Nanodeeltjestechnologie biedt een gezond alternatief voor trans-, verzadigd vet

Het oude gezegde dat olie en water niet samengaan, klopt niet helemaal. Hoewel het waar is dat de twee verbindingen niet van nature combineren, kan het wel worden gedaan om er één eindproduct van te maken. Je hebt alleen een emulgator nodig, een ingrediënt dat veel wordt gebruikt in de voedingsindustrie.

Yangchao Luo, universitair hoofddocent aan het UConn’s College of Agriculture, Health and Natural Resources, gebruikt een innovatief emulgeringsproces voor de ontwikkeling van gezonder houdbaar vet voor voedselproductie.

Luo werkt met iets dat bekend staat als high internal phase Pickering emulsions (HIPE’s). Hoge interne fase betekent dat het mengsel voor minimaal 75% uit olie bestaat. Pickering-emulsies zijn emulsies die worden gestabiliseerd door vaste deeltjes.

Eerder onderzoek naar Pickering-emulsies was gericht op niet-eetbare deeltjes, maar Luo is geïnteresseerd in het introduceren van HIPE’s in de voedingsindustrie als alternatief voor trans- en verzadigde vetten.

Deze nieuwe aanpak kan een grote impact hebben op de manier waarop voedsel wordt geproduceerd en kan het voor voedselproducenten gemakkelijker maken om gezondere vetten op te nemen.

Veel bewerkte voedingsmiddelen zitten boordevol verzadigde en transvetten voor de smaak en om de houdbaarheid van een product te verlengen. Het consumeren van deze vetten kan het risico op hart- en vaatziekten, diabetes type 2 en LDL-cholesterol verhogen.

Niet alle vetten zijn echter slecht. We hebben vet nodig in onze voeding om de normale celfunctie te ondersteunen en er bestaan ​​gezonde alternatieven, zoals olijfolie, avocado en zonnebloemolie.

Verzadigd vet en transvet zijn vast bij kamertemperatuur, wat betekent dat een geschikte vervanging ook vast moet zijn. Gezonde oliën zijn vloeibaar bij kamertemperatuur. Luo gaat deze uitdaging aan door eetbare nanodeeltjes te gebruiken om deze oliën om te zetten in gels.

Luo heeft gewerkt aan het combineren van gezonde oliën, zoals zonnebloem-, soja- of avocado-olie met water en nanodeeltjes om eetbare HIPE’s te creëren. De nanodeeltjes die Luo gebruikt om deze emulsie te maken, zijn afkomstig van voedselbronnen zoals eidooiers, soja-eiwit en melkeiwit. Zodra de olie is gestabiliseerd, wordt het een gelachtig blok.

“Het leuke is dat we food-grade, eetbare nanodeeltjes in dit systeem hebben”, zegt Luo, die lid is van het Department of Nutritional Sciences. “We proberen die nanodeeltjes uit het voedsel te extraheren en te zuiveren en ze vervolgens opnieuw te gebruiken in dit soort emulsiestructuur, zodat ze maximale voedingsvoordelen en ook voedselkwaliteit aan de consumenten kunnen bieden.”

De nanodeeltjes waarmee Luo werkt, moeten uit de voedselbron kunnen worden gehaald zonder gebruik te maken van oneetbare chemische oplosmiddelen. Ze moeten ook verteerbaar zijn en een zeer uniforme structuur hebben. Dit laatste is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat ze de oliemoleculen volledig omhullen, zodat de gel zich kan vormen, anders kan het te vloeibaar zijn om de textuur van verzadigde en transvetten na te bootsen.

Luo test de emulsies op vloeibaarheid, of hoe vloeibaar versus vast ze zijn. Luo werkt momenteel aan het vinden van de juiste balans tussen olie en de stabiliserende nanodeeltjes.

“Als je daar te veel olie hebt, kan de gel erg stijf zijn en moeilijk om op te kauwen”, zegt Luo. “Maar als er te weinig is, kan het behoorlijk vloeibaar zijn, dus het bootst de vaste vettextuur niet na.”

In een recente studie, gepubliceerd in Voedsel HydrocolloïdenLuo bepaalde de optimale kooktemperatuur en pH voor deze emulsies.

De ideale kooktemperatuur, ontdekte Luo, is 80 graden Celsius, de temperatuur waaraan voedselproducten vaak worden blootgesteld tijdens pasteurisatie. De ideale pH is licht zuur, tussen 4 en 5.

Een van de uitdagingen die Luo aangaat, is dat de oliën waarmee hij werkt, in tegenstelling tot verzadigde en transvetten, onderhevig zijn aan oxidatie. Het toevoegen van natuurlijke antioxidanten zoals vitamine E en C aan de emulsie helpt dit tegen te gaan.

Een van de belangrijkste overwegingen om van HIPE’s een aantrekkelijke optie voor de voedingsindustrie te maken, is ervoor te zorgen dat de producten waarin het wordt gebruikt lang houdbaar zijn, en ook kunnen worden ingevroren en ontdooid. Bovendien gebruiken veel voedingsproducten veel natrium, wat een emulsie kan destabiliseren.

Het overwinnen van deze uitdagingen is de volgende stap in de ontwikkeling van HIPE’s als een levensvatbaar alternatief voor de voedingsindustrie.

Naast de inherente gezondheidsvoordelen van het vervangen van trans- en verzadigde vetten door gezondere opties, zegt Luo dat onderzoekers ook voedingsstoffen aan HIPE’s kunnen toevoegen.

Luo werkt samen met docenten van de School of Engineering om HIPE’s in 3D te printen om een ​​op zichzelf staand voedingsproduct te creëren dat boordevol essentiële voedingsstoffen zit. Dit kan een grote zegen zijn voor mensen die moeite hebben met slikken, zoals jonge kinderen of ouderen.

Deze ontwikkeling zou ook toepassingen kunnen hebben voor precisievoeding, aangezien zowel het water- als het oliegehalte gemakkelijk kunnen worden afgesteld om wateroplosbare en vetoplosbare voedingsstoffen in een enkel voedingsproduct te versterken.

“We hopen dat we dit in de nabije toekomst echt kunnen maken door 3D-printen en verschillende voedingsstoffen samen te voegen, zodat we dit product voor verschillende populaties kunnen personaliseren”, zegt Luo.