Mogelijkheden voor doelgerichte sturing van flavour van groenten gebaseerde levensmiddelen door procesvoering

Onder impuls van de consument gaat de voedingsindustrie op zoek naar manieren om producten op basis van groenten te produceren die gezonder zijn, natuurlijker zijn en meer smaak hebben. In deze context is het een hele uitdaging om het productieproces te (her)ontwerpen zodat aan deze eisen wordt voldaan. Voor de consument is aroma één van de belangrijkste kwaliteitseigenschappen van levensmiddelen. De aromavorming in groenten wordt sterk beïnvloed door de procescondities en is geassocieerd met verschillende reactiewegen die resulteren in een complex mengsel van vluchtige componenten. De meeste op groenten gebaseerde producten worden thermisch behandeld om enerzijds de sensorische karakteristieken te verbeteren en om anderzijds de houdbaarheid te verlengen. Er is nood aan een gepaste benadering om de complexiteit van aromavorming in groenten in functie van de behandeling te begrijpen om nieuwe producten met een betere kwaliteit te ontwerpen.

In dit werk wordt getracht om inzicht te verwerven in de mogelijkheden om via procescondities de vluchtige fractie van enkelvoudige en gemengde groenten systemen te wijzigen. Aangezien dit werk uitgevoerd werd in een industriële omgeving, werd de selectie van groenten matrices gebaseerd op hun economische relevantie voor de voedingsindustrie. De procescondities werden eveneens geselecteerd op basis van bestaande industriële praktijken. De behandeling van gemengde groenten systemen zorgt voor een nog complexer profiel van vluchtige componenten door de interactie tussen de verschillende groenten. Zowel chemische als enzymatische reacties kunnen optreden tussen de componenten van de verschillende groenten wanneer deze samen behandeld worden, wat een invloed heeft op het profiel van de vluchtige componenten van deze gemengde groenten systemen. Daarom werd ook aandacht besteed aan mogelijke (bio)chemische interacties tussen componenten van verschillende groenten. Daarnaast werden sensorische analyses uitgevoerd om de resultaten van de instrumentele analyses te valideren.

Het experimenteel deel werd opgedeeld in drie delen: (i) impact van de behandeling op de vluchtige fingerprint van een enkelvoudig groenten systeem; (ii) impact van de behandeling op de vluchtige fingerprint van een gemengd groenten systeem; (iii) impact van de behandeling op geur-actieve vluchtige componenten van een gemengd groenten systeem.

In alle delen werd een niet-doelgerichte analytische benadering (fingerprinting) in combinatie met multivariate data-analyse toegepast om significante verschillen in de profielen van vluchtige componenten van groenten purees bereid met verschillende procescondities te detecteren. Sensorische verschiltesten werden uitgevoerd om na te gaan of de verschillen die vastgesteld werden met behulp van instrumentele technieken ook waarneembaar en significant waren in vivo.

In het eerste experimentele deel werd onderzocht of de opeenvolging van verschillende thermische en mechanische behandelingen (cold break/hot break) de vorming van off-flavours in broccoli puree kunnen beperken. Vergelijking van de fingerprints (via kopruimte GC-MS) van broccoli purees toonde aan dat de vorming van off-flavours kon gereduceerd worden d.m.v. een geschikte combinatie van processtappen. Daarnaast werd inzicht verkregen in de relatie tussen procesparameters, micro-structurele wijzigingen en aromavorming. Toepassen van een mechanische behandeling vóór (cold break) of na (hot break) een thermische behandeling bij 90°C bleek de manier van weefseldesintegratie te bepalen, wat resulteerde in verschillende microstructuren en diverse enzymatische en niet-enzymatische reacties, waarbij vluchtige componenten gevormd werden. Sensorische verschiltesten toonden duidelijk aan dat de verschillen in vluchtige fingerprints konden waargenomen worden door de panelleden. Met behulp van deze resultaten kunnen optimale procescondities geïdentificeerd worden die leiden tot minder off-flavours in thermisch behandelde broccoli.

In het tweede experimentele deel werden de veranderingen in vluchtige fingerprints van gemengde tomaten-wortel systemen in functie van verschillende thermische en mechanische procescondities bestudeerd. Met behulp van niet-doelgerichte GC-MS chemische fingerprinting konden discriminerende vluchtige merkers geselecteerd worden. Beide matrices samen behandelen (all-in-one processing) of beide matrices apart behandelen en daarna mengen (split-stream processing) leidde tot verschillende vluchtige fingerprints t.g.v. een verschillende vorderingsgraad van chemische en enzymatische reacties. Deze verschillen in fingerprints konden sensorisch waargenomen worden.

In het derde experimentele deel werd getracht om de geur-actieve componenten van een gemengde tomaten-uien puree te bepalen d.m.v. gaschromatografie-olfactometrie (GC-O) en werd nagegaan wat de impact is van procescondities op het aromaprofiel. Op basis van de resultaten van twee olfactometrische methodes, i.e. detectie frequentie (DF) en aroma extract verdunningsanalyse (AEDA), bleken volgende componenten de meest krachtige aromacomponenten te zijn: dipropyl disulfide, S-propyl thioacetaat, dimethyl trisulfide, 1-octen-3-one, methional en dipropyl trisulfide. In een volgende stap werd de impact van verschillende processtappen (i.e. thermisch blancheren, all-in-one en split-stream processing) op de vluchtige fingerprints en op het aroma van gemengde tomaten-uien puree bestudeerd m.b.v. de GC-MS fingerprinting benadering. Resultaten toonden aan dat het mogelijk is om het aroma van gemengde tomaten-uien systemen te controleren d.m.v. proces geïnduceerde enzymatische wijzigingen.

In dit werk werd duidelijk aangetoond dat het mogelijk is om m.b.v. verschillende procescondities het aroma van enkelvoudige en gemengde groenten purees doelgericht te wijzigen. Deze kennis vormt de wetenschappelijke basis om optimale procescondities te selecteren voor de productie van op groenten-gebaseerde producten met kenmerkende fingerprints en aroma’s.