De wetenschap achter duurzame en gezonde voeding

De producten die landbouwers produceren worden bewaard, verwerkt en verpakt voor ze op ons bord belanden. Ook daar komt veel onderzoek en technologie bij kijken. Wetenschappers in de voedingsindustrie houden zich bezig met voedselveiligheid, gezondheid, kwaliteit en verwerkingsprocessen.

Voedselveiligheid

We vertrouwen erop dat het voedsel in de winkel veilig is. Dat hebben we te danken aan de wetenschap. Bewaar-, verwerkings- en verpakkingstechnieken worden voortdurend tegen het licht gehouden, in het belang van de volksgezondheid.

Bewaring

Waar voedselvergiftigingen begin vorige eeuw nog regelmatig voorkwamen, zijn ze nu een zeldzaamheid. Wetenschappers houden zich dan ook al decennialang bezig met het bestuderen van bederfmechanismen, schimmelgroei en toxinevorming. Synthetische bewaarmiddelen waren het eerste succesvolle antwoord van de industrie hierop. Ze hebben ongetwijfeld levens gered, maar kampen desondanks met een slecht imago. Ook opslag in koelcellen ligt onder vuur, omwille van het hoge energiegebruik. Vandaag zoeken wetenschappers daarom naar alternatieven. Denk aan natuurlijke bewaarmiddelen, opslag bij hoge druk, biofilms als ‘jasje’ tegen bederf en sensoren om problemen vroegtijdig op te sporen.

Residuen

Voedingsmiddelen kunnen ongewenste sporen van geneesmiddelen, metalen in de bodem en stoffen uit verpakkingen bevatten. Wetenschappers ontwikkelen snelle en accurate tests om die residuen op te sporen, onderzoeken welke drempelwaardes veilig zijn, en aan welke regels alle schakels in de voedselketen zich moeten houden om residuen te vermijden. Zo zijn er verplichte wachttijden voor het toedienen van antibiotica en richtlijnen in verband met het gebruik van drukinkt en lijm in verpakkingen.

Hygiëne

Ook naar hygiëne in de voedselketen wordt veel onderzoek verricht. Bedrijven waar voedsel verwerkt wordt, moeten aan strenge voedselveiligheidseisen voldoen. En daarbij geldt: liever voorkomen (reinigen en desinfecteren), dan genezen (een product terugroepen). Wetenschappers onderzoeken niet alleen hoe bacteriën zich in diverse omgevingen verspreiden, maar ook hoe ze effectief verwijderd kunnen worden.

Allergenen

Een relatief nieuw topic in het voedingsonderzoek zijn allergenen. Omdat hier nog maar weinig over geweten is, past de voedingsindustrie het voorzorgsprincipe toe: liever vermelden zelfs als er geen sporen aanwezig zijn, dan slachtoffers op je geweten hebben. Maar hierdoor wordt de keuzevrijheid van allergene patiënten vaak onnodig beperkt. Wetenschappers onderzoeken daarom:

• hoe allergenen snel, efficiënt en adequaat opgespoord kunnen worden;
   
• welke drempelwaardes gehanteerd moeten worden bij etikettering;
   
• welke (delen van) eiwitten juist allergische reacties veroorzaken;
   
• en hoe allergenen behandeld kunnen worden om zo’n reactie te voorkomen. 

Gezondheid

Behalve veilig willen we dat ons voedsel gezond is. Reductie van zout en suiker en een gezondere vetsamenstelling vormt daarom al een tijdje een prioriteit in het voedingsonderzoek. Relatief nieuw is het onderzoek naar clean label recepturen en gepersonaliseerde voeding.

Minder zout, suiker en vet

Het klinkt eenvoudig om suiker en zout te verminderen en slechte vetten te vervangen, maar dat is het niet. Ze worden immers toegevoegd met een reden: hun effect op smaak, textuur, houdbaarheid en soms zelfs kostprijs. Wetenschappers in R&D-afdelingen zoeken naar alternatieven en aangepaste recepturen. Een nieuwe piste op dat vlak is de toepassing van witte biotechnologie (wit verwijst hier naar het toepassingsgebied: de industrie). Met de hulp van gisten, bacteriën en schimmels kunnen grondstoffen zoals zoetmiddelen op een goedkope en efficiënte wijze geproduceerd worden. Deze methode is bovendien milieuvriendelijker dan de klassieke chemie, die bijvoorbeeld toegepast wordt om zoetstof uit Stevia te winnen.

Beeld: spacejunkie - photocase.com

Clean label

E-nummers op voedseletiketten… Consumenten hebben er een broertje dood aan. Voedingsbedrijven pikken daarop in en ontwikkelen clean label recepturen zonder kunstmatige additieven. Hierdoor moeten ze op zoek naar natuurlijke kleurstoffen en kruiden. Vaak moet echter het hele receptuur worden herbekeken, zoals bij de reductie van vet en suiker ook moet gebeuren.

Gepersonaliseerde voeding

Een belangrijke trend die zich aankondigt is die van gepersonaliseerde voeding. Dat kan gepersonaliseerd zijn op het niveau van een groep: diabetici, ouderen, personen met een glutenintolerantie, enzovoort; maar ook op het niveau van het individu. Bij dat laatste wordt het genoom van een persoon in kaart gebracht en op basis daarvan voedings- en bewegingsadvies gegeven. Deze mogelijkheid is interessant in de strijd tegen overgewicht en daaraan gerelateerde ziektes, omdat genen voor een stuk het succes van diëten en het risico op ziektes bepalen. Je kan dit gerust precisiediëten noemen (in het Engels noemen wetenschappers dit precision weight loss).

Kwaliteit

Veilig en gezond voedsel moet natuurlijk ook lekker zijn, het moet bevatten wat op het etiket staat, en het moet zo verpakt worden dat de kwaliteit maximaal bewaard blijft.

Smaak en aroma

Sensorische kwaliteit wordt door de industrie heel serieus genomen – het doet producten immers verkopen. Smaak, aroma, textuur en uitzicht (zelfs verpakking) worden getest in smaaklabo’s door getrainde keurders. Dit levert gedetailleerde sensorische analyses op, die vergeleken worden met chemisch-analytische profilering van kleur, hardheid, vetgehalte, enzovoort. Sensorische analyses kunnen ook gebruikt worden om de voorkeuren van bepaalde groepen consumenten in kaart te brengen, wat dan weer interessant is voor ontwikkelaars van gepersonaliseerde voeding.

Authenticiteit

Authenticiteit blijft een aandachtspunt in de voedingsindustrie, getuige daarvan nog het recente paardenvleesschandaal. Om controle eenvoudiger te maken, werken wetenschappers aan accurate en snelle testen. Dat kan bijvoorbeeld op basis van DNA-fingerprinting in een labo of infrarood lichtstralen in een voedingsbedrijf. Bij dat laatste wordt het absorptiespectrum van een product vergeleken met het referentiegemiddelde. Dit kan gebruikt worden voor het opsporen van fraude in natuurlijke producten zoals thee, koffie, olie, honing en vlees. Zelfs claims als ‘diervriendelijk’ of ‘bio’ kunnen zo gecontroleerd worden.

Verpakking

Verpakking is cruciaal voor de kwaliteit van producten. Koekjes moeten knapperig blijven, sap mag niet oxideren. Bovendien moet ook dit aspect van voeding duurzamer. Wetenschappers zijn daarom op zoek naar milieuvriendelijke, geurloze verpakkingen die toch de kwaliteit van het product voldoende garanderen. Wat is de impact van verschillende materialen op de sensorische kwaliteit en houdbaarheid? Welke grondstoffen lenen zich voor de productie van bio-plastics? En zijn bio-gebaseerde verpakkingen eigenlijk wel zo duurzaam?

Verwerking

Ook technologisch staat de voedingsindustrie ten slotte niet stil. Machines worden slim, robots maken hun intrede en blockchain is meer dan een duur modewoord.

Technologie

Processen en machines in de voedingsindustrie worden voortdurend bijgeschaafd om nog beter, nog efficiënter en nog slimmer te zijn. 3D-simulaties voor productontwikkeling, eetbare sensoren voor kwaliteitscontrole en innovatie met nieuwe smaakcombinaties dankzij artificiële intelligentie zijn maar enkele voorbeelden van wat dat betekent. Meer mainstream zijn innovaties zoals een slimme snijmachine in een aardappelverwerkend bedrijf dat snijverliezen (en dus voedselverspilling) tot een minimum beperkt.

Cobots

Collaboratieve robots of cobots die naast mensen werken in voedingsbedrijven zijn geen sciencefiction meer. Uitgerust met steeds gevoeligere sensoren beschikken ze over steeds betere zintuigen. Cobots kunnen zelfs uitgerust worden met 3D-visie en torsiekrachtsensoren voor gevoel. Hierdoor zijn wetenschappers er al in geslaagd om robots rozen te laten knippen en komkommers te laten plukken. Zelfs vis snijden en meteen verpakken in even zware stukken behoort tot de mogelijkheden.

Blockchain

Even hightech maar realistisch is de toepassing van blockchain om transparantie en traceerbaarheid in de voedselketen te verhogen. Grote multinationals zoals Nestlé en Unilever hebben al aangekondigd de technologie ernstig te bestuderen.

Eenvoudig uitgelegd werkt blockchain zo: een teler registreert een zak aardappelen, waardoor die een code en een label krijgt. Die code vormt het begin van een unieke keten. Bij elke stap die de zak vervolgens maakt, wordt info aan die keten toegevoegd: handelaars, transport- en verwerkingsbedrijven, retailers,… iedereen die de zak in handen krijgt, voegt info in een ‘blok’ code toe.

Ook info van sensoren kan worden toegevoegd, bijvoorbeeld over de temperatuur tijdens het transport. Bij het scannen van het label kan iedereen alle blokjes info lezen, waardoor er totale transparantie is. Daarbij is het tot slot onmogelijk om iets aan te passen zonder dat de vorige blokken mee te veranderen. Fraude en gesjoemel zijn hierdoor uitgesloten.

Lees meer over landbouw en wetenschap

Dit is een hoofdstuk uit ons boekje Landbouw en wetenschap: een vruchtbare kruisbestuiving. Lees ook de andere hoofdstukken of het volledige boekje:

• Focus op planten: hoe groeien ze (beter)?
   
• Focus op dieren: milieu- en klimaatdruk verlagen
   
• Blik naar buiten: wat doet het met onze omgeving?
   
• Blik op de toekomst: hoe passen we ons aan het klimaat aan?
   
• Slimme patatjes 
   
• Landbouwonderzoek in Vlaanderen
   
• Boekje Landbouw en wetenschap: een vruchtbare kruisbestuiving

Bronnen: verschillende publicaties van ILVO, VILT, Flanders' FOOD, The Factory Files