Consumenten waarderen de knapperigheid van producten zoals brood en snacks. Maar wat wordt als knapperig ervaren? De voedingsmiddelenindustrie wilde hierover graag achtergrondinformatie en startte in 2003 het Project: Crispy and Crunchy behaviour of cellular solid foods.

Dit onderzoek is onderdeel van het programma Sensory and Structure van het Top Institute Food and Nutrition. Het doel van het onderzoek was de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de knapperigheid of krokantheid van voeding te ontrafelen. Met het uiteindelijke doel de versheid van producten zoals brood en gefrituurde snacks aanzienlijk te verlengen.

In totaal werkten negen mensen aan het project. De bedoeling was om de industrie richtlijnen te bieden om producten twee keer zo lang krokant te laten zijn. Consumenten ervaren een product als krokant als het uiteenvalt in meerdere stukken, geluid maakt en niet taai is. Daarom omvatte het Crispy Crunchy-project onderzoeken naar breukeigenschappen, geluid en watertransport.

Glasovergang
Promovendus Neleke van Nieuwenhuijzen onderzocht als onderdeel van het Crispy Crunchy-project hoe het watertransport in krokante producten verloopt. Als model nam ze brood. De kruim van brood is over het algemeen vochtig en zacht en de korst droog en knapperig. Na verloop van tijd trekt het water uit de kruim naar de korst en wordt de korst taai en minder krokant, vertelt ze.

In eerste instantie onderzocht ze of de beweeglijkheid van eiwit en zetmeel in brood verantwoordelijk zijn voor het taai worden van de korst. “De gangbare theorie was dat er een relatie is tussen het moment dat eiwit en zetmeel gaan bewegen, de zogenaamde glasovergang, en het verlies van krokantheid van de broodkorst. Een korst verliest haar krokantheid bij een vochtgehalte van ongeveer tien procent. Maar de glasovergang, het moment waarop een vaste stof van een glasachtige vaste fase naar een rubberachtig taai materiaal gaat, treedt pas op bij een watergehalte van vijftien procent.

Bij onderzoek naar de mobiliteit van water bleek het omslagpunt wel bij een vochtgehalte van tien procent te liggen. De conclusie is dat het niet de beweeglijkheid van hele ketens is die zorgt dat de korst krokantheid verliest, zoals werd gedacht, maar dat de beweeglijkheid van water en eventueel korte ketens en zijketens van eiwitten en zetmeel daarvoor zorgen. Als je je tanden in de broodkorst zet gaat de energie die daarmee gepaard gaat op in de beweeglijkheid van het water en niet in het breken van de korst.”

De watermoleculen absorberen de energie en voorkomen dat de korst in kleine stukjes breekt. Als een korst krokant is, dan treedt er een snelle breuk op. Als de energie op een andere manier verdwijnt, als zogenaamde energiedissipatie optreedt, wordt de breuksnelheid minder, komt er minder geluid vrij en wordt het product als minder knapperig ervaren.

Lamellen
Van Nieuwenhuijzen toonde aan dat de structuur van de korst en niet de ingrediënten bepalend zijn voor de snelheid van vochtopname. Ze vergeleek een modelkorst met een echte broodkorst. De opname van water ging langzamer voor het model dan voor de echte korst. “Dit komt waarschijnlijk doordat de modelkorst dikkere lamellen heeft en een dichtere structuur. De luchtbellen in de modelkorst waren zichtbaar groter.

Wat je dus eigenlijk wilt om een brood met knapperige korst te krijgen, is een binnenkant die een fijne structuur heeft en een buitenkant met een grove structuur.”

Ook onderzocht ze welk netwerk, zetmeel of gluten, de belangrijkste rol speelt bij krokantheid van de korst. Vergelijking met literatuur liet zien dat de krokantheid van de broodkorst achteruit gaat bij een wateractiviteit die vergelijkbaar is met het punt waarop de krokantheid van gluten achteruit gaat. Dat is bij hogere wateractiviteit dan het omslagpunt voor zetmeel. Dit suggereert dat het behoud van krokantheid vooral afhangt van het glutennetwerk.

Afbakken
Een bekend probleem bij bakkers is dat de korst eerder slap wordt als er meer water in het deeg zit. Dit is vooral het geval bij afbakbroden. Deze worden voorgebakken en vervolgens ingevroren. Na ontdooien is de buitenkant van het brood vochtig en zal daardoor na afbakken minder lang krokant blijven.

De theorie van Van Nieuwenhijzen is dat er waarschijnlijk na het bakken op plekken in het brood waterreservoirs zitten die ervoor zorgen dat de korst minder lang knapperig is. Maar dat is nog niet bewezen. Fabrikanten kunnen hierop inspelen door te zorgen dat de korst niet vochtig wordt, bijvoorbeeld door te vacuümkoelen.

Een andere mogelijkheid is om een enzym te gebruiken. “Als je een protease op de korst van een brood sprayt voor het bakken, dan knipt het protease het eiwit in stukjes en na het bakken heeft de korst een lager vochtgehalte en neemt langzamer vocht op”, zegt Van Nieuwenhuijzen. Een collega uit het Crispy Crunchy-project ontdekte al dat dit enzym effectief is. Van Nieuwenhuijzen wist te verklaren dat ook hier structuur de doorslaggevende factor is.

De adviezen die de promovendus fabrikanten meegeeft om een broodkorst zo krokant mogelijk te houden zijn: houdt het watergehalte in de korst vanaf het begin zo laag mogelijk, besproei het deeg met een protease-oplossing en zorg voor een structuur (bijvoorbeeld dikke lamellen, maar hier is nog meer onderzoek voor nodig) die langer vers blijft.