - legt uit, dat op de locatie Zuivelpark Hoogeveen niet alleen een nieuwe kaasfabriek is verrezen, maar ook een weifabriek én een waterfabriek. Dat laatste is vooral de noviteit. In tegenstelling tot de conventionele kaasfabrieken is DOC Kaas - wat watervoorziening betreft - grotendeels zelfvoorzienend. In de oude situatie was de verhouding melk in : afvalwater uit = 1 : 1,1. Oftewel bij een verwerking van 2000 m3 melk per dag moest dagelijks 2200 m3 afvalwater geloosd worden. In de nieuwe situatie is men 'selfsupporting' met water en wordt er bij 2000 m3 melk per dag nog maar 1200 m3 afvalwater geloosd.
Dhr. Henk Kerkhof - general manager van DVN (DOC VOLAC Nutrition) - geeft een impressie van de weiproductenbereiding. DVN is een joint venture en beoogt de wei voor 100% te verwerken tot producten die de markt vraagt. Dan gaat het om hoogwaardig, grootschalig en 'foodgrade'.
Tenslotte
Voorzitter Jacob Heida vatte de inleidingen treffend samen door ze kort te benoemen. Hij voelde zich wei-wijs geworden:
Bindels: via biologische waarde en gunstige aminozuren naar functionaliteit
Tips: de wereld van lactoferrine
Floris: overzicht mogelijkheden van weiverwerking; functionele eigenschappen van wei-eiwitten
Veldsink: de GOS-case
De Groot/Kerkhof: geïntegreerde kaas- en weiverwerking.