SAN FRANCISCO, 13 augustus 2023 - In het gangpad van de gekoelde supermarkt zijn er veel meer vleesalternatieven dan plantaardige zeevruchten. Maar er zijn meer mock-zeevruchtenopties nodig vanwege niet-duurzame visserij- en aquacultuurpraktijken, die het aanbod kunnen uitputten en het milieu kunnen schaden. Vandaag presenteren onderzoekers een nieuwe aanpak voor het creëren van begeerlijke veganistische zeevruchten-imitaties die goed smaken, terwijl ze het gezonde profiel van echte vis behouden. Ze 3D-printten een inkt gemaakt van microalgeneiwit en mungboneneiwit, en hun proof-of-concept calamaresringen kunnen zelfs in de lucht worden gebakken voor een snelle, smakelijke snack.

De onderzoekers presenteren hun resultaten op de najaarsbijeenkomst van de American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2023 is een hybride bijeenkomst die virtueel en persoonlijk wordt gehouden van 13 tot 17 augustus en bevat ongeveer 12,000 presentaties over een breed scala aan wetenschappelijke onderwerpen.

Een video over het onderzoek is beschikbaar op www.acs.org/SeafoodMimics.

"Ik denk dat de aanvoer van zeevruchten in de toekomst zeer beperkt dreigt te worden", voegt Poornima Vijayan toe, een afgestudeerde student die het werk op de bijeenkomst presenteert. "We moeten voorbereid zijn vanuit een alternatief eiwitstandpunt, vooral hier in Singapore, waar meer dan 90% van de vis wordt geïmporteerd."

Mensen over de hele wereld eten veel zeevruchten, maar de oceanen zijn geen oneindige bron. Door overbevissing zijn veel wilde vispopulaties uitgeput. Dat gebrek aan duurzaamheid, in combinatie met vervuiling door zware metalen en microplastics, evenals ethische zorgen, hebben sommige consumenten ertoe aangezet om op planten gebaseerde nabootsingen te maken. Maar dergelijke alternatieven zijn nog steeds moeilijk te vinden voor liefhebbers van zeevruchten.

Hoewel sommige nep-zeevruchtenproducten - zoals imitatiekrabvlees gemaakt van gehakte en omgevormde koolvis of andere witte vis - al op de markt zijn, was het een uitdaging om nabootsingen van planten te maken. Het is moeilijk om de voedingswaarde, unieke texturen en milde smaken van gekookt visvlees te bereiken met behulp van groenten of schimmels. "Plantaardige zeevruchtennabootsers zijn er, maar de ingrediënten bevatten meestal geen eiwitten. We wilden op eiwit gebaseerde producten maken die qua voedingswaarde gelijkwaardig zijn aan of beter zijn dan echte zeevruchten en gericht zijn op voedselduurzaamheid”, zegt Dejian Huang, Ph.D., de hoofdonderzoeker van dit onderzoek.

Onlangs gebruikten Huang en zijn onderzoeksgroep aan de National University of Singapore peulvruchtenproteïne om betere nabootsers van zeevruchten te ontwikkelen. En ze repliceerden de schilfering en het mondgevoel van echte vis door een op eiwit gebaseerde inkt 3D te printen met een voedselveilige 3D-printer. Door de eetbare inkt laag voor laag af te zetten, ontstonden verschillende texturen, sommige vettig en glad en andere vezelig en taai, in één enkel product.

"We hebben zalmfilets bedrukt met eiwit van rode linzen vanwege de kleur van het eiwit, en we hebben garnalen bedrukt", zegt Huang. "Nu wilden we iets anders interessants printen met het potentieel voor commercialisering: calamaresringen."

In dit werk testte het team twee duurzame, eiwitrijke plantaardige bronnen: microalgen en mungbonen. Sommige microalgen hebben al een "visachtige" smaak, waardoor ze volgens Vijayan een goede kandidaat zijn om te gebruiken in de inktvisring-analoog. En mungboon-eiwit is een onderbenut afvalproduct van de productie van zetmeelnoedels, ook wel cellofaan of glasnoedels genoemd, die een populair ingrediënt zijn in veel Aziatische gerechten.

De onderzoekers haalden in het lab eiwitten uit microalgen en peulvruchten en combineerden die met plantaardige oliën die omega-3-vetzuren bevatten. Uiteindelijk was het voedingsprofiel van de eiwitrijke veganistische pasta vergelijkbaar met die van inktvisringen. Vervolgens werd de pasta onderworpen aan temperatuurveranderingen, waardoor deze gemakkelijk uit de spuitmonden van een 3D-printer kon worden geperst en in ringen kon worden aangebracht. Ten slotte beoordeelde het team de smaak, geur en het uiterlijk van de afgewerkte ringen.

3D-printen gaf de zeevruchten een nabootsende structuur en textuur, maar consumenten zullen het nog steeds willen bakken, braden of sauteren, net als bij echte inktvis, zegt Huang. Dus, in een eerste kooktest, bakte Vijayan enkele van de monsters in de lucht zoals ze zouden worden bereid voor een tussendoortje. De onderzoekers probeerden de op planten gebaseerde calamares, waarbij ze opmerkten over hun acceptabele smaak en veelbelovende textuureigenschappen.

Voordat Vijayan echter consumententesten uitvoert, wil hij het product optimaliseren. "Het doel is om dezelfde textuur en elastische eigenschappen te krijgen als de calamaresringen die in de handel verkrijgbaar zijn", zegt ze. "Ik zie nog steeds hoe de samenstelling de elasticiteit van het product en de uiteindelijke sensorische eigenschappen beïnvloedt."

En hoewel deze op planten gebaseerde nabootsing een oplossing voor zeevruchten zou kunnen zijn voor mensen met allergieën voor weekdieren, waaronder inktvis, weet Huang niet zeker of mensen gevoelig kunnen zijn voor de ingrediënten. “Ik denk niet dat er veel bekende gevallen zijn van allergieën voor microalgeneiwitten of mungboneneiwitten. Maar dat weten we nog niet, want het is nog steeds een nieuwe combinatie”, zegt hij.

In de nabije toekomst is het team van plan om veel prototypes te ontwikkelen en te beoordelen hoe gemakkelijk ze kunnen worden ontwikkeld voor grootschalige voedselproductie. Huang verwacht dat deze calamari-achtige producten de komende jaren verkrijgbaar kunnen zijn in gastronomische restaurants of speciaalzaken. “Ik denk dat mensen onze plantaardige nabootsing leuk zullen vinden. Vanuit een nieuw oogpunt heeft het de smaak van zeevruchten, maar het is alleen afkomstig van duurzame plantaardige bronnen”, concludeert Vijayan.

De onderzoekers erkennen de steun en financiering van de National University of Singapore. Dit onderzoek wordt ondersteund door de National Research Foundation, het kabinet van de premier, Singapore in het kader van het programma Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE). CREATE is een internationaal samenwerkingsverband voor onderzoekscentra opgericht door topuniversiteiten. Bij CREATE werken onderzoekers uit verschillende disciplines en achtergronden nauw samen om baanbrekend onderzoek uit te voeren in strategische interessegebieden, voor vertaling naar praktische toepassingen die leiden tot positieve economische en maatschappelijke resultaten voor Singapore. De interdisciplinaire onderzoekscentra van CREATE richten zich op vier gebieden van interdisciplinaire thematische onderzoeksgebieden, namelijk menselijke systemen, energiesystemen, milieusystemen en stedelijke systemen. Meer informatie over het CREATE-programma is te vinden op www.create.edu.sg.

Een opgenomen media-briefing over dit onderwerp zal op maandag 14 augustus om 10 uur Eastern Time worden geplaatst www.acs.org/acsfall2023briefings. Verslaggevers kunnen tijdens de embargoperiode toegang vragen tot mediabriefings door contact op te nemen met [e-mail beveiligd].

Ga voor gezondheids- en veiligheidsinformatie voor ACS Fall 2023 naar de FAQ-webpagina.

De American Chemical Society (ACS) is een non-profitorganisatie die is gecharterd door het Amerikaanse Congres. De missie van ACS is om de bredere chemie-onderneming en haar beoefenaars vooruit te helpen ten behoeve van de aarde en al haar mensen. De Society is een wereldleider in het promoten van excellentie in wetenschappelijk onderwijs en het bieden van toegang tot chemiegerelateerde informatie en onderzoek door middel van meerdere onderzoeksoplossingen, peer-reviewed tijdschriften, wetenschappelijke conferenties, eBooks en wekelijkse nieuwstijdschriften. Chemisch en technisch nieuws. ACS-tijdschriften behoren tot de meest geciteerde, meest vertrouwde en meest gelezen wetenschappelijke literatuur; ACS doet echter zelf geen chemisch onderzoek. Als leider in oplossingen voor wetenschappelijke informatie werkt de CAS-divisie samen met wereldwijde innovators om doorbraken te versnellen door de wetenschappelijke kennis van de wereld te verzamelen, te verbinden en te analyseren. De hoofdkantoren van ACS bevinden zich in Washington, DC en Columbus, Ohio.

Neem contact op om automatisch persberichten van de American Chemical Society te ontvangen [e-mail beveiligd].

Opmerking voor journalisten: Gelieve te melden dat dit onderzoek werd gepresenteerd tijdens een bijeenkomst van de American Chemical Society. 

Volg ons: Twitter | Facebook| Linkedin | Instagram

Titel
Effecten van de combinatie van microalgen en mungboon-eiwitten op het 3D-printen van analogen van zeevruchten

Abstract
Het gebruik van 3D-printtechnologie met behulp van duurzame alternatieve eiwitbronnen kan mogelijk helpen bij het oplossen van wereldwijde voedseluitdagingen door aanpasbare en voedzame voedingsproducten aan te bieden. Onlangs winnen nabootsingen van zeevruchten met alternatieve eiwitten aan populariteit vanwege de groeiende bezorgdheid over niet-duurzame praktijken zoals overbevissing, verontreiniging met zware metalen, enzovoort. Mungboon-eiwit is een ondergewaardeerd bijproduct van de mungboonzetmeelnoedelindustrie, dat kan worden gebruikt voor de ontwikkeling van eiwitrijke nabootsers van zeevruchten. Een andere dergelijke duurzame eiwitbron zijn microalgen, die aan belangstelling winnen vanwege het hoge eiwitgehalte en de technologisch functionele eigenschappen. We verwerkten ze in een op inkt gebaseerde formulering en pasten ze toe op een 3D-voedselprinter om laag-voor-laag depositie te verkrijgen om zeevruchtenproducten te simuleren. De afdrukprestaties en kenmerken werden bestudeerd met betrekking tot reologie, microstructuur en stabiliteit na verwerking van 3D-geprinte zeevruchten-analogen. De effecten van gellangom en calciumchloride-oplossing (5 mM) in variërende verhoudingen werden geëvalueerd om een ​​bedrukbare, zelfdragende driedimensionale structuur te verkrijgen. De inkt vertoonde afschuifverdunningsgedrag en er werd waargenomen dat het toevoegen van microalgeneiwit tot 5% de viscositeit, bedrukbaarheid en zelfondersteunende eigenschappen van de gedrukte structuur verder verbeterde. Het onderzoek draagt ​​bij aan de ontwikkeling van plantaardige analogen van zeevruchten met behulp van natuurlijke en duurzame alternatieve eiwitbronnen via 3D-printtechnologie.