Leden login

Innovatie met zuivel.

Verslag: Willem van Middendorp

Als dagvoorzitter mocht Joris Scholten Linde op dinsdag 2 november 2010 een zeventigtal belangstellenden - op locatie - welkom heten. Het Genootschap was namelijk te gast bij NIZO Food research in Ede. De gekozen vergaderplek sloot goed aan bij het dagthema: Innovatie. Scholten Linde noemde dat ook in zijn welkomstwoord: 'al vele nieuwe processen, producten en apparatuur zijn in Ede ontwikkeld en voor vermarkten geschikt gemaakt.'

Innovatie of vernieuwing is het invoeren van nieuwe ideeën, goederen, diensten en processen, zo leert ons Wikipedia. Innovatie is iets anders dan een uitvinding. Een ontdekking die nooit uit het laboratorium komt, blijft een uitvinding. Pas als een ontdekking in productie genomen wordt en waarde voor een onderneming toevoegt, kan het een innovatie genoemd worden , aldus de dagvoorzitter. Dat geldt zelfs al, wanneer het een vorm van kostenbesparing is. Zo omschreven kan innovatie niet los gezien worden van 'marketing'; zonder succesvolle vermarkting bestaat er geen innovatie, meende Scholte Linde.

Getuige ook het feit, dat het nieuwe kabinet de samengevoegde ministeries van EZ en LNV verijkt heeft met Innovatie in de naam (Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie) is het een actueel gegeven te noemen.

Als eerste inleider gaf Koos Oosterhaven, business manager van NIZO, een algemeen overzicht. NIZO food research

is na zijn oprichting in 1948 als onderzoeksinstituut van de Nederlandse zuivelsector via privatisering in 2003 en een 'management buy out' in 2009

uitgegroeid tot een onderzoeksbedrijf met een breed producten- en bedrijvenportfolio. NIZO-projecten houden verband met de betere voedingsmiddelen (producten met smaak-, textuur- of gezondheidseffecten) of met producten, die meer rendement genereren (door lagere proceskosten, langer leven op het winkelschap, (her)

formulering, verminderen van vervui-ling dan wel het tot waarde brengen van zijstromen). Voor een reductie van de vaste kosten kunnen nieuwe concepten getest worden in NIZO's 'food grade processing centre'. NIZO afficheert zich als competitief op het gebied van het contractonderzoek. De 'semi-industrial scale food-grade pilot plant' van NIZO is de ideale verbinding tussen het laboratorium en de daadwerkelijke productie. In 2009 maakten zeventig ondernemingen gebruik van deze faciliteit.

Naast de traditionele zuivelproducten inclusief kindervoeding en fermentatieproducten zijn speciaal-vetten, suikerwaren, dranken, smaakstoffen en zelfs vleeswaren, sectoren waarin NIZO actief is.

Het zoeken naar meerwaarde van bijproducten heeft altijd de aandacht gehad. In de zuivel was dat vooral gericht op de wei. In de vleesverwerking is er eenzelfde trend waar te nemen.

Nederland Innovatieland?

Thomas Grosfeld - innovatiesecretaris bij de werkgeversorganisatie – schetste eerst een algemeen beeld van Nederland als innovatieland. In de wereld staat Nederland ongeveer op de achtste plaats als kenniseconomie. Wat betreft kennisinvesteringen lijkt ons land wat achter te blijven. Nederland heeft een grote dienstensector en diensten blijken geen grote R&D-investeerders te zijn. Dat verklaart toch al gauw 50% van het lage private investeringspeil alhier, aldus Grosfeld. Voor de andere helft komt het door een gebrek aan buitenlandse R&D-investeringen in Nederland.

Mondiaal gezien blijft Europa, maar ook de Verenigde Staten achter bij Azië wat betreft het aandeel in R&D-investeringen.

In China steeg het aantal studenten aan universiteiten in 10 jaar tijd van 3,4 miljoen naar 21,5 miljoen in 2008.

De kennisinvesteringsagenda 2010 geeft zicht op sterke en zwakke punten. Bij het onderwijs is het juiste niveau halen blijkbaar lastig, maar de benadering van de individuele leerling/student ligt op koers. In het onderzoek is het niveau wel goed, maar zijn de R&D-investeringen een zorgpunt. Op het gebied van het innovatief ondernemerschap is er nog veel te doen. De R&D-investeringen en het omzetaandeel uit innovatie liggen niet op koers. Er zijn ook te weinig MKB-ers met ervaring in samenwerking met kennisinstellingen. Innovatieve starters krijgen onvoldoende de kans. De innovatie hotspots van bedrijven wat betreft voeding liggen in Rotterdam-Delft en in Wageningen. Voeding en bloemen dragen voor 14,8% bij aan de Nederlandse export, evenveel als de chemie en ook als de high tech. Toch liggen de R&D-uitgaven bij Voeding en Bloemen op 8%, tegenover Chemie en High tech elk op 30%.

Enkele lichtpunten bij de zorg vanwege de lage R&D-investeringen zijn:

Trend 1: meer samenwerking in de wetenschap. Er wordt bij publicatie significant meer gebruik gemaakt van co-auteurschap. Publicaties door een enkele auteur nemen af en de publicaties van een enkel instituut stabiliseren.

Voor bedrijven geldt dezelfde trend. Bedrijven financieren in toenemende mate het onderzoek aan universiteiten.

De invloed van de consument wordt – mede als gevolg van ICT ontwikkelingen (social media etc.) - steeds groter.

Trend 2: het belang van neveneffecten oftewel - zoals Grosfeld het noemt - 'the soft side of innovation'. Zo was bv. de I-Pad geen technische vernieuwing, maar het brak wel een nieuwe muziekmarkt aan. Andere combinaties werden gevonden zoals de 'koffie-pad' en de compacte biertap. Het design was van belang, bijv. bij de stormvaste paraplu. Ook in de traditionele industrie werkten neveneffecten door. Zo zit bij een kopieermachinefabrikant inmiddels 70% van de omzet in diensten.

Trend 3: maatschappelijke uitdagingen als markt. Inspelen op groen label, klimaatoplossing, milieukeur etc.

De overheid in Nederland stimuleert de innovatie enerzijds door specifieke steun aan het MKB en starters en anderzijds via belastingmaatregelen (WBSO (fiscale aftrek voor R&D), innovatiebox).

Rondom voedsel is er ondersteuning voor 'Top Institute Food & Nutrition'. Er is ook steun voor innovatiemakelaars & flankerende activiteiten. Verder zijn er vraaggestuurde programma's o.a. via Syntens, EVD etc.

Met een stroomdiagram toont de spreker aan, dat het innovatiebeleid van de Nederlandse overheid verre van eenvoudig is.

De nieuwe regering stelt wel pogingen in het werk om tot vereenvoudiging te komen. Zo wordt nadruk gelegd op topgebieden, krijgt het nieuwe departement EL&I een duidelijke regierol op het terrein van innovatie en wordt er gekapt in het woud van subsidies.

VNO-NCW is hier wel positief over, alhoewel er zorgen zijn in hoeverre er voldoende budget blijft voor samenwerking, vanwege het wegvallen van de FES-gelden (d.w.z. subsidiegeldstroom vanuit de aardgasbaten).

Margreet Hovenkamp ziet het wegvallen van de FES-gelden als een bezuinigingsmaatregel. Thomas Grosfeld beaamt dat, maar hij ziet ook veel nieuwe initiatieven, waardoor de klap kan worden opgevangen. Hein van Valenberg denkt dat Nederland als innovatieland te weinig durft. Ook dat wordt door de spreker beaamd. In de slag naar de markt en het aldaar nemen van risico's opereert Nederland zwak.

Pieter Walstra bepleit een grotere samenwerking op de fundamentele kant van het onderzoek. Bedrijven moeten meer mensen met een universitaire achtergrond in dienst nemen. Thomas Grosfeld is van mening, dat er in het wetenschappelijk onderzoek ruimte moet zijn voor vrij en ongebonden research. Desalniettemin is voor elke onderzoeker een voldoende aantal publicaties van belang.

Functionaliteit van melkeiwitten.

Melkeiwitten hebben een groot scala van functionele mogelijkheden zo duidde Thom Huppertz - projectmanager dairy van NIZO – aan. In luchtige producten zijn ze zelfs essentieel. In slagroom zorgen de eiwitten voor de schuimstabiliteit, terwijl de vetten het tegenovergestelde bewerkstelligen. In ijs geldt hetzelfde: geen melkeiwitten - geen schuim.

In ijsmix zijn de gedeeltelijk gekristalliseerde vetbolletjes bedekt met (micellaire) caseïne, wei-eiwitten en emulgatoren. De continue fase bevat eiwitten, stabilisatoren en opgeloste stoffen (suikers, mineralen).

Met bereiding onder hoge druk kunnen de melkeiwitten in ijs structuur gegeven worden. Bij hoge druk bereiding wordt gebruik gemaakt van hydrostatische druk onafhankelijk van de temperatuur. De druk kan variëren van 100 – 1000 MPa (1000 – 10.000 bar). Tot nu toe werd deze technologie alleen toegepast om ongewenste micro-organismen en enzymen te inactiveren zonder dat de smaak, kleur en voedingswaarde wordt beïnvloed. Caseine-micellen kunnen met hoge druk worden gemodelleerd en de eiwitten worden onder hoge druk gedenatureerd.

Zo kunnen bepaalde componenten van de ijsmix worden behandeld alvorens ze worden toegevoegd. Niet elke ijscoman zal dus behoeven te investeren in de – toch vrij dure – hoge druktechniek.

Proeven met ijsmixen met minder vet en eiwit (2-10% vet, 10-18% sucrose) die met hoge druk

(200-500 MPa/5-20 min/20 oC) werden behandeld, leverden prima smeuïg ijs op. De Caseine-micellen zijn kapot en er is een nieuw caseïnenetwerk gevormd onder invloed van het onoplosbare micellair calcium.

Dit biedt mogelijkheden om ijs zonder stabilisatoren te bereiden, wat aantrekkelijk is uit het oogpunt van 'clean-label-productie'.

Melkcomponenten spelen een grote rol bij het schuimen van producten. Soms is schuim ongewenst (bijv. in babyvoeding, bij het centrifugeren van de melk of het reconstitueren van melkpoeder). In andere gevallen is schuim zeer gewenst (bijv. in cappuccino).

Om het schuimen te beheersen kan op ingrediënten geselecteerd worden en op procescondities.

Een viervoudige reductie van het ds-gehalte van magere melk (10% ds en 2,5% ds) had geen invloed op de schuimstabiliteit. De pH heeft maar een gering effect. Verhitting werkt alleen destabiliserend bij een hoge pH. Zelfs een kleine hoeveelheid melkvet werkt sterk destabiliserend op het schuim.

Melkeiwitten komen voor in verschillende soorten snoepwaren, zoals chocolade, karamel en toffees. Vaak in een relatief lage concentratie, maar wel met een cruciale rol voor textuur en mondgevoel. In bepaalde karamelproducten zitten eiwitaggregaten gesuspendeerd in een continue serumfase, terwijl de vetbolletjes ten

dele in die eiwitaggregaten zijn ingebouwd. Hittebehandeling ('cooking') doet het vochtgehalte afnemen en zorgt voor toenemende viscositeit en stevigheid.

De laatste twee parameters hangen sterk samen met de zuivelbron en dan vooral het eiwitgehalte. Melkeiwitten zijn essentieel voor oppervlaktebedekking van de gevormde vetbolletjes bij de bereiding van karamelproducten. Tijdens de verhittingsstap vindt aggregatie plaats van eiwitten en vetbolletjes met een eiwitlaagje. Een hoog suikergehalte beïnvloedt bij hittebehandeling de veranderingen in melkeiwitten. Caseine-micellen worden meer gedestabiliseerd en weieiwitten worden meer resistent voor ongewenst ontvouwen.

Toffees worden gemaakt van gecondenseerde melk en glucosestroop, onder toevoeging van suiker en palmpitvet. Een caseïne/weieiwitverhouding van 80/20 geeft de beste structuur en kleur.

Roomlikeuren vinden hun oorsprong in Schotland. Volgens Atthol Brose gaat het om whisky gedompeld in tarwemeel, die vervolgens wordt toegevoegd aan een mengsel van room en honing. Plus – niet te vergeten – een eetlepel 'brandy'. Sinds 1970 wordt het ook industrieel bereid. Daarbij bestaat de roombasis uit water/caseine-caseinaat/suiker/ room/citroenzuur. Deze roombasis wordt in de tweede fase van het proces gecombineerd met ethanol, wat dan de roomlikeur oplevert.

In roomlikeur kan een voor emulsies typerende instabiliteit ontstaan. Zoals opromen, vlokkenvorming en coalescentie. Homogeniseren is daarvoor een nuttige processtap. De grens tussen een stabiel en een instabiel product is zeer kritisch. Recente studies geven aan, dat ultrahogedrukhomogenisatie (tot 250 MPa) zeer positief werkt om opromen tegen te gaan. De ethanol kan het uitvlokken bevorderen, afhankelijk van pH en calciumgehalte.

Zuivelinnovaties door niet-zuivelaars.

Arjen Bot onderzoeker 'Spreads & Dressings' van Unilever R&D in Vlaardingen liet zien, dat voor Unilever – als typische niet-zuivelverwerker – mager melkpoeder een veel benutte grondstof is. Verder zitten eigenlijk alle producten uit de zuivelerfgoed wel in de Unileverportfolio, maar dan als kostenbesparende zuivelvervangers. Vervanging van het melkvet door plantaardig vet in traditionele zuivelproducten levert een ingrediëntenkostenbesparing op van wel zestig procent.

Als voorbeeld noemt Arjen Bot de roomijsproductie. Het proces beslaat de stappen: Mixbereiding – Mixrijping – Vriezen – Naharden – Opslag. Roomijs bestaat uit luchtbellen en ijs/vetkristallen in een matrix. Elk ingrediënt daarin heeft zo zijn eigen effect. Vet is voor de smaak, de viscositeit, het mondgevoel en het stabiliseren van de structuur van een product. Suiker is er voor de zoete smaak en het bepaalt de hoeveelheid ijs.

Om tot een 'light-versie' te komen, moeten zowel vet als suiker met >25% gereduceerd worden, terwijl roomijs wettelijk >5% vet dient te bevatten.. Daarvoor kan gezocht worden in een compensatie in de waterfase zowel wat samenstelling als wat functionaliteit betreft. Het is daarbij wel zaak om transparant te blijven naar de consument toe, geeft Arjen Bot aan. De hoeveelheid vet en energie kan gereduceerd worden, maar het totaal suikergehalte gaat omhoog. Tenminste wanneer geen kunstmatige zoetstoffen worden gebruikt.

In smeersels ('Spreads') met melkeiwitten kan het vetmengsel gewijzigd worden. Uit voedingsoogpunt is het soms gewenst het gehalte aan meervoudig onverzadigde vetzuren (mov's) te verhogen. Dit heeft echter effect op de hoeveelheid vast vet en daarmee op de aard ('texture') van het product. Zeker bij omgevingstemperaturen boven de 15 oC kan dat problematisch worden. Met geharde vetten kan dat gecompenseerd worden, maar dat maakt het voedingskundig weer problematisch.

Zuiveldranken met laagvetgehalte worden verrijkt met nutritioneel nuttige toevoegingen. Bijvoorbeeld het mov-gehalte verhogen zonder het totaal vetgehalte te veranderen. Een andere mogelijkheid is ijzerverrijking om bloedarmoede te verminderen. Om ijzer te kunnen toevoegen moet onoplosbaarheid met dispergeerheid gecombineerd worden. In de natuur zijn het de caseïnemicellen die hiervoor een oplossing bieden. Een 'coat' van kappacaseïne maakt de caseïnemicellen dispergeerbaar. We weten, dat Calciumfosfaat oplosbaar is bij lage pH. In een pH variatiecyclus kan nu het calcium vervangen worden door ijzer. Melk kan namelijk aangezuurd worden door kooldioxide-injectie bij lage temperatuur en vervolgens ontgassen. Zo kan melk(poeder) transporteur worden van ijzer.

Piet Verhagen wil weten hoe het zit met de wereldwijde harmonisatie in regelgeving.

Arjen Bot meldt dat Unilever veel inspanning doet om te begrijpen hoe de lokale regels in elkaar zitten, maar harmonisatie is een moeizame weg. Op het gebied van mov's zou het heel goed gecentraliseerd kunnen worden.

Op een vraag over het gebruik van geharde vetten antwoordt spreker, dat die steeds minder worden toegepast.

Zuivelinnovaties in klinische voeding.

Nutricia bestaat al sinds 1896 toen de gebroeders Van der Hagen een fabriek voor de productie van 'kindermelk' stichtten. Ruim honderd jaar later nl. in 1997 werd het Nu(tricia)Mi(lupa)Co(w&Gate). In 2007 vond de overname door Groupe Danone plaats. Het onderzoekwerk werd ondergebracht in een nieuw gevormde Danone R&D Organisation. Daar vinden inmiddels bijna 1200 mensen hun werk. Voor 191 is dat bij Babyvoeding en voor 185 bij Medische voeding. Deze beide onderzoekcategorieën vinden hun plekje bij 'Danone Research – Centre for Specialised Nutrition' in Wageningen. Er zijn overigens plannen het onderzoekcentrum in 2012 te verplaatsen naar het Science Park in Utrecht.

Matthijs van der Zande is er onderzoeker en rapporteerde over het gebruik van melkeiwitten in medische voedingstoepassingen.

Medische voedingen zijn in Europa gereguleerd via de EG-richtlijn 1999/21 m.b.t. dieetvoedingen voor speciale medische toepassingen. Medische voedingen passen veelal in medisch gerelateerde voedingstherapieën of maken deel van de geïntegreerde medische zorg van Gezondheidszorg Professionals. Dit alles om het medisch welbevinden van de patiënt te verbeteren. Het gaat daarbij om het gebied tussen Voedsel en Farmaceutica.

Vanuit de bioactieve componenten bezien, zijn Farmaceutica gericht op een groot effect met een enkel doel, terwijl de Voeding een klein effect heeft op meervoudige doelen.

Medische voedingen zijn bestemd voor patiënten met een door conditie of ziekte ontstaan onvermogen om op een normale en/of veilige manier voldoende voedingsstoffen binnen te krijgen (bijv. neurodegeneratieve ziekten (dementie, Alzheimer), intensive care patiënten, kanker, COPD, anorexia).

Nutricia Advanced Medical Nutrition probeert op dit gebied de leidende positie te bemachtigen in alle stadia van de zorgverlening. Daarvoor bestaat inmiddels een gehele portfolio aan producten voor zowel ondervoeding als dieetvoeding. Daarnaast zijn er specifiek ziektegerichte voedingen en zelfs producten, die voedingstherapeutisch werken.

Wat betreft eiwitten geldt als aanbevolen dagelijkse hoeveelheid (RDA) 0,8 g per kg lichaamsgewicht per dag. Dat kan oplopen tot 1,0 – 1,5 g bij gemiddelde inspanning en ouderen en 1,5 – 2,0 g in geval van zware inspanning. In geval van lever- of nierfalen wordt een gereduceerde of althans gecontroleerde hoeveelheid eiwit geadviseerd. De eiwitbronnen variëren van dierlijk, vegetarisch en componenten (hydrolysaten, peptiden en vrije aminozuren). De proteïnebronnen zijn te onderscheiden naar aminozuursamenstelling, verteerbaarheid en metabolische benutting door het lichaam. Dat al met al bepaalt de eiwitkwaliteit. Aminozuren zijn nodig voor het fabriceren van lichaamseiwitten en verder voor energie (oxidatie) en het maken van andere metabolieten.

Zowel caseïne als weieiwit voldoet goed aan eisen zoals in 1985 vastgesteld door de Wereldgezondheidsorganisatie van de VN (WHO). Weieiwit is snel verteerbaar met een vlotte opname van de aminozuren, in tegenstelling tot caseïne dat traag genoemd kan worden.

Kortom: weieiwit is een zeer geschikte eiwitcomponent voor medische voedingen.

De viscositeit kan een kritische factor zijn, wanneer meer nutriënten toegevoegd moeten worden. De eiwitstabiliteit hangt sterk samen met de mineralensamenstelling en de pH. Vanwege productsamenstellingseisen kunnen relatief grote hoeveelheden ionen nodig zijn. De combinatie van ionen en melkeiwitten kan leiden tot gelvorming, aggregatie, toegenomen dikvloeibaarheid en neerslagvorming. Relatief kleine veranderingen in de pH kunnen grote wijzigingen in de producten bewerkstelligen. Hierdoor kunnen problemen ontstaan bij het verpompen van het product.

Een ander criterium is de osmolariteit (deeltjesdichtheid). Deze wordt bepaald door de hoeveelheid en soort van de opgeloste deeltjes, zoals suikers, hydrolysaten en mineralen. Als gevolg van de hoge nutriëntendichtheid kunnen de producten veel deeltjes per kg product bevatten. Het toepassen van grotere suikers kan de osmolariteit doen verminderen, maar die zullen de viscositeit doen toenemen.

In het productieproces gelden nog de volgende uitgangspunten:

-  Oplossingen met eiwitten en mineralen gaan reageren wanneer ze verwarmd worden

-  Poeders met een hoog eiwitgehalte hebben algemeen gesproken een slechte oplosbaarheid en zijn sterk schuimend.

-  Testen in de proeffabriek en kritische recepttoetsen moeten een geoptimaliseerd productieproces zeker stellen

-   Warmteoverdracht is in viskeuze oplossingen niet optimaal.

Dit leidt tot het ideale (zuivel) ingrediënt voor medische voeding:

-  Het is hittestabiel, wanneer het samen met mineralen en andere ingrediënten is opgelost

-  Het schuimt niet tijdens het oplossen

-  Het voegt weinig toe aan de viscositeit van het eindproduct

-  Het heeft een neutrale smaak

-  Het bevat nauwelijks micro-organismen en contaminanten

-  Het is goed te kenschetsen

Gevraagd wordt, waarom deze producten niet vallen onder EFSA (European Food Safety Authority,) maar beschouwd worden als FSMP (Food for Special and Medical Purposes)? Het antwoord is, dat dit geldt zolang deze producten niet in de supermarkt verkocht worden.

Piet Verhagen stelt, dat een lepelbaar product sneller verzadigd dan een vloeibaar product. Waarom zo vraagt hij zich af dan een zo compact mogelijk product willen produceren? Matthijs van der Zande antwoordt, dat het noodzakelijk is een zo hoog mogelijke nutriëntendichtheid te hebben. De uitdaging zit erin om een compact product te maken, dat ook nog goed smaakt.

Barbara Hart wil nog weten, waarom de osmolariteit niet te hoog mag zijn. Van der Zande zegt hierop dat dit een nutritionele achtergrond heeft, ter voorkoming van uitdroging.

Een andere vraagsteller vraagt naar de vergoedingen door de ziektekostenverzekering. Dat blijkt te kunnen, alhoewel er enige druk is om dat te verminderen (bijv. supplementen niet meer, maar volledige voeding wel).

Afronding

Voorzitter Joris Scholten Linde vat het geheel samen door te constateren, dat het thema Innovatie vanuit verschillende oogpunten is bekeken, deels nog als onderzoek, maar soms ook al grotendeels op de markt beschikbaar.

Thomas Grosfeld schetste Nederland-innovatieland als goede mogelijkheid, waar samenwerking de sleutel tot succes is met ruimte voor de voeding.

Thom Huppertz sprak over de functionaliteit van melkeiwitten, met een uitwerking van hoge druk bewerking, waarbij het Processing Centre van NIZO goede mogelijkheden biedt.

Arjen Bot ging in op nieuwe processen en nieuwe producten met zuivel als ingrediënt.

Matthijs van der Zande gaf inzicht in de wereld van medische voedingen, waar het van belang is alle ingrediënten te behouden en liefst te versterken.

Na de slotmededeling dat het voorjaarsymposium 2011 gepland is op dinsdag 19 april ging eenieder huiswaarts.

Secretariaat

Natalie Hotrum

NIZO food research BV
Postbus 20
6710 BA Ede

t: +31318659646
f: +31318650400

e: Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken.

Redactie

Willem van Middendorp






e: Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken.

Lidmaatschap

Voor slechts 20 euro per jaar bent u lid van Het Genootschap.

  • Toegang tot het besloten gedeelte van de website;
  • Deelname aan symposia tegen gereduceerd tarief;
  • Ontvangen van onze periodieke nieuwsbrief.

Interesse? Meld u aan bij de secretaris!