Domein Lab4Food - Textuur, reologie en sensoriek

Projecten

Basisconcept

De doelstellingen die in dit deeldomein worden ontwikkeld, zijn op dit moment geconcretiseerd in volgende projecten en/of projectvoorstellen:

In elk van deze onderwerpen zit een meer fundamenteel wetenschappelijk luik, een objectieve meting van textuur en een sensorische analyse.

Lopende projecten

Optimalisatie van het snijproces van kaas met eindige elementenmodellering

De hoofddoelstelling van dit onderzoek is het optimaliseren van het snijproces van een niet-lineair, visco-elastisch levensmiddel door middel van eindige elementen modellering. Als modelsysteem voor dit onderzoek wordt kaas gekozen.

Deze hoofddoelstelling wordt uitgewerkt aan de hand van drie deeldoelstellingen.

Deeldoelstelling 1: Inzicht verwerven in het mechanisch en reologisch gedrag van kaas en de mechanica van snijprocessen

Het mechanisch en reologisch gedrag van kaas moet bestudeerd worden om een goede keuze te maken in de materiaalparameters die nodig zijn om een goed eindige elementen model van kaas te kunnen opstellen. Ook is inzicht vereist in de mechanische achtergrond van snijprocessen om het snijden te simuleren met een eindige elementen model.
De ontwikkelde eindige elementen modellen zullen bovendien op hun beurt bijdragen tot het verhogen van het inzicht in de textuurkenmerken van kaas en in de mechanica van het snijproces.

Deeldoelstelling 2: Opstellen van een eindige elementen model voor het snijproces van kaas

In andere industriële sectoren zijn eindige elementen modellen reeds gebruikt om snijden te simuleren. In dit onderzoeksproject wordt deze methodologie toegepast op het snijden van kaas. Dit vereist zowel een goed onderbouwd model voor het visco-elastische levensmiddel als een model van de mechanica van het snijproces. Hiervoor is het inzicht uit deeldoelstelling 1 noodzakelijk.

Deeldoelstelling 3: Optimalisatie van het industriële snijproces van kaas

Op basis van het model uit deeldoelstelling 2, worden de optimale procesparameters voor het snijden van het kaasmodel bepaald. Gezien het grote aantal vrijheidsgraden in het snijproces, zullen met een onderbouwd design of experiments simulaties worden uitgevoerd om de optimale instellingen te bepalen. Deze worden gevalideerd op een industriële installatie.

Het gebruik van eindige elementen modellen voor het optimaliseren van het snijproces van levensmiddelen is een innovatieve benadering van dit belangrijke proces in de voedingsindustrie. In de huidige wetenschappelijke literatuur zijn de verschillende deelaspecten reeds beschreven (wat de haalbaarheid van het project illustreert). Eindige elementen modellen voor kaas zijn in beperkte mate ontwikkeld; de optimalisatie van het snijproces van industriële producten (b.v. metaal) met eindige elementen is reeds gebeurd. De integratie van beiden voor de optimalisatie van het snijproces van levensmiddelen is echter nog niet gebeurd.

Dit onderzoeksproject wordt gesteund door het IWT als een strategische onderzoeksbeurs.

Onderzoeker: Els Vandenberghe

Promotor: Prof. J. De Baerdemaeker (KULeuven)
Co-promotoren: Dr. J. Claes (KHKempen) en Dr. B. De Ketelaere (KULeuven)

Toepasbaarheid van het Foodtexture Puff Device voor reologische metingen in de voedingsindustrie

Reologische kenmerken zijn van cruciaal belang voor de kwaliteit van heel wat levensmiddelen. Bijgevolg is kennis van en inzicht in de reologie van levensmiddelen zeer belangrijk voor voedingsbedrijven, zowel vanuit kwaliteitsoogpunt als vanuit processing. De complexiteit van reologisch gedrag is echter zeer groot en slechts een klein aantal levensmiddelen vertoont het eenvoudige Newtonse gedrag. Dit bemoeilijkt uiteraard het reologisch onderzoek. De huidige beschikbare metingen kunnen opgedeeld worden in twee groepen: enerzijds eenvoudige, empirische metingen die het onderliggende gedrag slechts in beperkte mate beschrijven en anderzijds complexe en dure analyses waarvan de resultaten vaak moeilijk te interpreteren zijn.

In dit project wordt de toepasbaarheid van een nieuwe meettechniek bestudeerd voor levensmiddelen. In deze meetsensor, het zogenaamde Foodtexture Puff Device (FPD) worden luchtpulsen op een oppervlak geblazen en de uitwijking van het oppervlak wordt gemeten met een laser afstandssensor in functie van de tijd. Deze sensor heeft een aantal belangrijke voordelen: geen staalvoorbereiding, contactloos en snel, dynamische metingen zijn mogelijk, en inzetbaar voor een breed spectrum van levensmiddelen.

Het einddoel van het project is het ontwikkelen van een best practice guide (handleiding, beslissingsboom) voor een wetenschappelijk gefundeerde en gerichte toepassing van het Foodtexture Puff Device in voedingsbedrijven. Hiervoor worden drie modelsystemen en een bijhorende toepassing bestudeerd: (i) suikersystemen met fruitpuree als toepassing, (ii) vetsystemen met chocolade als toepassing en (iii) tarwedegen met pasta- en bakkerijdegen als toepassing. De ontwikkelde best practice guide wordt tenslotte gevalideerd op een andere toepassing, met name aardappelpuree.

Dit TETRA project wordt uitgevoerd met steun van IWT Vlaanderen en 10 deelnemende bedrijven.

Meer info bij de projectcoördinator Johan Claes of in de samenvatting.

Textuurverbetering van verwerkte aardbeien

Afsluitende studiedag op 1 maart 2010: Programma en inschrijven

De consument verwacht vandaag verse voedingsproducten met een hoog convenience gehalte. De producent van levensmiddelen wil een voldoende houdbaarheid om tijdig de markt te bereiken. Beide verwachtingen zijn vaak tegenstrijdig en leiden tot een noodzaak aan minimaal verwerkte producten (textuur, aroma, smaak, met hoog versheidskarakter) met toch een lange houdbaarheid (o.a. beperkt risico op pathogene en bederf gerelateerde micro-organismen). Toegepast op de context van dit project, moet fruit dat verwerkt wordt in levensmiddelen, verhit worden om een aanvaardbare houdbaarheidsperiode te bekomen. Hierdoor gaat echter het verse karakter, o.a. de stevigheid van het fruit, verloren.

Dit project beoogt het ontwikkelen van fruit gebaseerde producten met verbeterde textuureigenschappen geschikt voor toepassing in levensmiddelen met voldoende houdbaarheid. Hiertoe worden specifieke bestaande en nieuwe voorbehandelings (enzyminfusie)- en conserveringsmethoden (diepvriezen, hitte- en/of hogedrukbehandeling) gericht gecombineerd. Meer specifiek wordt gewerkt met aardbeien, toegepast in verse zuivelproducten (yoghurt en platte kaas) en consumptie-ijs. Mogelijks wordt ook gewerkt met een toepassing in bakkerijproducten.

Een eerste belangrijk innovatiedoel is het op pilootschaal implementeren van een aantal nieuwe technieken (vacuüminfusie, in combinatie met hitte en/of druk bij processing) die wetenschappelijk onderbouwd zijn en op laboratoriumschaal als beloftevol werden geïdentificeerd.

Om dit doel te bereiken wordt de relatie gelegd tussen sensorische eigenschappen, instrumentele textuurmetingen en wijzigingen van de fruitstructuur op moleculair en microscopisch niveau. Door de combinatie van deze analyses wordt meer inzicht verworven in de veranderingen in fruittextuur en hun gevolg voor de appreciatie door de consument. Dit inzicht vormt de basis voor een tweede belangrijk innovatiedoel, nl. het gericht sturen en optimaliseren van de fruittextuur door aanpassingen van de procesparameters van de voorbehandeling en/of de processing.

Dit onderzoek zal dus leiden tot de ontwikkeling van vernieuwde levensmiddelen, met een verbeterde textuur van de daarin gebruikte, verwerkte aardbeien. Bovendien kunnen de resultaten bekomen in dit project overgedragen worden naar andere fruittypes. Dit moet de bedrijven toelaten om door productinnovatie een stevigere uitgangspositie in te nemen op de internationale markt.

Dit TETRA project wordt uitgevoerd met steun van IWT Vlaanderen en 8 deelnemende voedingsbedrijven.

Meer info bij de projectcoördinator Johan Claes

Houdbaarheid van Tofu: invloed van verpakkingscondities op textuur en microbiologie

Om de houdbaarheid van minimaal behandelde levensmiddelen te verlengen, wordt onder andere gebruik gemaakt van een aangepaste verpakkingsstrategie. Meestal betekent dit een gewijzigde gassamenstelling, in combinatie met niet- of semipermeabele verpakkingsmaterialen. Dergelijke verpakking beïnvloedt zowel de microbiologie (b.v. remmen van aërobe bederforganismen) als de textuur (b.v. verminderen van uitdroging) van het levensmiddel.

Dit leidt dus tot een interessante driehoek, waarbij textuur, microbiologie en de verpakkingsstrategie met mekaar in relatie staan. Door op basis van textuurkenmerken en de microbiologie een optimale keuze te maken in de verpakkingsstrategie, kan de houdbaarheid van deze minimaal behandelde levensmiddelen worden verlengd.

In dit project wordt deze driehoek geëxploreerd met tofu als modelproduct. De onderzoeksvraag wordt daarbij geformuleerd als volgt:

Wat is de impact van de verpakkingsstrategie op de evolutie in textuur en microbiologie van Tofu?

Zie ook onze publicatiepagina voor de resultaten van dit project.

Andere verwante projecten

Vanuit dit thema wordt ook meegewerkt aan het Shake onderzoeksproject.

Shake is een ontbijtconcept, specifiek ontwikkeld om slikproblemen bij dementerende bejaarden te verhelpen. Bovendien heeft dit ontbijt een evenwichtige, nutritionele samenstelling. Om dit concept ook in de thuiszorg en op grotere schaal te kunnen toepassen is industriële conservering noodzakelijk, met daarin twee stappen: (1) reologische karakterisering van het Shake ontbijt en (2) industriële conservering, met de impact op de microbiologie en reologie.

Een meer uitgebreide beschrijving van dit project is te vinden onder het onderzoeksthema Nutritioneel onderzoek.

 

© 2012 - KHKempen - johan.claes@khk.be