5 Toepassing van inuline als vetvervanger
De aanwezigheid van vet in zuivelproducten speelt een belangrijke rol in hun fysische, reologische en texturele eigenschappen (Barclay et al., 2010; Brennan & Tudorica, 2008; Dave, 2012). Vet, afgezien van zijn nutritionele betekenis in kaas, draagt bij aan de sensorische en functionele eigenschappen van zuivelproducten (Miočinović et al., 2011). Consumenten vragen echter steeds meer om voedingsmiddelen met dieet- en functionele eigenschappen, zoals voedingsmiddelen met weinig calorieën, weinig of minder vet en gezondheidsvoordelen (Gonzalez-Tomás, Coll-Marqués, & Costell, 2008). Ook zijn vetarme voedingsplannen aanbevolen voor gewichtsverlies en -behoud (Carmichael, Swinburn, & Wilson, 1998; Peterson, Sigman-Grant, Eissenstat, & Kris-Etherton, 1999). Anderzijds is er een wijdverbreide opvatting dat voedingsmiddelen met een laag vetgehalte of een verlaagd vetgehalte minder gewenst zijn omdat ze slechte organoleptische eigenschappen hebben (Hamilton, Knox, Hill, & Parr, 2000; McEwan & Sharp, 2000). Er zijn enkele reviews over specifieke toepassingen en mogelijke effecten van vetvervangers (Akoh, 1998; Ognean, Darie, & Ognean, 2006).
De uitdaging om vetvervangers in kaas te gebruiken en toch dezelfde functionele en organoleptische eigenschappen te behouden als volvette kazen heeft veel aandacht getrokken (Kebary, Salem, El-Sonbaty, & El-Sissey, 2002). Het verwijderen van vet uit kaas veroorzaakt rheologische, texturele, functionele en sensorische defecten zoals rubberachtige textuur, gebrek aan smaak, bitterheid, off-smaak, slechte smeltbaarheid en ongewenste kleur (Mistry, 2001; O’Connor & O’Brien, 2011). Het is niet eenvoudig om vetarme of vetvrije kazen te maken met gewenste eigenschappen (Fadaei et al., 2012). Naarmate het vetgehalte daalt, wordt de eiwitmatrix compacter en wordt de kaastextuur kauweriger. Wanneer het vetgehalte in voedingsformules wordt verlaagd, zijn vaak andere ingrediënten nodig om de functionele rol ervan te vervullen en zo de organoleptische eigenschappen te behouden (Mattes, 1998). Een voorgestelde strategie om de smaak en textuur van magere kaas te verbeteren is het gebruik van vetvervangers (Sandrou & Arvantoyannis, 2000). De Codex-commissie voor de internationale handel heeft een maximumgrens van 50% vetreductie ten opzichte van een referentieras vastgesteld voor een kaas om te worden geëtiketteerd als kaas met verlaagd vetgehalte (FAO/WHO, 2008). In Europa mag kaas worden geëtiketteerd als kaas met verminderd vetgehalte wanneer de vermindering van het vetgehalte ten minste 30% bedraagt ten opzichte van een vergelijkbaar product (EU, 2006). In de Verenigde Staten moet het vetgehalte van kaas met verlaagd vetgehalte ten minste 25% lager zijn dan het traditionele vetgehalte van de genoemde soort. Inuline wordt veel gebruikt als texturizer in vetarme levensmiddelen, vooral in de Europese Unie en in toenemende mate in de VS en Australië (Devereux et al., 2003).
Inuline lijkt bijzonder geschikt voor vetvervanging in vetarme kazen, omdat het kan bijdragen aan een beter mondgevoel (Meyer et al., 2011). De vetvervangende eigenschap van inuline is gebaseerd op zijn vermogen om de structuur van de waterige fase te stabiliseren, waardoor een verbeterde romigheid ontstaat (Ibrahim, Mehanna, & Gad El-Rab, 2004). Een romig mondgevoel wordt bereikt wanneer inuline wordt gebruikt als vetvervanger in zuivelproducten door zijn interacties met wei-eiwit en caseïnaat (Bot, Erle, Vreeker, & Agterof, 2004; Karaca, Güven, Yasar, Kaya, & Kahyaoglu, 2009). High performance (HP) inuline met een lange keten en een hoog moleculair gewicht is het meest wenselijk als vetvervanger. Langere ketens verminderen de oplosbaarheid van fructanen van het inuline-type en leiden tot de vorming van inulinemicrokristallen bij vermenging met water of melk; deze microkristallen zijn niet discreet waarneembaar en hebben een glad, romig mondgevoel. HP-inuline heeft een gemiddelde DP van 25 en een moleculaire verdeling die varieert van 11 tot 60. Zowel de restsuikers als de oligomeren zijn dus verwijderd. HP-inuline heeft een dubbel zo sterk vetmimiterend vermogen als standaardinuline, terwijl het niet zoet is (Niness, 1999). De verschillende functionele eigenschappen van inuline en oligofructose zijn het gevolg van het verschil in ketenlengte. Zoals gezegd is inuline door de langere ketenlengte minder oplosbaar dan oligofructose, en kan het inuline microkristallen vormen wanneer het in water of melk wordt afgeschoven. Inuline is daarom met succes gebruikt om vet in zuivelproducten te vervangen (Kaur & Gupta, 2002), vooral kaas (Salvatore et al., 2014). Lange ketens van inuline vormen microkristallen (onoplosbare sub-micron kristallen) die met elkaar reageren en kleine aggregaten vormen in de waterfase (Franck, 2002; Guggisberg et al., 2009). Zij veroorzaken een gladde en romige textuur doordat zij een grote hoeveelheid water inkapselen (Bot et al., 2004). Inuline kan ook delen van het eiwitstructuurnetwerk vormen door complexvorming met eiwitaggregaten (Kip, Meyer, & Jellema, 2006).
Koca en Metin (2004) onderzochten de mogelijkheid om vetarme verse kashar kaas te verkrijgen met een vetreductie van 70% door gebruik te maken van lange-keten inuline. Zij meldden dat hun magere controlekaas, dankzij het hoge eiwitgehalte, aanzienlijk harder, elastischer, gummier en kauwbaarder was dan de volvette controlekaas. Vet breekt de eiwitmatrix en werkt als een smeermiddel om een zachtere textuur te verkrijgen (Koca & Metin, 2004). Het is aangetoond dat toevoeging van 5% inuline aan de magere kaas resulteerde in een significant lagere hardheid vergeleken met de magere controlekaas, maar iets hoger dan die van de volvette controlekaas. Dit verzachtende effect zou kunnen worden toegeschreven aan zowel de hogere verhouding tussen vocht en eiwit als aan de toename van het vulvolume, waardoor de hoeveelheid eiwitmatrix afneemt. In het algemeen verbeterde inuline de kaastextuur tot de 30e dag van opslag, maar verminderde de houdbaarheid (Koca & Metin, 2004). Het vermogen van inuline als vetvervanger houdt niet alleen verband met de wijziging van het reologische gedrag of de dikte of hardheid van het product, maar ook met veranderingen in andere mondgevoelkenmerken, zoals romigheid of zachtheid (Meyer et al., 2011). Wanneer inuline in lage concentraties aan levensmiddelen wordt toegevoegd, zullen de reologische eigenschappen en de sensorische kwaliteit van het product niet sterk worden beïnvloed, vanwege de neutrale of lichtzoete smaak van inuline en het beperkte effect op de viscositeit (Kalyani et al., 2010). Om vetarme producten te verkrijgen met een reologie en dikte die dicht bij die van volvette producten liggen, zijn hogere inulineconcentraties nodig dan nodig is om alleen hun romigheid of zachtheid na te bootsen (Meyer et al., 2011). Fadaei et al. (2012) onderzochten de chemische eigenschappen van magere weivrije roomkaas met inuline als vetvervanger. Er werd geen significant verschil gevonden in de pH- en zoutwaarden van de roomkazen. Zij gaven aan dat een inulinegehalte van 10% voldoende was om een magere roomkaas te verkrijgen met chemische eigenschappen die in de buurt komen van die van magere roomkaas die geen inuline bevat. Zij meldden ook dat inuline een uitstekende waterbindingscapaciteit heeft die synerese in smeersels en verse kazen remt (Fadaei et al., 2012). Verwacht wordt dat lange keten inuline tegenover korte keten een aanzienlijk waterbindend vermogen heeft en in staat is synerese te voorkomen. Wadhwani (2011) heeft verschillende voorstudies uitgevoerd om uit vier vezels – inuline, laag-methoxy pectine, polydextrose en resistent zetmeel – het meest efficiënte vezeltype te selecteren om de kwaliteit van magere mozzarella- en cheddarkazen te verbeteren. Uit de resultaten van hun voorlopige studies bleek dat inuline een betere werking had in kaassystemen dan de andere drie vezels. Zij vonden ook dat het toevoegen van inuline leidde tot een verbeterde textuur in magere kaas door de hardheid en gomminess te verminderen met behoud van cohesie, adhesiviteit en veerkracht (Wadhwani, 2011). Salvatore et al. (2014) evalueerden het effect van het vervangen van vet door 2, 3 en 7% lange-keten inuline (DP > 23) op de texturele en microstructurele eigenschappen van een verse geitenmelkse kaas. Met behulp van scanning-elektronenmicroscopie en penetrometrie werd aangetoond dat kaasmonsters met inuline een meer open structuur hadden in vergelijking met volvette kaas als gevolg van de verminderde vetverdeling in de eiwitmatrix. De positie van inuline in het caseïnenetwerk verscheen als structuren die ingebed waren in het gelsysteem en waarvan de grootte toenam naarmate de inulineconcentratie in de kaas hoger was. Inuline onderbreekt het caseïnenetwerk, wat resulteert in een verzachtend effect, dat toeneemt met toenemende inulineconcentraties ter vervanging van vet. Volgens hun bevindingen werden monsters met inuline gekenmerkt door lagere waarden voor drukkracht, stijfheid, viscositeit en kleefkracht (Salvatore et al., 2014). Over het algemeen hebben studies aangetoond dat het effect van vetvervanging op de textuur van kaas afhangt van de aard van het vet dat wordt vervangen (Lobato-Calleros, Vernon-Carter, & Hornelus-Uribe, 1998).