Erwteneiwit uit 3D-printer vervangt dierlijk vet

Vegaburgers halen het nog niet bij burgers gemaakt van echt vlees. Die zijn vaak wat droog. Als het aan Wageningse onderzoekers ligt, komt daar snel verandering in. Zij doen onderzoek aan emulsies die met een 3D-printer te verwerken zijn en waarmee de structuur van dierlijk vet na te maken is.

Wat maakt een stukje vlees zo lekker? Behalve de smaak zit hem dat ook in de sappigheid. ‘Die sappigheid komt van het vet dat in het vlees zit’, zegt onderzoeker Costas Nikiforidis van de Wageningen University & Research. ‘Het vet in het vlees smelt bij het bereiden en dat vinden veel mensen lekker.’

De trend is de laatste jaren dat bedrijven proberen om producten te ontwikkelen waarbij de dierlijke eiwitten zijn vervangen door plantaardige eiwitten (Lees wat we er eerder over schreven: 'Kunstbiefstuk met vleesstructuur' en 'Ooit zullen we dieren fokken bizar vinden'). Dat is niet alleen diervriendelijker maar ook belangrijk voor het milieu en het klimaat, omdat voor het laten groeien van kippen, varkens en koeien enorme hoeveelheden water, voedsel en ruimte nodig zijn.

Vleesvervangers in het schap

Nu liggen er in de supermarkt dus verschillende vleesvervangers in het schap, die langzaam aan populariteit winnen. Alleen, zijn die echt lekker? Nikiforidis: ‘Tot nu toe is al het onderzoek gericht geweest op het vervangen van de eiwitten, maar nu realiseren we ons dat de producten het nog niet helemaal zijn. Veel vleesvervangers zijn wat droog. En soms worden er wel plantaardige vetten gebruikt, maar dat zijn dan palmolie of kokosvet. Die zijn ofwel ongezond ofwel hebben een smaakje.’

Eiwitten uit doperwten

Samen met collega’s werkt Nikiforidis aan een oplossing: een plantaardige vetvervanger. Zij hebben experimenten gedaan waarbij ze oliedruppeltjes mengden met eiwitten uit doperwten. De aldus verkregen emulsie ging in een 3D-printer die er vormpjes van printte. 'Je kan hiervoor elke plantaardige olie gebruiken, zoals olijfolie, zonnebloemolie of koolzaadolie.' Details van het proces staan in een artikel van de onderzoekers, dat onlangs verscheen in Advanced Functional Materials.

Deze vormpjes, die slechts dienden als voorbeeld, waren redelijk stevig en bleven een paar dagen staan (zie de foto's hieronder). De pasta, die ‘aanvoelt als een dikke boter’ (Nikiforidis), heeft min of meer de structuur van dierlijk vet en zou in vleesvervangers op termijn dus wellicht voor sappigheid kunnen zorgen.

Plumpudding

Om dit voor elkaar te krijgen moesten de onderzoekers wel een slimme truc uithalen. Hun eerste pogingen om een stevige pasta te mengen waren namelijk mislukt. Het bleek niet genoeg om simpelweg oliedruppeltjes met erwten-eiwitten te mengen, om na het printen een stevige structuur over te houden. Het spul kwam uit de printer, maar zakte daarna als een plumpudding in elkaar.

Erwten-eiwitten als lijm

De oliedruppels moesten - na het printen - op de een of andere manier bij elkaar worden gehouden. Dat kon niet met een chemische lijm, omdat mensen die niet kunnen eten. Toen herinnerde Nikiforidis zich iets. ‘Uit eerder onderzoek wisten we dat die erwten-eiwitten zelf een soort lijm vormen als je de zuurgraad een beetje verlaagt, oftewel ze in een mild zure omgeving brengt. Dit was de sleutel.’

Stevige structuur

Door een zuur toe te voegen aan de emulsie, vormde zich na het 3D-printen wel een stevige structuur, die aanvoelt als dierlijk vet. De onderzoekers begrijpen ook hoe dat kan. De erwten-eiwitten klonteren samen tot deeltjes van 50 tot 500 nanometer groot die tussen de oliedruppeltjes kruipen (zie de afbeelding hieronder).

Grafische weergave van de emulsie waarin de oliedruppeltjes dicht op elkaar zitten. Links de situatie waarbij onvoldoende hechting is tussen de oliedruppels (en de geprinte pasta dus in elkaar zakt). Rechts hebben de erwteneiwitten klontjes gevormd die extra hechting veroorzaken tussen de oliedruppels. Na 3D-printen van deze emulsie bleef de pasta stevig overeind.

Mand vol tennisballen

Door aantrekkende krachten houden deze eiwitpropjes de oliedeeltjes bij elkaar. ‘Je kan het vergelijken met een mand vol tennisballen. Die zitten normaal gesproken los, maar als je er lijm overheen kiepert, heb je na drogen een stevige structuur’, zegt Nikiforidis.

Het mooie is dat de eiwitten uit erwten prima fungeren als lijm, maar dat je ze ook kunt eten. Dat biedt perspectief bij het toepassen in daadwerkelijke vleesvervangers.

Vleesvervanger afwisselen met laagjes vet

Hiertoe werken de Wageningse onderzoekers nu samen met producenten van deze alternatieven voor vleesproducten. ‘Op termijn kunnen we misschien komen tot een 3D-printer die laagsgewijs de vleesvervanger print, afgewisseld met laagjes vet.’

Op dit moment is de plantaardige vetvervanger smaak- en reukloos, maar op korte termijn willen de voedselingenieurs er smaakstoffen aan gaan toevoegen. ‘Deze industrietak is heel geavanceerd geworden, er is van alles mogelijk.’