artikel

Textuur en verzadiging

Algemeen

Het remmen van de eetlust is een eigenschap die steeds vaker wordt toegevoegd aan voedingsmiddelen in specifieke categorieën om overgewicht bij consumenten te bestrijden. Door gebruik te maken van expertise op het grensvlak van fysiologie en voedingstechnologie helpt NIZO food research de industrie met het ontwikkelen van nieuwe concepten om de verzadigende werking van hun producten te vergroten.

Het voorkomen van overgewicht en obesitas is en blijft wereldwijd een belangrijke opgave. Naast levenstijl, vervult voeding hierin een belangrijke rol in het waarborgen van de balans tussen energie-inname en verbranding.

Daarom zijn voedingsmiddelenbedrijven continu op zoek naar nieuwe voedingstechnologische concepten om de verzadigende werking van hun producten te vergroten. Zo zijn er in de loop der jaren diverse ingrediënten op de markt verschenen waarvan geclaimd wordt dat deze kunnen bijdragen aan het behalen en/of behouden van een gezond gewicht door de eetlust te beïnvloeden.

Rol van textuur
De textuur (het fysische karakter) van voedingsmiddelen is een intrinsieke eigenschap die bijdraagt aan diverse kwaliteiten van het voedingsmiddel. Zo zal de textuur van de voeding mede bepalen hoe het verpakt moet worden, het eruit ziet, hoe stabiel het is, het smaakt enzovoort. Maar de fysische eigenschappen van voedingsmiddelen kunnen ook de eetlust beïnvloeden.

Vooral de fysische eigenschappen van de voeding tijdens passage van het maagdarmkanaal hebben een grote invloed op de vertering van het voedsel en bijbehorende verzadigingsgevoelens. Op het gebied van verzadiging wordt onderscheid gemaakt tussen ‘satiation’ en ‘satiety’. Hierbij kan verhoogde ‘satiation’ bijdragen aan een verminderde voedselinname tijdens een maaltijd en kan een verhoogde ‘satiety’ bijdragen aan een verminderde voedselinname tussen twee maaltijden door. Beide aspecten kunnen beïnvloed worden door de textuur van de voeding.

Allereerst kan de textuur van het product zelf zoals het uit de verpakking komt een effect hebben op de verzadiging na inname. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat een drankje met een hogere viscositeit meer verzadigend is dan een drankje met lagere viscositeit.

Doordat andere eigenschappen zoals gewicht, volume, temperatuur, totaal aantal calorieën, macronutriëntensamenstelling, calorische dichtheid, snelheid van inname, smaak, uiterlijk en de benodigde activiteit voor consumptie gelijk waren toont deze bevinding de grote rol van textuur van dranken in verzadiging. Dit is belangrijk omdat dranken geen essentiële bron van energie hoeven te zijn. De energie hiervan komt eerder extra boven op de energie/calorieën uit andere voedselbronnen dan ter vervanging van de energie uit deze andere bronnen, wat bij regelmatige inname en onvoldoende beweging dus kan bijdragen aan gewichtstoename.

Maagdarmkanaal
Vanuit het oogpunt van formulering is de ruimte om in bestaande productcategorieën de textuur te veranderen echter beperkt en zullen kleine, voor de consument nauwelijks merkbare, veranderingen in viscositeit geen groot effect op verzadiging hebben. Daarom is er een grote interesse voor concepten die gebruikmaken van veranderingen in textuur na inname van het voedsel. Met andere woorden: het beïnvloeden van de eetlust door veranderingen in de producteigenschappen tijdens de vertering van het voedsel in het maagdarmkanaal.

Zo zal voedsel dat de maag snel passeert leiden tot een relatief snel verzadigingsgevoel (volgevoel), onder andere vanwege een snellere afgifte van nutriënten in bloed. Een bekend voorbeeld hiervan is het principe van de zogenaamde ‘snelle’ en ‘langzame’ eiwitten. Waar ‘langzame’ eiwitten coaguleren/aggregeren onder maagcondities (waaronder lage pH) blijven ‘snelle’ eiwitten goed gedispergeerd. Hierdoor zijn ‘snelle’ eiwitten beter beschikbaar voor de verteringsenzymen, zullen er eerder verzadigende peptiden en aminozuren gevormd worden en zullen de eiwitten sneller beschikbaar zijn als nutriënten (aminozuren) voor transport naar het bloed.

Aan de andere kant kunnen ingrediënten coaguleren en geleren onder maagcondities waardoor weerstand in de maag toeneemt om het voedsel te kneden tot een vorm die geschikt is voor transport naar de dunne darm. Nu is een verhoogde weerstand tijdens het kneden van de maag tevens geassocieerd met verhoogde gevoelens van ‘vol’ zitten wat verder illustreert dat textuur tijdens maagdarmpassage een belangrijke rol speelt.

Een tweede voorbeeld van textuureigenschappen die onder maagdarmcondities de gevoelens van verzadiging kunnen beïnvloeden is emulsiestabiliteit. Zo is een olie-in-water emulsie die stabiel is onder maagdarmcondities meer verzadigend dan een emulsie die instabiel is. Dus de keuze van emulgator tijdens het ontwerp van een voedingsemulsie kan een grote invloed hebben op de uiteindelijke verzadigende werking van de emulsie.

Simulatie van vertering
Om textuureigenschappen tijdens vertering te kunnen meten heeft NIZO food research een model ontwikkeld genaamd SIMPHYD (simulation of physiological digestion) waar ‘in vitro’ vertering gecombineerd wordt met in-line textuurmetingen. Op deze manier kan de potentie van ingrediënten (of combinaties) om verzadiging te beïnvloeden gemeten worden aan de hand van diverse standaarden die gevalideerd zijn in humane studies.

Binnen SIMPHYD zijn de condities in de maag zodanig gesimuleerd dat de vertering wordt nagebootst volgens fysiologische parameters (enzymen, zouten, snelheid van verzuring, enzymsecretie, menging, enzovoort) en de effecten op de texturele eigenschappen (in dit geval opbouw van viscositeit) kunnen worden vastgesteld.

Naast het meten van deze effecten zijn strategieën ontwikkeld om de verzadigende eigenschappen van deze ingrediënten te veranderen. Zo kan bijvoorbeeld door gebruik te maken van food-grade modificaties (zowel enzymatisch als niet-enzymatisch) het gedrag van bepaalde voedingsingrediënten onder maagcondities aangepast worden.

Bijvoorbeeld door modificatie is caseïne, een klassiek ‘langzaam’ eiwit, te converteren naar een ‘snel’ eiwit. In figuur 1 is goed te zien dat caseïne onder maagcondities een veel hogere viscositeitopbouw geeft dan wei-eiwitten. In figuur 1B is te zien dat door modificatie van caseïne het patroon van textuuropbouw geconverteerd is naar het patroon van een ‘snel’ eiwit.

Modificaties
NIZO food research heeft verschillende engineering strategieën ontwikkeld om ‘langzame’ eiwitten te modificeren tot ‘snelle’ eiwitten en vice versa. Een voorbeeld hiervan is hydrolyse van caseïne, wat kan leiden tot een snellere afgifte van aminozuren in het bloed dan met intact caseïne, waarschijnlijk doordat coagulatie onder maagcondities is verminderd.

Andere voorbeelden zijn oppervlaktemodificaties van eiwitten zoals aanbrengen van lading op het oppervlak, cross-linking van eiwitten of binden van extra moleculen op het oppervlak. Het effect van een dergelijke modificatie van eiwitten is te zien in figuur 2. Hier is caseïne gemodificeerd door een food-grade polymeer aan te brengen waardoor de eigenschap van hoge viscositeitopbouw wordt veranderd.

In feite is hier een ingrediënt gemaakt met een intermediaire viscositeitopbouw (tussen die van intact caseïne en de gemodificeerde caseïne van figuur 1 in). Deze voorbeelden illustreren de mogelijkheden om door middel van food-grade modificaties de mogelijke verzadigingseigenschappen van voedingingrediënten te beïnvloeden door het gedrag onder maagdarmcondities te beïnvloeden.

Dus door het maken van slimme keuzes van ingrediënten, ingrediëntcombinaties en door modificaties kunnen de eigenschappen van een voedingsmiddel zodanig gedefinieerd worden dat het gedrag onder maagdarmcondities een optimaal verzadigend effect induceert. Dit biedt mogelijkheden voor nieuwe innovaties in de productcategorie gewichtsmanagement.

Reageer op dit artikel