Veel van de huidige consumentenproducten zijn ontwikkeld met smaakbeleving als uitgangspunt. Houdbaarheid of microbiële stabiliteit is de secundaire factor waarmee rekening moet worden gehouden. Een productformulering zal altijd voor marktintroductie getest worden op houdbaarheid. Om te kijken of het product stabiel blijft , wordt daarbij vaak expres een bepaalde hoeveelheid van een contaminerend organisme toegevoegd. Voor een snelle en efficiënte uitvoering worden deze tests vaak uitgevoerd bij een relatief hoge temperatuur en wordt er een overdosis van het contaminerende organisme toegevoegd. Het nadeel van dit type meetmethodieken is dat er vaak meer conserveringsmiddel nodig is dan wanneer dezelfde test zou worden uitgevoerd met kleinere hoeveelheden contaminerende organismes. Naast extra kosten voor de producent leidt het toevoegen van een hogere concentratie conserveringsmiddel dan nodig tot een minder positieve beleving van het product door de consument. Zeker wanneer een extra type conserveringsmiddel moet worden toegevoegd. Minimalisering hee ft dus voordelen voor zowel consument als producent.

Natuurlijke remming

Fermentatie is een klassieke methode voor bederfmanagement. Bederf wordt beperkt dankzij gevormde zuren of alcoholen, die de groei van velerlei organismes remmen. Recentelijke bevindingen in de literatuur geven aan dat bacteriën ook een grote variëteit aan kleine eiwitten en andere groeiremmende moleculen maken. De bekendste is natamycine; een grote variëteit van andere moleculen is echter inmiddels geïdenti ficeerd (Int J Food Microbiol, 2016. 220: p. 73-90). Interessant genoeg zijn deze sto ffen in veel gevallen in staat om ook de groei van schimmels en gisten te remmen. In de huidige vakliteratuur is er een groot aantal voorbeelden van melkzuurbacteriën die de groei van een variëteit aan schimmels kunnen inhiberen. Phenyllactate is een van de bekendere voorbeelden van een stof die in relatief lage concentraties leidt tot sterke remming van de groei van schimmels.

Schimmelremmend

Verder is er een grote variëteit aan natuurlijke stoff en die eveneens sterk remmend werken op schimmels (Int J Food Microbiol, 2016. 220: p. 73-90). Voorbeelden daarvan zijn essentiële oliën als citral, limonene, menthol en thymol (J Agric Food Chem, 2009. 57(18): p. 8564-71). Kaneel, kruidnagel en oregano staan eveneens bekend om hun schimmelremmende capaciteiten (Packaging Technology and Science, 2014. 27(4): p. 293-302). Uiteraard geven al deze sto ffen hun eigen smaak mee aan het eindproduct. Daarom is het van essentieel belang dat de gebruikte concentraties laag worden gehouden en mogelijk in combinatie met elkaar worden gebruikt, zodat de consument deze natuurlijke toevoegingen positief ervaart. Het gebruik van de genoemde stoff en in verschillende concentraties en combinaties leidt tot een groot aantal te testen combinaties. Een high throughputaanpak zoals NIZO inzet, helpt daarbij om de optimale combinatie en concentraties van inhiberende sto ffen te bepalen.

Screenen productformulering

Gevoelige high throughput analyses zijn in de farmaceutische industrie al gemeengoed. In dit type analyses kunnen tot 10.000 verschillende variabelen per week worden getest. Dit heeft geleid tot een krachtige optimalisatiemethodiek en de analyse fungeert als de katalysator in de continue voortgang die in deze industrie wordt geboekt. In de foodprocessingindustrie is het gebruik van deze technologie nog beperkt. NIZO ontwikkelde een high throughput methodiek voor het nauwkeurig meten van allerlei verschillende voedselcontaminerende organismes in voedselproducten zoals die in de industrie worden toegepast. Concentraties zo laag als 10² CFU/gram kunnen ook in een high throughputmanier worden gemeten. Dit betekent in de praktijk dat duizenden verschillende productformuleringen tegelijkertijd getest kunnen worden op houdbaarheid. Onderzoekers kunnen de groei van contaminerende organismes nauwkeurig volgen in de tijd, waarbij ze scherp letten op het nabootsen van condities zoals die ook in de werkelijkheid voorkomen. Aangezien de celtellingen vaak in verschillende concentraties gedaan moeten worden, voeren de onderzoekers soms wel 30.000 plaattellingen per week uit voor dit type onderzoek. Omdat dit een volledig geautomatiseerd proces is, kan dit toch uitgevoerd worden tegen acceptabele inzet van arbeidsmiddelen.

Combinaties testen

Door exact te kijken bij welke concentratie conserveringsmiddel de groei van voedselbedervende organismes volledig wordt geremd, kan de optimale concentratie conserveringsmiddel bepaald worden. Bij kort houdbare producten is het eventueel ook mogelijk om de exacte groeisnelheid van de organismes te bepalen. Hierbij wordt het eff ect van heel veel verschillende concentraties conserveringsmiddel vergeleken met de groeisnelheid van de bederforganismes. Deze informatie bepaalt mede de minimale concentratie conserveringsmiddel voor een goed stabiel product. Daarnaast kan een combinatie van natuurlijke conserveringsmiddelen getest worden. Dankzij het gebruik van het high throughput technologie is het mogelijk om vrijwel alle combinaties in het product te testen op hun eff ect op de houdbaarheid van het product en de eff ectiviteit van deze stoff en tegen contaminerende bacteriën of schimmels. Het is van essentieel belang gebleken om deze testen in het product uit te voeren. De ingrediënten die daarin aanwezig zijn, kunnen namelijk de eff ecten van de antimicrobiële stoff en versterken of juist verzwakken. Aangezien er op voorhand geen wetenschappelijke methode is om zulke eff ecten te voorspellen, is het inproduct testen van de verschillende natuurlijke conserveringsmiddelen op dit moment de enige methode.

Nieuwe onderzoeksmogelijkheden

Het vertalen van high throughput analyses uit de farmaceutische industrie naar de voedselindustrie leidt tot nieuwe onderzoeksmogelijkheden waar veel vraag naar is. De zoektocht naar een natuurlijk conserveringsmiddel is slechts een van de vele mogelijkheden. Andere onderzoeksmogelijkheden zijn optimalisatie van de textuur, hygroscopiciteit en kleur stabiliteit van het product. Al deze para meters kunnen met een grote variëteit van ingrediënten worden beïnvloed.