< Terug naar vorige pagina

Project

Combineren van niet-doelgerichte, doelgerichte en sensorische data voor de studie van kwaliteitsveranderingen van levensmiddelen tijdens bewaring. Een case study met shelf-stable aardbeiensap

Tegenwoordig hechten consumenten, naast veiligheid en gezondheid, veel belang aan de kwaliteitseigenschappen van een levensmiddel (bijvoorbeeld kleur, geur, smaak). Spijtig genoeg zijn deze karakteristieken gevoelig aan bewaring. Een grote daling in de kwaliteit zal een drastische impact hebben op de aanvaardbaarheid van een levensmiddel door de consument en kan er toe leiden dat dit levensmiddel niet meer geconsumeerd wordt zelfs wanneer de houdbaarheidsdatum nog niet bereikt is. Om ervoor te zorgen dat de kwaliteit van een levensmiddel voldoende lang gegarandeerd kan blijven, is kennis vereist over kwaliteitsveranderingen tijdens bewaring. Deze kennis kan verworven worden door het uitvoeren van analytische en sensorische testen, door integratie van de hieruit bekomen resultaten en toepassen van verschillende data-analysemethoden. Het gebruik van deze geïntegreerde aanpak kan nieuwe inzichten in kwaliteitsveranderingen tijdens bewaring opleveren en kan tevens gebruikt worden voor het bepalen van de houdbaarheidsdatum van levensmiddelen.

Tijdens dit doctoraatsonderzoek werd getracht om aan te tonen wat het potentieel is van deze geïntegreerde aanpak voor het bestuderen van kwaliteitsveranderingen van levensmiddelen tijdens bewaring. De voorgestelde geïntegreerde aanpak werd toegepast in een case study met gepasteuriseerd aardbeiensap. Deze onderzoeksmatrix is representatief voor zure levensmiddelen die voor een lange tijd op kamertemperatuur bewaard kunnen worden (i.e. shelf-stable zijn). Specifiek voor het geselecteerde levensmiddel, werd beoogd om kwantitatief inzicht te verwerven in de impact van drie bewaarfactoren (bewaartijd, bewaartemperatuur en zuurstofbeschikbaarheid) op de kleur- en flavoureigenschappen door gebruik te maken van een geïntegreerde aanpak waarin niet-doelgerichte, doelgericht en sensorische data gecombineerd werden en waarin verschillende dataanalysemethoden toegepast werden. Om het vooropgestelde doel te bereiken werd gepasteuriseerd aardbeiensap bewaard bij kamertemperatuur (20 °C) en bij verhoogde temperaturen (28-42 °C) in twee types PET-flessen met een verschillende zuurstofpermeabiliteit.

Verschillende kleurgerelateerde eigenschappen (roodheid, totaal kleurverschil, chroma, tint, gehalte aan anthocyanen en ascorbinezuur) veranderden significant tijdens bewaring bij de verschillende condities. Een verhoogde bewaartemperatuur en een hogere zuurstofbeschikbaarheid resulteerden in een snellere verandering in de kleurgerelateerde eigenschappen van gepasteuriseerd aardbeiensap. Dit laatste werd kwantitatief aangetoond door het schatten van kinetische parameters (reactiesnelheidsconstanten en activeringsenergieën). De geobserveerde kleurveranderingen van aardbeiensap tijdens bewaring, zijnde een verlies aan rode kleur en een vorming van een bruine kleur, kunnen verklaard worden door de degradatie van de roodgekleurde anthocyaanpigmenten en de vorming van bruine componenten door de afbraak van ascorbinezuur.

De verandering in flavoureigenschappen werd op drie niveaus bestudeerd. Een niet-doelgerichte fingerprinting aanpak toonde aan dat de vluchtige fractie van gepasteuriseerd aardbeiensap duidelijk veranderde tijdens bewaring op kamertemperatuur in beide types PET-fles. De vluchtige componenten die het meest gevoelig waren aan bewaring, behoorden tot de esters, aldehyden, terpenen, zwavelhoudende componenten en ketonen. Zuurstofbeschikbaarheid bleek echter geen invloed te hebben op de verandering in vluchtige componenten. In een volgende stap werden twaalf karakteristieke aromacomponenten van aardbeien geselecteerd. De concentratie van deze componenten werd opgevolgd in functie van bewaring bij de verschillende bewaartemperaturen in de standaard fles. Uit de geschatte kinetische parameters bleek dat de karakteristieke aromacomponenten significant veranderden bij bewaring op alle temperaturen. De bekomen resultaten toonden echter aan dat de verandering van slechts een aantal van de geselecteerde aromacomponenten versneld werd door bewaring bij een verhoogde temperatuur. Enkel de snelheid van verandering van de geselecteerde aldehyden, terpenen, zwavelhoudende componenten en niet-vluchtige zuren werd beïnvloed door de bewaartemperatuur. Daarnaast kon besloten worden uit de resultaten van de twee toegepaste analytische aanpakken dat zuurstofbeschikbaarheid een minder grote invloed heeft op de veranderingen in aroma dan op de kleurstabiliteit van gepasteuriseerd aardbeiensap. De geobserveerde veranderingen in aromacomponenten van aardbeiensap veroorzaakten sensorische verschillen tussen een onbewaard staal en stalen die bewaard werden bij 20 °C. Dit werd aangetoond door het uitvoeren van sensorische van sensorische verschiltesten en door na te gaan of een aromacomponent aromaactief was.

Uit bovenstaande resultaten bleek dat de veranderingen in kleur en aroma van gepasteuriseerd aardbeiensap nagegaan kunnen worden door het gebruik van analytische testen. Aangezien de consument de laatste schakel is in de voedselketen, is het belangrijk om na te gaan wat de impact van kleur- en aromaveranderingen is op de aanvaardbaarheid van gepasteuriseerd aardbeiensap. Door het uitvoeren van aanvaardbaarheidstesten, waarin de kleur en het aroma onafhankelijk van elkaar geëvalueerd werden, bleek dat kleurveranderingen bepalend zijn voor de houdbaarheid van gepasteuriseerd aardbeiensap. De kleurgebaseerde aanvaardbaarheid daalde bij elke temperatuur en daalde bovendien sneller tijdens bewaring op verhoogde temperaturen. Op basis van de resultaten van de aanvaardbaarheidstesten werd een kleurgebaseerde houdbaarheidsdatum geschat voor elke bewaartemperatuur. De kleurgebaseerde houdbaarheid werd relatief snel bereikt en werd korter voor bewaring op een hogere temperatuur. Door gebruik te maken van de geschatte kinetische parameters voor de verschillende kleureigenschappen, werden analytische grenswaarden bepaald voor de kleurgebaseerde houdbaarheid bij elke bewaartemperatuur. Het gebruik van analytische grenswaarden is een toegevoegde waarde voor de voedingsindustrie aangezien deze toelaten om de houdbaarheid van aardbeiensap na te gaan zonder dat tijdsrovende aanvaardbaarheidstesten uitgevoerd moeten worden.

De resultaten van dit doctoraatswerk tonen het potentiaal aan van een geïntegreerde aanpak voor het bestuderen van kwaliteitsveranderingen van levensmiddelen en het bepalen van de houdbaarheidsdatum. Door het combineren van analytische (zowel doelgerichte en niet-doelgerichte) en sensorische testen en door toepassen van verschillende data-analysemethoden kan een diepgaand inzicht bekomen worden in de evolutie van de kwaliteitseigenschappen van een levensmiddel tijdens bewaring. De resultaten van dit onderzoek tonen ook het belang aan van het gebruik van sensorische testen in de studie van kwaliteitsveranderingen van levensmiddelen. Het uitvoeren van een bewaarexperiment bij verhoogde temperatuur valt onder de noemer van versnelde houdbaarheidstesten en toonde het negatieve effect van bewaring bij verhoogde temperaturen. Daarnaast biedt deze aanpak ook de mogelijkheid om sneller inzicht te bekomen in kwaliteitsveranderingen en om de snelheid van kwaliteitsverlies bij omgevingscondities te voorspellen op basis van de resultaten van een versnelde houdbaarheidstest door gebruik te maken van kinetische modellen. Tot slot is het sterk aangeraden om verschillende geavanceerde data-analysetechnieken (kinetische modellering, chemometrics en survival analyse) te gebruiken in het onderzoek naar kwaliteitsveranderingen.

Datum:1 okt 2014  →  17 dec 2018
Trefwoorden:Quality changes, Storage, Food
Disciplines:Levensmiddelenwetenschappen en (bio)technologie
Project type:PhD project