Stijgende vraag naar plantaardige ingrediënten

Componenten van plantaardige reststromen die een rol kunnen spelen in de voedingsindustrie kunnen ingedeeld worden binnen macro- of microcomponenten:

• Macrocomponenten komen in principe overeen met de zogenaamde primaire plantenmetabolieten (koolhydraten, eiwitten en vetten), die levensnoodzakelijk zijn voor de plant. Voor de mens worden deze componenten vanuit nutritioneel oogpunt ‘macronutriënten’ genoemd; deze nutriënten leveren energie aan om groei, lichaamsontwikkeling en een optimale lichaamsmassa te kunnen verzekeren, en om lichamelijke activiteit mogelijk te maken.
• Microcomponenten komen overeen met vitaminen, mineralen (& sporenelementen) en secundaire plantenmetabolieten. Dit zijn allen functionele bioactieve componenten die aanwezig zijn in planten. Vitaminen zijn organische verbindingen die voor de mens actief zijn in zeer geringe hoeveelheden en onmisbaar zijn om een heleboel processen in het lichaam goed te laten verlopen. Mineralen en sporenelementen zijn (vanuit nutritioneel oogpunt) onmisbare bouwstoffen voor het skelet, de groei, de vervanging en de stapeling van weefsel. Secundaire plantmetabolieten worden enkel gesynthetiseerd in planten dankzij specifieke enzymen. Deze metabolieten staan onder strikte genetische controle en spelen een belangrijke rol in de bescherming van de plant tegen ziekten en plagen, UV-straling en stress. Zij vormen eveneens vluchtige geurstoffen en kleurrijke pigmenten.

Grosso modo kan gesteld worden dat een plantaardige reststoom voor zo’n 99% uit macrocomponenten bestaat (op massabasis) – uiteraard een substantiële fractie. De microcomponenten – die slechts 1% van de massa uitmaken – kunnen echter een valorisatievraagstuk interessant maken. De bioactieve componenten (zoals bv. carotenoïden en polyfenolen) kunnen een dergelijke toegevoegde waarde hebben zodat het valoriseren van een plantaardige reststroom tot economische opportuniteiten kan leiden.

Een betere kennis over de samenstelling van groenten- en fruitnevenstromen legt de basis voor het uitbreiden van het productengamma door verwerking van nevenstromen met bijgevolg een spreiding van het risico. Een karakterisatie van belangrijke groenten- en fruitnevenstromen op vlak van vezels, vitaminen, antioxidanten en mineralen is cruciaal. De vraag naar plantaardige ingrediënten is immers stijgend.

3.1.1    Voedingsvezels

3.1.1.1     Algemeen

Voedingsvezels zijn onverteerbare koolhydraten zoals bijvoorbeeld cellulose, pectine en hemicellulose. Ze hebben nutritionele en gezondheidsbevorderende eigenschappen, maar kunnen eveneens gebruikt worden voor technologische doeleinden: als bulkstof, vetsubstituent, emulgator of stabilisator.

De consumptie van voedingsvezels is in het algemeen te laag: de meest recente Belgische Voedselconsumptiepeiling 2014-2015[xxvi] wijst op een te laag aandeel van ‘gezonde koolhydraten’ (voedingsvezels/polysachariden) in onze voeding op bevolkingsniveau. De gemiddelde gebruikelijke inname van voedingsvezels in België bedraagt 18 g/dag – terwijl een volwassen persoon minstens 25 g voedingsvezels per dag zou moeten innemen. Amper 16% van de Belgische bevolking zou voldoen aan zijn of haar leeftijdsspecifieke norm voor wat vezelinname betreft. Ook in Nederland haalt bijna de gehele bevolking niet de aanbevolen hoeveelheid voedingsvezels.

De Hoge Gezondheidsraad (België) stelt een dagelijks aanbevolen hoeveelheid van 25 g voedingsvezels voor goede darmfunctie en van 30 g voedingsvezels ter preventie van cardiovasculaire aandoeningen en diabetes type 2 voorop. Ook in het kader van obesitas, en preventie van bepaalde kankers en zelfs om het risico op infecties en op ontstekingsziekten te verminderen geldt deze laatste aanbeveling[xxvii].

De belangrijkste positieve fysiologische effecten die aan voedingsvezels worden toegeschreven zijn:

• Reguliere ontlasting
• Groei microbiota
• Bescherming darmwand
• Verlaging van LDL (Lage Densiteit Lipoproteïne) en totaal cholesterolgehalte
• Verlaging van bloedglucose en insulinespiegels na de maaltijd

Vezelinname verhogen kan door een hogere consumptie van vezelrijke producten (zoals groenten en fruit) en/of door consumptie van producten die met vezels verrijkt worden.

3.1.1.2     Marktpotentieel van vezelrijke producten

De consumenteninteresse in voedingsvezels heeft geleid tot een toename van vezelverrijking in reeds vezelbevattende producten op de markt. Voor de voedingsmiddelenbranche zijn vezels in feite één van de meest gebruikte voedingsstoffen voor productverrijking. Daarnaast voegen steeds meer producenten voedingsvezels toe aan producten die van nature geen of nauwelijks vezels bevatten, zoals dranken en zuivelproducten. Uit een Amerikaans onderzoek blijkt dat de belangstelling van de consument voornamelijk uitgaat naar de traditionele categorieën, zoals graanproducten, maar laat ook zien dat een kwart van de consumenten geïnteresseerd is in dranken verrijkt met vezels.

Vezelaanrijking van voedsel gebeurt vandaag de dag voornamelijk op basis van natuurlijk geïsoleerde vezels of gesynthetiseerde vezels. Voorbeelden van natuurlijk geïsoleerde vezels zijn:

• Pectine uit appel en citrusvruchten
• Inuline uit cichorei en artisjok
• Oligofructose uit droge erwt en suikerbiet

Graangebaseerde producten (zoals brood, cakes en koekjes) verrijken met (tarwe)zemelen is een andere manier om aan vezelverrijking van voedingsmiddelen te doen (FF-project BranTech[xxviii]). Bij deze fortificatie dient men typisch aan voorbehandeling van de toegevoegde zemelen te doen om het (potentieel) kwaliteitsverlies van het eindproduct tegen te gaan. Ook pasta, ontbijtgranen en graangebaseerde snacks kunnen (in de toekomst) via het incorporeren van zemelen vezelrijker worden gemaakt. Naast zemelen, kan men bij fortificatie van graangebaseerde producten ook gebruik maken van geïsoleerde vezels uit granen; deze hebben een minder negatief effect op bv. broodkwaliteit (en kunnen in hogere concentraties worden toegevoegd dan zemelen).

Naast de graangebaseerde ingrediënten zijn ook verschillende ingrediënten op de markt die niet van granen afkomstig zijn. Voorbeelden hiervan zijn inuline, citrusvezels, suikerbietvezel, acaciavezel, erwtenvezel, sojavezel en meel van leguminosen zoals erwten, lupine of soja. Ook verdikkingsmiddelen zoals hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), guar gom en pectine kunnen als vezel in producten worden toegepast.

Er is in ieder geval een duidelijk marktpotentieel voor vezelrijke producten en toevoeging van vezels in voedingsproducten; voornamelijk omwille van toenemende nutritionele beperkingen en verhoogde eisen naar additionele gezonde eigenschappen (bv. geassocieerde bioactieve componenten).

In België/Nederland zijn er een aantal bedrijven actief binnen de vezelindustrie:

• Beneo[2] en Cosucra extraheren beide oplosbare vezels (inuline en oligofructose) en andere functionele vezels uit cichorei, droge erwt, rijst en suikerbiet
• Ecotreasures verwerkt perskoeken van de fruitindustrie (o.a. framboos, cranberry en bosbes) tot vezels die gebruikt worden in voedingsproducten zoals koekjes en ontbijtgranen
• Provalor verwerkt groenten- en fruitresten op locatie bij de verwerkende bedrijven zelf – onder andere tot een vaste fractie die rijk is aan vezels

3.1.1.3     Geïsoleerde vezels

3.1.1.3.1      Fructanen: inuline en (fructo-)oligosachariden

Fructanen zijn polymeren van fructosemoleculen met één glucosemolecuul. De meest bekende en natuurlijk voorkomende fructanen zijn inuline en (fructo-)oligosachariden. De benaming inuline wordt meestal gebruikt voor lange ketens, waar de benaming oligofructose of fructo-oligosachariden (FOS) gewoonlijk wordt gebruikt voor de kortere ketens. Deze voedingsvezel(preparaten) zijn interessant als bulkstof; zowel om producttechnologische, wettelijke als nutritionele redenen. Fructanen kunnen onder meer gebruikt worden als koolhydraatgebaseerde vetnabootsers.

Figuur 3: Fructanen zijn mengsels van oligo- en polysachariden die voornamelijk bestaan uit fructose, onderling verbonden door (2,1)-β-glucosidische ketens, en meestal gebonden aan één glucosemolecule. (Bron Synthesedocument MSBV, Flanders' FOOD)

Extractie (industriële productie) van fructanen gebeurt voornamelijk uit cichoreiwortels (eventueel gevolgd door zure of enzymatische hydrolyse van lange tot korte ketens). Naast chicorei, zijn ook uien, aardperen en artisjokken goede natuurlijke bronnen voor fructanen.

Inuline en FOS worden bijvoorbeeld toegepast om aan vezelverrijking te doen bij brood waarvan de kruim toch wit blijft.

3.1.1.3.2      Pectine

Pectines zijn een belangrijke klasse van oplosbare vezels. Er is een pectinefractie aanwezig groenten- en fruitnevenstromen (bv. pectineproductie uit citrusschillen en appelpomace). Pectine kan beschouwd worden als een gezondheidsbevorderend, vezelrijk én glutenvrij voedingsingrediënt dat gebruikt kan worden in verwerkte voedingsmiddelen.

Figuur 4: Pectine bestaat uit al dan niet sterk vertakte ketens van D-galacturonzuur (GalZ), al dan niet aangevuld met rhamnose (Rha), en mogelijk zijketens van galactose (Gal) en/of arabinose (Ara) (Bron: Synthesedocument MSBV, Flanders' FOOD)

De wereldwijde consumptie van pectine in 2016 wordt geschat op 82 000 ton. Momenteel bedraagt de gemiddelde prijs van pectine, afhankelijk van de zuiverheid, het aangekochte volume en het land van herkomst, € 10 à € 13 per kg. Pectine wordt voornamelijk gebruikt als gelerend agens, emulgator, verdikkingsmiddel of stabilisator in voeding en drank. Pectine wordt voornamelijk ingezet als gelerend agens in yoghurt en confituur. In 2011 werd daarvoor wereldwijd 42 336 ton pectine gebruikt. Naast het gebruik van pectine als gelerend agens kan het tevens ingezet worden als emulgator. De emulgerende eigenschappen zijn het sterkste voor een pectine met een hoge graad aan acetylering. De wereldwijde productie van emulgatoren in 2017 wordt geschat op 2,6 miljoen ton. De prijs van plantaardige stabilisatoren in cosmetica en voeding varieert tussen € 4 en € 45 per kg.

Binnen het Flanders’ FOOD project NOWaste[xxix] zijn knolselderstoomschillen, prei en wortelnevenstromen onderzocht als mogelijke (valoriseerbare) grondstoffen voor pectineproductie. Deze stromen bleken echter economisch-technisch niet geschikt als bron voor pectine (extractie is economisch niet interessant). Naast bovenvermelde grondstoffen wordt volop onderzoek verricht naar andere pectinebronnen zoals de reststromen van pompoen, cacaoschillen en kiwi.

Ook koffiepulp[3] blijkt een goede bron van hoogwaardige pectine te zijn. Het Nederlandse bedrijf Pectof (gevestigd in Wageningen) ontwikkelde in 2014 een uniek bioraffinageproces om de waardevolle inhoudsstof pectine uit koffiepulp te halen (dat ondertussen is gepatenteerd). Pectine uit koffiepulp blijkt een uitstekende emulgator en stabilisator voor voedingsmiddelen en medicijnen[xxx].

3.1.2    Eiwitten

3.1.2.1     Algemeen

Eiwitten of proteïnen vormen een grote klasse van biologische moleculen, die bestaan uit polymere ketens van aminozuren. De aminozuren in deze ketens zijn verbonden door peptidebindingen. Polypeptiden bestaan uit een lange keten van aminozuren die met elkaar verbonden zijn. Pas wanneer polypeptiden nog eens ruimtelijk opgevouwen worden door interacties tussen de atomen van de aminozuren spreekt men van een proteïne. Eiwitten hebben verschillende functies in organismen; het fungeren als bouwstoffen, enzymen en afweerstoffen zijn hiervan de voornaamste[xxxi]. Volgens de Belgische Hoge Gezondheidsraad ligt de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid eiwitten rond 15 en% van de totale energie-inname per dag.

De interesse en vraag van zowel consumenten als voedingsbedrijven verschuift steeds meer van dierlijke eiwitten naar plantaardige eiwitten (die gelijkaardige of superieure functionele eigenschappen bezitten). Naast eiwitten is er ook interesse in afzonderlijke aminozuren die eveneens hun toepassing vinden in levensmiddelen. De eisen van de vraagzijde van de markt van plantaardige eiwitten en aminozuren zijn wel hoog: eiwitten met nieuwe functionaliteiten zijn gegeerd.

Reststromen uit de aardappelverwerking, bietenloof, bietenperspulp, bierbostel, bladresten uit de tuinbouw, gras en tarwegistconcentraat zijn goede voorbeelden van plantaardige eiwithoudende reststromen.

Plantaardige eiwit-isolaten op basis van droge erwten (in België bijvoorbeeld geproduceerd door Cosucra) vinden bijvoorbeeld hun toepassing in voeding voor ouderen en vegetariërs, glutenvrije voeding, gewichtscontrolerende voeding en voeding ter bevordering van spierontwikkeling. Ook een bedrijf als Roquette vestigt haar aandacht op een product als Nutralys®[xxxii], op basis van plantaardig erwteneiwit.

3.1.2.2     De wereldmarkt van (plantaardige) eiwitingrediënten

Volgens een studie van Frost & Sullivan (2013)[xxxiv] is de globale markt voor eiwitingrediënten een sterk gefragmenteerde markt. Het is bovendien een heel competitieve markt met een beperkt aantal (eind)toepassingen. Het belang van het snel identificeren van en inspelen op opportuniteiten en bedreigingen is bijgevolg cruciaal in deze markt.

De proteïne-ingrediëntenmarkt kan grofweg opgedeeld worden in deze voor dierlijke eiwitten (zuiveleiwitten, ei-eiwitten en gelatine) en deze voor plantaardige eiwitten. De op dit moment economisch belangrijkste planteneiwitten en planteneiwitingrediënten zijn:

• Soja-eiwit
• Soja-proteïne-isolaat (SPI)
• Soja-proteïneconcentraat (SPC)
• Getextureerd soja-eiwit (TSP)
• Tarwe-eiwit
• Erwten-eiwit
• Andere eiwitten: rijst- aardappel- en canola-eiwit

Sensorische eigenschappen blijken van essentieel belang voor een succesvolle marktpenetratie van plantaardige eiwitingrediënten. Zowel voor het vervangen van dierlijke eiwitten in bestaande toepassingen, als voor de ontwikkeling van nieuwe toepassingen.

Het globale marktvolume voor plantaardige eiwitingrediënten bedroeg in 2012 ongeveer 1,7 miljoen ton, en kan als stijgend worden bestempeld. De ‘Compound annual growth rate’ (CAGR) van de omzet binnen de plantaardige planteningrediënten wordt door Frost & Sullivan vastgepind op 5 à 5,5% (in de periode 2012-2018); wat overeenstemt met een stabiele groei (van dit marktsegment).

De drie belangrijkste ingrediënten zijn tarwe-eiwit, soja-proteïneconcentraat en soja-proteïne-isolaat; hun marktaandelen binnen de wereldwijde plantaardige eiwitingrediëntenmarkt bedragen respectievelijk 43%, 27% en 15% (zie figuur X). Noord-Amerika is de grootste markt voor plantaardige eiwitingrediënten (49%), gevolgd door Europa (29%) en de Aziatisch-Pacifische regio of APEC (14%) – zie figuur X.

Figuur 5: Marktaandelen van ingrediënten (links) en regio's (rechts) binnen de plantaardige eiwitingrediëntenmarkt in 2012 (Bron: Frost & Sullivan, 2013)

De belangrijkste groeifactoren (zowel positieve als negatieve) binnen de markt van plantaardige eiwitingrediënten zijn:

• Marketinguitgaven – de soja-industrie is succesvol (geworden) omdat ze zich proactief heeft gepositioneerd als duurzame voedings- en/of eiwitbron
• De beperkte kennis van de consument met betrekking tot niet-soja-eiwitten – dit belemmert de groei van andere plantaardige eiwitbronnen
• Kostenconcurrentievermogen – hoewel het prijsverschil tussen plantaardige en andere (i.e. dierlijke) eiwitten significant is (tussen 30% en 50%), blijkt dit vooralsnog geen grote ‘impact driver’

De proteïne-ingrediëntenmarkt is (uiteraard) ook sterk afhankelijk van de dynamiek van de globale voedsel- en drankenindustrie (de gehele waardeketen); de stijgende grondstoffenprijzen (globale trend in de periode 2000-2012) hebben de concurrentiestrijd binnen de markt van eiwitingrediënten fel versterkt.

Duurzaamheid, veiligheid en gezondheid zijn belangrijke trends die de groei van een voedingsbedrijf kunnen ondersteunen. Vooral de ‘Health & Wellness’-trend blijkt een belangrijke motor voor de groei van de markt van eiwitingrediënten, in het bijzonder deze van de plantaardige ingrediënten. Binnen de markt van functionele ingrediënten scoren eiwitten namelijk bijzonder goed op vlak van toekomstpotentieel omwille van hun ongeëvenaarde gezondheidsvoordelen en de consumentenperceptie hieromtrent.

Een reeks subtrends blijken gunstig voor de positionering van (plantaardige) proteïnen en hun afgeleide ingrediënten in het algemeen:

• Het segment van producten die inspelen op ‘gewichtsmanagement’ is snelgroeiend: eiwitingrediënten worden beschouwd als ‘verzadigend’ waardoor deze een gunstig profiel toegewezen krijgen
• Proteïnen worden gepercipieerd als ‘natuurlijke ingrediënten’
• De milieu-impact van dierlijke eiwitten staat ter discussie – dit kan gunstig zijn voor de markt van plantaardige eiwitingrediënten (plantaardige eiwitten zijn nagenoeg steeds als duurzamer te beschouwen in vergelijking met hun dierlijke tegenhangers)

Tot slot ziet de SWOT-analyse van Frost & Sullivan voor de plantaardige eiwitindustrie (in vergelijking met de dierlijke) er als volgt uit:

Figuur 6: SWOT-analyse voor plantaardige eiwitindustrie (Bron: Frost & Sullivan)

3.1.2.3     Eiwitfunctionaliteit en belangrijke eigenschappen[xxxv]

3.1.2.3.1      Algemeen

Eiwitten hebben verscheidene niet-nutritionele functies in levensmiddelen, maar de voornaamste functie is het voorzien en stabiliseren van de karakteristieke structuur van individuele voedingsproducten. Het vermogen tot het vormen en/of stabiliseren van netwerken (gels en films), schuim en emulsies wordt klassiek gezien als de ‘functionele eigenschappen’ van eiwitten.

De bijdrage van proteïnen en peptiden tot voedingstoestand en gezondheid, waaronder ook specifieke bioactiviteiten, is echter van toenemend belang in het kader van de ontwikkeling van nieuwe levensmiddelen op basis van eiwitgerelateerde gezondheidsproblemen. Dientengevolge moet de nodige aandacht besteed worden aan (het behoud van) nutritionele en bioactieve eigenschappen van eiwitten die worden gebruikt om voedingsproducten een welbepaalde structuur te geven. Bovendien moet ook rekening gehouden worden met een aantal ongewenste effecten die proteïnen in levensmiddelen kunnen teweegbrengen; eiwitten hebben de neiging aroma’s te binden, en er zijn vaak aanpassingen nodig om een gewenste aroma-afgifte te garanderen. Met betrekking tot gezondheid is vooral het aanleiding geven van voedingseiwitten tot allergische reacties van belang.

Samengevat speelt een eiwit in eerste instantie een structurele rol in levensmiddelen (geassocieerd met aspecten van colloïdale of polymeerchemie). Ten tweede mag een eiwit geen kwaliteitsaspecten van voedingsmiddelen negatief beïnvloeden (denk hierbij aan uitzicht of smaak en aroma). Ten slotte moet een eiwit aanleiding geven tot de gewenste voedselkwaliteit terwijl het terzelfdertijd maximaal zou moeten bijdragen tot gezondheid en voedingstoestand.

Proteïne-ingrediënten bestaan in het algemeen uit een mengsel van verschillende eiwitten en andere moleculen zoals suikers en mineralen. Het toevoegen van eiwitingrediënten aan een levensmiddel houdt bijgevolg meer in dan het toevoegen van slechts één eiwit. Proteïne-ingrediënten zijn bovendien bijna altijd één van de vele ingrediënten waaruit voedingsmiddelen bestaan, en moeten bijgevolg ‘functioneren’ in een complex systeem.

3.1.2.3.2      Allergeniciteit en bioactiviteit van eiwitten en peptiden

Het in kaart brengen en (beter) begrijpen van zowel allergeniciteit en bioactieve eigenschappen van eiwitten staat hoog bovenaan de onderzoeksagenda van vele wetenschappelijke instellingen. Beide zijn duidelijk verschillend, hoewel allergene en bioactieve eigenschappen eveneens gelijkenissen kunnen vertonen. In essentie hebben alle eiwitten en peptiden van een welbepaalde minimale lengte inherente allergene en bioactieve eigenschappen die grotendeels worden bepaald door de primaire sequentie van aminozuren in de keten. Bepaalde (technologische) processen die proteïne- en/of peptidestructuren modificeren en die in de industrie gebruikt worden om voedselkwaliteit te verbeteren, kunnen echter allergene en/of bioactieve eigenschappen sterk verzwakken of versterken.

Bioactieve proteïnen/peptiden induceren positieve biologische effecten wanneer deze worden geabsorbeerd door het menselijk lichaam. Deze ‘bioactiviteiten’ vallen buiten de klassieke nutritionele functies van eiwitten (zoals adequate aminozuuropname en behoud en ontwikkeling van spiermassa), maar hebben eerder betrekking op zogenaamde ‘medicinale kwaliteiten’. Antihypersensitieve, immunomodulatorische, onstekingsremmende, antioxidatieve en hypocholesterolemische effecten zijn voorbeelden van bioactieve eigenschappen die (kunnen) worden toegeschreven aan eiwitten. Proteïnen en peptiden kunnen zelfs bioactiviteit vertonen in levensmiddelen vooraleer zij worden geconsumeerd (vb. natuurlijke antimicrobiële eigenschappen van bepaalde peptiden).

3.1.2.3.3      Integratie van colloïdale en polymere eigenschappen en biologische activiteit

Historisch gezien is eiwitfunctionaliteit een concept waarbij de focus lag op het moleculaire niveau. Elke eiwitmolecule of elk eiwitingrediënt werd aanzien als inherent een aantal eigenschappen met betrekking tot gellering, schuimvermogen en emulgerend vermogen te bezitten (die overigens gemeten kunnen worden in eenvoudige testen). Hoewel deze benadering deels correct is, negeert dit concept de noodzaak om te ‘functioneren’ in de aanwezigheid van een groot aantal andere moleculen en de algemene complexiteit van de meeste levensmiddelen. Een meer recente benadering kijkt meer naar concepten die betrekking hebben op colloïdale eigenschappen en ‘zachte materie’ die “voedingsstructuren” genereren. Hierbij ligt de focus meer op (het verkrijgen van) eigenschappen die aanleiding geven tot gewenste sensorische aspecten en op het leveren van gezondheidsbevorderende effecten.

Wanneer specifieke markten in het vizier genomen worden (bv. voeding voor ouderen, voeding voor mensen met een bepaalde voedselovergevoeligheid) kan het raadzaam zijn de huidige gebruikte eiwitbronnen te wijzigen en/of om alternatieve eiwitbronnen te gebruiken om tot eiwit(ingrediënten) te komen met een beter profiel op vlak van allergeniciteit en bioactiviteit. Hoewel het buiten kijf staat dat nieuwe of gemodificeerde proteïnebronnen moeten (blijven) voldoen aan de gewenste eigenschappen met betrekking tot smaak en de voedingsstructuur die ze teweegbrengen (i.e. sensorische eigenschappen) (Foegeding, 2011).

3.1.2.4     De eiwittransitie

De eiwittransitie behelst een overgang van dierlijke naar plantaardige of alternatieve eiwitbronnen. Drijfveren hiervan zijn een toenemende vraag, schaarsere grondstoffen en de grotere aandacht voor de milieu-impact van onze voedselconsumptie. Deze transitie biedt zowel opportuniteiten als beperkingen voor de voedingsindustrie.

Naast het minder consumeren van eiwitten vormt de eiwittransitie, i.e. een (gedeeltelijke) overgang van dierlijke naar plantaardige eiwitten, één van de te bewandelen pistes om ‘duurzaamer’ om te gaan met de beschikbare middelen.

3.1.2.4.1      Vleesvervangers

Vleesvervangers en alternatieve eiwitbronnen kunnen een belangrijke rol spelen in het verminderen van de consumptie van dierlijk eiwit (vlees). De markt van vleesvervangers is ruwweg op te splitsen in twee concepten:

Plantaardige vleesvervangers

Het huidig marktpotentieel van deze categorie niet zo hoog ingeschat. Productintrinsieke aspecten als smaak en textuur worden hier vaak mee in verband gebracht; de consument benchmarkt immers vaak met vlees. Nieuwe producten, die de sensorische beleving van vlees goed benaderen, kunnen deze categorie een boost geven. Producten waarin vlees ‘onzichtbaar’ is, zoals lasagne, pizza’s, salades etc. lenen zich uitstekend om vervangers te introduceren.

Hybride concepten

In dit concept combineert men vervangers voor dierlijk eiwit met vlees. Deze producten lijken zowel m.b.t. vorm als smaak op de vleesvariant. Het kan gaan om bv. worst of gehakt. Op hybride vleesproducten wordt verder ingegaan in deel 5.1 van dit rapport.

Op niveau van de consument doen zich een aantal verschuivingen voor. Het aandeel vegetariërs neemt toe (in zowel Nederland als België), maar vormt nog steeds een beperkte groep. Er ontstaat echter een middengroep, de flexitariër, flexivoor of vleesminderaar. Dit zijn mensen die kiezen voor een gevarieerde voeding en vlees flexibel afwisselen met vis, vegetarische maaltijden en andere alternatieven. De voedingsindustrie kan hierop inspelen door gericht producten te ontwikkelen.

Consumentacceptatie is dé kritische succesfactor voor vleesvervangers. Deze is gerelateerd met:

• De sensorische aantrekkelijkheid, de bekendheid en het herkennen als een volwaardig alternatief voor vlees. Een bepaalde gelijkenis tussen alternatief en referentieproduct kan helpen.
• Het type product: reductie/vervanging van het dierlijk eiwit is gemakkelijker door te voeren in bewerkte producten dan in vers vlees (zo is het dus eenvoudiger een vleesvervangend product voor worst te introduceren dan voor ham)
• De ‘productervaring,’ die vergelijkbaar moet zijn met het vleesalternatief, zowel m.b.t. sensorische als met fysiologische (verzadiging bv.) kenmerken
• Prijs, deze speelt altijd een rol in acceptatie en aankoop

Textuur speelt een belangrijke rol in de sensorische eigenschappen van een product. En net die textuur bespelen is een erg moeilijk punt bij vleesvervangers. De ordening van de vezels in vlees zorgt ervoor dat vlees een sappige bite heeft, die typisch is voor vleesproducten. De eerste vleesvervangers leken qua textuur helemaal niet op vlees. Bij de flexitariër kan dit een hindernis vormen.

Er is al heel wat onderzoek gevoerd naar methoden om deze textuur te beïnvloeden. Bij Wageningen Universiteit (WUR) wordt al een geruime tijd onderzocht welke processen aan de basis liggen van de structurering van eiwitten. Een optie is het omzetten van eiwitten naar fibrillen. Een andere piste begint al bij de opzuivering van het eiwit uit de eiwitbron. Het is zaak om het eiwit zo zuiver mogelijk uit zijn bron te winnen. Immers, andere componenten die aanwezig blijven, zoals bv. koolhydraten, kunnen de textuur erg beïnvloeden door bv. in te spelen op de waterhuishouding (meer water vasthouden bv.)

3.1.2.4.2      Initiatieven

Vooral in Nederland leeft deze eiwittransitie – en de bijhorende zoektocht naar alternatieve eiwitbronnen – al een geruime tijd heel sterk. Zo startten fabrikanten van vleesvervangers er een aantal jaren geleden het platform ‘Het Planeet’[xxxvi]. De focus ligt op plantaardige eiwitbronnen. Voorbeelden van producten die al sinds 2011 bestaan zijn onder andere Meatless[xxxvii], Ojah (Beeter)[xxxviii], hybride producten van Vion[xxxix] en Proviand. Het Planeet is tevens initiatiefnemer van de Green Protein Alliance (GPA)[xl], een vernieuwend samenwerkingsverband van partijen die werken aan het versnellen van de eiwittransitie. Het samenwerkingsverband bestaat uit aanbieders en producenten van plantaardige eiwitten met een gedeelde visie: een duurzamer voedselsysteem waar plantaardige eiwitten een voor de hand liggende keuze zijn.

In Vlaanderen is er Wervel[xli], een beweging die streeft naar duurzame landbouw en het belang van lokale voedselproductie op de kaart probeert te zetten. Ook de eiwittransitie (transitie naar duurzame eigen eiwitwinning) is een belangrijk agendapunt van deze organisatie[xlii].

Ook internationaal zijn er vele organisaties actief die de eiwittransitie vooropstellen. Het FAIRR-initiatief is hier een belangrijke; FAIRR staat voor ‘Farm Animal Investment Risk & Return’. De organisatie publiceerde in 2016 nog een lijvig rapport met als titel ‘The Future of Food: The Investment Case for a Protein Shake Up’[xliii] waarin zij pleiten voor een verregaande en duurzame eiwittransitie. Het FAIRR-initiatief vraagt voedingsbedrijven te diversifiëren richting plantgebaseerde eiwitbronnen als algemene toekomststrategie.

Kortom, de eiwittransitie wordt voornamelijk gestimuleerd door overheden en NGO’s. Nochtans lijken bedrijven en consumenten echter traag maar gestaag eveneens te participeren aan deze transitie.

3.1.3    Vetten (oliën)

Grote hoeveelheden lipiden extraheren uit plantaardige nevenstromen zal nooit een doelstelling op zich zijn, toch niet om de concurrentie aan te gaan met bv. palmolie. Niettegenstaande is er zeker een bepaalde vraag naar nutritioneel belangrijke vetten, zoals langketen poly-onverzadigde vetzuren (omega-3-vetzuren) waaraan positieve gezondheidsaspecten kunnen worden toegeschreven.

Het Belgische bedrijf Eco Treasures[xliv] produceert een reeks vruchtenpitoliën – zoals framboospitolie en veenbespitolie – die naast cosmetica ook in voeding worden toegepast[BD2] . Deze oliën zijn rijk aan onverzadigde vetzuren en vitamines. Perskoeken van de fruitindustrie worden hier als grondstof aangewend.

Lecithine[xlv] is een mengsel glycolipiden, triglyceriden, en fosfolipiden dat in de voedingsindustrie veelvuldig wordt aangewend als emulgator (als additief heeft lecithine E-nummer 322). Het wordt bijvoorbeeld toegepast in chocoladeproducten en sauzen zoals mayonaise. Commercieel verkrijgbare lecithine wordt van oudsher vooral uit sojabonen verkregen. De laatste jaren echter wordt lecithine steeds vaker ook uit andere bronnen (zoals bijvoorbeeld zonnebloempitten) verkregen.

3.2.1    Vitaminen & mineralen

Zuivere vitaminen en mineralen kennen hun toepassing in enerzijds voedingssupplementen (vitamine- en mineralenpreparaten), en anderzijds in gefortificeerde producten (verrijkte levensmiddelen). Deze micronutriënten zijn nagenoeg altijd afkomstig van (bio)chemische processen: zuivere chemische synthese of enzymreacties en fermentatieprocessen met bacteriën, gisten en/of schimmels (vitamine B12 is bijvoorbeeld enkel te verkrijgen uit bacteriële synthese). Soms kunnen deze nutriënten ook verkregen worden door extractie uit plantaardige bronnen (bv. fruit en groenten); bètacaroteen (provitamine A) wordt bijvoorbeeld verkregen door extractie uit wortelen en algen[xlvi].

Binnen het kader van dit trendrapport is de centrale vraag in dit subhoofdstuk eigenlijk: ‘Is het (economisch) interessant om vitamines en mineralen uit nevenstromen te halen?’

In bijlage 3 wordt een overzicht gegeven van welke groentensoorten bron zijn van en/of rijk zijn in bepaalde vitaminen of mineralen (en sporenelementen) – opgelijst per nutriënt (volgens de voedings- en gezondheidsclaimswetgeving). Bijlage 4 geeft een overzicht van voedingsclaims die van nut kunnen zijn met betrekking tot plantaardige gewassen.

Voedingsaanbevelingen met betrekking tot vitaminen, mineralen en sporenelementen kunnen worden geraadpleegd in het document ‘Voedingsaanbevelingen voor België – 2016’ van de Hoge Gezondheidsraad[xlvii].

3.2.2    Secundaire (planten)metabolieten

Secundaire metabolieten zijn een verzameling van complexe moleculen die worden aangemaakt door planten om stress-situaties te overleven. Deze componenten kennen diverse toepassingen binnen de voedingsindustrie: typisch als kleur-, geur- en smaakstoffen. Fenolische componenten zijn bijvoorbeeld één van de meest voorkomende secundaire metabolieten (bronnen: fruit, groenten en granen).

Secundaire plantmetabolieten zijn wijdverspreid in het plantenrijk. Ze zijn niet homogeen verdeeld in de plant. Fractionatie, verwerking en bewerking van plantaardig materiaal kan immers leiden tot aanrijking of verlies van deze componenten. Sommige van deze componenten zijn fysiologisch actief bij de mens en worden daarom onderzocht in onze voeding, naast hun mogelijk gebruik als nutraceutical of als geneesmiddel.

Voornamelijk omwille van de anti-oxidatieve werking van vele secundaire metabolieten is er een stijgende interesse ontstaan voor hun rol in voeding. Secundaire metabolieten kunnen ingezet worden als technische ingrediënten (ter bevordering van stabiliteit, bewaring, kleur en geur van levensmiddelen), en als gezondheidsbevorderende ingrediënten (fenolische componenten bieden bijvoorbeeld bescherming tegen kanker, cardiovasculaire ziektes, diabetes, osteoporose en neurodegeneratieve ziektes).

De markt voor secundaire metabolieten is in volle expansie door de zoektocht van voedingsbedrijven naar natuurlijke ingrediënten (de ‘clean label’-trend; zie hoofdstuk 7) en door de toenemende aandacht van consumenten voor de link tussen voeding en gezondheid (antioxidanten worden bijvoorbeeld steeds meer aangewend in voedsel, dranken en voedingssupplementen).

3.2.2.1     Antioxidanten

Algemeen kan gesteld worden dat antioxidanten de volgende eigenschappen bezitten:

• Vrije radicalen (i.e. reactieve zuurstofdeeltjes) neutraliseren
• Schade aan cellen, proteïnen en DNA voorkomen. Op deze manier zouden chronische ziekten zoals kanker, cardiovasculaire aandoeningen, Alzheimer, reuma en cataract voorkomen kunnen worden.

De positieve effecten van antioxidanten treden op bij lage concentraties. Consumptie van antioxidanten in een te hoge concentratie kan immers schadelijk zijn.

Figuur 7: Neutralisatie van een vrij radicaal door een antioxidant (Bron: NOWaste-project)

In levensmiddelen worden antioxidanten in eerste instantie aangewend om de oxidatieve stabiliteit te garanderen (een belangrijk kwaliteitscriterium van voedingsmiddelen in het algemeen en vetrijke producten in het bijzonder).

Er zijn zeer afdoende synthetische antioxidanten (bv. BHT, BHA) op de markt. De moderne consument staat echter sceptisch tegenover het gebruik van deze producten, waardoor de levensmiddelenindustrie reeds geruime tijd op zoek gaat naar natuurlijke alternatieven[4] (zie hoofdstuk 7).

Natuurlijke antioxidanten worden vandaag reeds geëxtraheerd uit reststromen van onder meer de appelsap-, olijfolie- en wijnverwerking[xlviii].

3.2.2.1.1      Polyfenolische verbindingen

Polyfenolische verbindingen of polyfenolen zijn chemische verbindingen die voorkomen in planten; als antioxidant hebben ze een anticarcinogene en ontstekingsremmende werking. Ze worden onderverdeeld in tanninen en fenylpropanoïden zoals ligninen en flavonoïden. Polyfenolen kunnen onder meer gewonnen worden uit (de perskoek) van appelen en peren. In appelen is het gehalte aan polyfenolen ongeveer 0,3%.

De bioactiviteit van polyfenolen komt dus hoofdzakelijk neer op hun antioxidatieve werking. Er is echter een vrij grote variatie in antioxidatieve werking van verschillende polyfenolen.

Uit onderzoek door Ecofys[xlix] (consultancy) blijkt dat een groot deel van de polyfenolen in de perskoek van appelen blijft zitten als oplosbare fractie (zelfs na winning van fruitsap waaruit polyfenolen als gedroogd voedingssupplement worden afgezet). Onderzoek van TNO toonde aan dat ook de perskoek van ananas polyfenolen bevat; deze stroom is echter niet interessant voor de Belgische en/of Nederlandse markt. In onze regio zijn er echter wel verwerkers van appels en peren; in die context is het aangewezen om de winning en toepassing van polyfenolen voor en in de voedingsmiddelenindustrie verder te onderzoeken.

Flavonoïden[l] zijn een uitgebreide groep (stikstofvrije) organische verbindingen met een typisch basisskelet die wijdverbreid zijn in het plantenrijk (zie figuur X). Flavonoïden komen vooral voor in (geneeskrachtige) kruiden, fruit, groenten, zaden, noten en op planten gebaseerde dranken zoals thee en wijn. Zo komen ze veel voor in bosbessen, maar ook in bloemen, vruchten, bessen, cacao en groenten. Druiven bevatten bijvoorbeeld 100 tot 135 mg flavonoïden per 100 g fruit. Flavonoïden dragen ook in belangrijke mate bij aan de smaak van voedingsmiddelen. Zo hebben ze bijvoorbeeld een grote invloed op de kleur en het aroma van rode wijn.

Figuur 8: Basisstructuur van een flavonoïde

Flavonoïden spelen een belangrijke rol in de plantenstofwisseling, voornamelijk als groeiregulatoren en bij de bescherming tegen ultraviolet licht, oxidatie en hitte. Het zijn in essentie pigmentstoffen (kleurstoffen) die verantwoordelijk zijn voor de felle kleuren van vele soorten fruit, groenten en bloemen. In het menselijk lichaam zijn ze essentieel voor de stofwisseling van vitamine C en in het handhaven van de integriteit van de capillairwanden. Flavonoïden kunnen beschouwd worden als krachtige antioxidanten.

3.2.2.1.2      Carotenoïden

Carotenoïden[li] omvatten een omvangrijke groep (meer dan 600 bekende moleculen) van gele tot roodachtige kleurstoffen, die vooral in de chromoplasten van planten, in bacteriën, maar ook in de huid, in het dekschild en in het pantser van dieren alsook in de veren of in het eigeel voorkomt, wanneer deze dieren via hun voedsel deze kleurstoffen binnenkrijgen.

Carotenoïden bestaan (meestal) uit onverzadigde koolwaterstofketens en hun oxidatieproducten. Carotenoïde is opgebouwd uit 8 isopreen-eenheden (2-methyl-1,3-butadieen-eenheden). Ze worden onderverdeeld in:

• Carotenen (bestaan alleen uit koolstof en waterstof)
• Xanthofyllen (zuurstofhoudende derivaten van caroteen)

De carotenoïden behoren tot de secundaire plantenstoffen, omdat ze slechts in lage concentraties in planten voorkomen. De meest voorkomende (vormen van) carotenoïden in voedingsmiddelen zijn alfacaroteen, bètacaroteen, bèta-kryptoxanthine, astaxanthine, luteïne, zeaxanthine en lycopeen.

De eerste drie genoemde carotenoïden kunnen in het menselijk lichaam omgezet worden in vitamine A (retinol). De meeste carotenoïden hebben een antioxidatieve werking.

In het Flanders’ FOOD-project NOWaste werd uitgebreid in kaart gebracht welke carotenoïden (en andere gezondheidsbevorderende functionele componenten) aanwezig zijn in wortelstoomschillen, afgekeurde wortelen, bonensnijresten, voetseldersnijresten, knolselderstoomschillen, preisnijresten, sinaasappelsnijresten, appelsnijresten, mangosnijresten en meloensnijresten.

Lycopeen[lii] is een helderrood carotenoïde dat in tomaat en andere rode vruchten, zoals watermeloen en rozenbottels, zit. Lycopeen wordt ook gebruikt voor het kleuren van voedingsmiddelen (zoals bv. soepen); het heeft E-nummer E160d. In 2009 heeft de Europese Commissie lycopeen toegelaten als voedselingrediënt (dus niet louter als kleurstof). Het mag o.a. gebruikt worden in sportdranken, vetten en dressings, en voedingssupplementen. Het gaat voornamelijk specifiek over synthetisch lycopeen dat door BASF wordt geproduceerd. Lycopeen van natuurlijke oorsprong (uit tomaten geïsoleerd) werd vóór 1997 al gebruikt in voedingsmiddelen binnen Europa, valt zodoende niet onder deze verordening 258/97 (betreffende nieuwe voedingsmiddelen en nieuwe voedselingrediënten) en mag daarom als voedselingrediënt gebruikt (blijven) worden. Er zijn aanwijzingen dat de consumptie van lycopeen tot een vermindering van het risico op prostaatkanker zou leiden.

Figuur 9: Stuctuur van lycopeen (Bron: Wikipedia)

Luteïne[liii] is een gele carotenoïde. Het komt voor in vele planten; commercieel wordt het echter meestal geïsoleerd uit gras, wier, brandnetels of goudbloem (Tagetes erecta). Als voedingsadditief is het in de EU toegestaan onder E-nummer E161b. Als voedingssupplement wordt het gebruikt tegen de oogaandoening maculadegeneratie, vaak in aanvulling op zeaxanthine. Luteïne zou ook preventief kunnen gebruikt worden tegen cataract. De carotenoïde kan ook helpen bij het beschermen van de huid tegen zonnestraling en kan het risico op hart- en vaatziekten verminderen. Verder beschermt luteïne celweefsel tegen radicalen en vertoont het ontstekingsremmende effecten. Luteïne komt voor in eieren, groenten als spinazie, andijvie, boerenkool en broccoli. Kiwi's, druiven en sinaasappel zijn ook rijk aan luteïne, maar in fruit komt deze stof in mindere mate voor dan in groente.

Figuur 10: Structuur van luteïne (Bron: Wikipedia)

3.2.2.2     Kleur-, geur- en smaakstoffen

(Vele van de bovenvermelde antioxidanten zijn eveneens kleur-, geur- en/of smaakstoffen.)

• De vruchtresten van frambozen die, samen met de pitten, overblijven als ‘drab’ na de productie van frambozensap kunnen bijvoorbeeld na extractie verder verwerkt worden tot natuurlijke kleurstoffen (zie bijlage 2).
• Anthocyanen zijn een heel grote groep van kleurstoffen die voorkomen in rood-blauwe planten. Ze behoren tot de flavonoïden en bezitten een anti-oxidatieve werking. In levensmiddelen is het gebruik van anthocyaan als kleurstof toegelaten bij vermelding van E-nummer E163 op de ingrediëntenlijst. Anthocyanen komen van nature in bijvoorbeeld bosbessen, druiven, kersen en aubergines[liv]. Onderzoek bij muizen heeft aangetoond dat een anthocyaanrijk dieet de groei van bepaalde types kankers kan vertragen. Ook zou de substantie de kansen verlagen op de ontwikkeling van obesitas. De stof zou echter niet werkzaam zijn wanneer zij afzonderlijk wordt ingenomen; de samenstelling van de ‘food matrix’ (of: welke ingrediënten samen worden opgenomen met anthocyaan) is bijgevolg heel belangrijk met betrekking tot de gezondheidbevorderende werking van deze kleurstof.
• Het toevoegen van kleurstoffen aan voeding blijft stijgen: jaarlijks groeit deze subcategorie van ingrediënten met gemiddeld 12,6%. Wereldwijd zijn bakkerijproducten, zoetwaren en bereide maaltijden de belangrijkste productgroepen waaraan kleurstoffen worden toegevoegd. De gele kleurstof kurkuma staat bovenaan de lijst van meest gebruikte kleurstoffen in voedingswaren; en wordt gevolgd door de kleurstof karamel[lv].
• GNT Group[lvi], producent van kleurstoffen voor gebruik in levensmiddelen, legt de focus volledig op ‘natuurlijke ingrediënten’. Het bedrijf stelde onlangs (nieuwe) fruit- en groentenconcentraten voor die fungeren als natuurlijke kleurstof, voor toepassingen als gecoate noten, chips en popcorn (Vmt, 2016).