Erwten en erwteneiwit. Beeld Shutterstock Anouk Lie-Piang, onlangs gepromoveerd bij de afdeling Food Proces Engineering, ontwikkelde een model waarmee voorspeld kan worden hoe zogenoemde ‘verrijkte ingrediënten’ de structuur van voedingsmiddelen beïnvloeden.
Voedselproducten bestaan meestal uit meerdere ingrediënten. Deze ingrediënten zijn nodig om een eindproduct een bepaalde houdbaarheid, smaak of textuur mee te geven. ‘In onze onderzoeksgroep zijn we onder meer bezig met het verduurzamen van de productie van ingrediënten’, licht Lie-Piang toe.
Pure ingrediënten
Deze ingrediënten worden doorgaans gemaakt van agrarische producten, zoals bijvoorbeeld tarwe en sojabonen. Producenten gebruiken voor hun ingrediënten meestal niet het hele gewas, maar een deel ervan. Het gewas wordt daarom gesplitst tot pure ingrediënten: isolaten. Voorbeelden van isolaten zijn tarwebloem of soja-eiwit.
Lie-Piang: ‘Als je een zak isolaten zou kopen, zit er in iedere zak exact hetzelfde product. Hierdoor zijn ze heel aantrekkelijk voor de voedselindustrie, want met zulke gestandaardiseerde ingrediënten kunnen fabrikanten makkelijk recepten maken.’ Het nadeel van isolaten is dat het veel middelen – zoals water, chemicaliën en energie – kost om tot zo’n puur ingrediënt te komen.
Verrijkte ingrediënten
Lie-Piang onderzocht de minder pure, verrijkte ingrediënten, die nog uit meerdere componenten bestaan. Deze verrijkte ingrediënten zijn duurzamer omdat ze minder splitsingsstappen hebben ondergaan. Tegelijkertijd zijn ze lastiger toe te passen in de voedselindustrie omdat ze uit meerdere componenten bestaan en dus een minder gestandaardiseerd eindresultaat geven. ‘In mijn onderzoek bekeek ik hoe zulke verrijkte ingrediënten toch te gebruiken zijn voor voedselproducten. Ik benaderde dit vraagstuk aan de hand van de functionaliteit van de ingrediënten.’
Lie-Piang creëerde een methode waarmee productontwikkelaars ingrediënten kunnen screenen. ‘Als je van verrijkte ingrediënten kunt voorspellen wat hun functionaliteit is, bijvoorbeeld hoeveel ‘smeerbaarheid’ of ‘gelstructuur’ een ingrediënt geeft, kunnen ze net als isolaten gebruikt worden in een voedselproduct. Een voedselproducent hoeft dan niet in te leveren op de eigenschappen van het eindproduct.’
Het eindproduct is nagenoeg hetzelfde, maar dan duurzamer geproduceerd
Anouk Lie-Piang, recent gepromoveerd bij de afdeling Food Proces Engineering
Met behulp van het model van Lie-Piang kunnen productontwikkelaars als het ware van achter naar voren werken. ‘Je gaat, met een bepaald product in gedachten, achterhalen welke ingrediënten nodig zijn en in welke concentraties je die moet toevoegen. Het model komt vervolgens met een lijst van mogelijkheden, die nog weer gefilterd kan worden op bijvoorbeeld duurzaamheid of hoge eiwitconcentratie.’
Voorspellen
Het kan zijn dat voor een bepaald product toch ingrediënten met een hoge puurheid – en dus conventionele productiemanieren – nodig zijn om tot de meest duurzame optie te komen. Lie-Piang: ‘Maar vaak zijn minder pure ingrediënten ook goed bruikbaar en kun je dezelfde functionaliteit op een andere manier behalen, waardoor het eindproduct nagenoeg hetzelfde is, maar dan duurzamer geproduceerd.’
De methode van Lie-Piang berust op machine learning. ‘Dat is nog een onconventionele techniek in de voedingsmiddelenindustrie. Het focust meer op voorspellen en minder op begrijpen, maar uiteindelijk is het de voedseltechnoloog die aan de hand van de suggesties uit het model een keuze maakt. Vanuit onze expertise weten wij hoe systemen zich horen te gedragen. Zo ontwikkelen we als het ware een expert-informed machine learning-model.’
