Smart Protein ontwikkelt duurzame plantaardige ingrediënten

Het Europese projectconsortium Smart Protein is erin geslaagd nieuwe eiwitrijke, plantaardige ingrediënten te ontwikkelen. Hiervoor zijn kosteneffectieve extractietechnologieën gevalideerd, waardoor bij de productie geen oplosmiddelen/chemicaliën meer nodig zijn. Op maat gemaakte enzymatische behandelingen en fermentatie zorgen voor geavanceerde ingrediënten. Deze kunnen de kwaliteit van plantaardige producten verder verbeteren.

Op innovatieve wijze de transitie naar een grotere opname van plantaardige en alternatieve eiwitten in onze voeding te ondersteunen. Dat is het doel van Smart Protein. De Europese Commissie heeft hiervoor €10 miljoen ter beschikking gesteld. Het projectconsortium, dat in januari 2020 startte, wordt gevormd door 33 partners uit 14 landen (voornamelijk in de EU gevestigd). Het bestaat uit academici, kleine en grote partners uit de voedselindustrie en NGO's. In juni 2024 eindigt het project.

“De manier waarop wij momenteel voedsel produceren is niet duurzaam”, vertelt projectcoördinator Manuele Zannini. “Tegen 2050 zal er 52% meer eiwit nodig zijn om een wereldbevolking van 10 miljard mensen te voeden, terwijl de landvoorraden afnemen. Met elkaar beschikken wij als Smart Protein over de expertise om de Europese voedselsystemen te verbeteren.”

Samenwerking binnen EU belangrijk

Daarbij benadrukt hij het belang van samenwerking binnen de EU. “De voedselproductie in de EU wordt beheerst door gemeenschappelijke regels op het gebied van voedseletikettering en marketing. Daarom is het zinvol om als een groep Europeanen samen naar  innovatieve oplossingen te kijken. Bovendien versterkt het samenbrengen van expertise vanuit verschillende disciplines de resultaten.”

Inmiddels zijn er in volwassen markten zoals Groot-Brittannië, Duitsland en Nederland op veel verschillende locaties een brede selectie plantaardige producten verkrijgbaar, weet Zannini. “De nadruk moet echter verschuiven naar het verbeteren van de kwaliteit en effectiviteit van dit aanbod. Vooral in termen van smaak en gezondheidsvoordelen. Dat bevordert een bredere acceptatie en tevredenheid onder de consumenten.”

Met een betere kwaliteit van plantaardige producten bevorder je een bredere acceptatie en tevredenheid onder de consumenten

Kansrijke eiwitrijke gewassen

Een belangrijke onderzoeksvraag was de prestatie van verschillende soorten eiwitgewassen in Europa. “De mogelijkheden van het telen van verschillende soorten kikkererwten, tuinbonen, linzen en quinoa met biologische en regeneratieve landbouw zijn op zeven proefboerderijen in heel Europa bestudeerd”, blikt Zannini terug. “De resultaten zijn behoorlijk positief en bewijzen dat deze peulvruchten echt een duurzaam alternatief kunnen zijn voor voedsel op basis van vlees.”

Zo bleek quinoa, geteeld met een biologische, regeneratieve aanpak in Italië, zowel geschikt als winstgevend te zijn in de Italiaanse context. Zannini vervolgt: “Denemarken heeft vergelijkbare resultaten behaald met kikkererwten, linzen en tuinbonen. Deze teelten laten een interessant potentieel laat zien voor de voedselproductie en nevenstromenproducten. Op verschillende veldproeven zijn gewasvariëteiten en verschillende landbouwtechnieken getest. Onlangs hebben we folders gepubliceerd om boeren te informeren over de meest succesvolle variëteiten en teeltmethoden in de verschillende EU-landen.”

Innovatieve isolaten

In het kader van het project zijn eveneens diverse nieuwe eiwitisolaten en -concentraten getest. “We onderzoeken de productie van een nieuw linzeneiwitisolaat. Dit lijkt heel geschikt te zijn voor toepassing in melkachtige, kaasachtige en visachtige plantaardige producten. Ook zijn we bezig met de ontwikkeling van een nieuw quinoa-eiwitisolaat. Dit isolaat is wellicht toepasbaar in zuigelingenvoeding. Deze nieuwe eiwitconcentraten en -isolaten verminderen de antinutriëntenfactoren in eindproducten. Zo kunnen we de voedingskwaliteit aanzienlijk verbeteren.”

Een nieuw quinoa-eiwitisolaat is wellicht toepasbaar in zuigelingenvoeding

Overgebleven pasta gefermenteerd tot zuurdesem

In een ander project omvat de productie van schimmelbiomassa en afgeleide eiwitfracties uit tarwezemelen, pastaresten, broodkorstjes en afgewerkte gist- en moutwortels. Professor Raffaela Di Cagno, van de Vrije University van Bozen-Bolzano in Italië, licht toe: “We hebben gekeken hoe we de overgebleven pasta van de industriële verwerker Barilla kunnen hergebruiken. Hiervoor is de pasta vermalen en vervolgens gefermenteerd tot zuurdesem. Dat gebeurde met behulp van geselecteerde starters die de biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen verhogen en/of antinutriënten verminderen. Vervolgens is een rode linzeneiwitisolaat (75-80% eiwit) toegevoegd om de voedingswaarde te verhogen. De verrijkte zuurdesem is vervolgens als natuurlijk rijsmiddel door Barilla gebruikt om rode linzenpasta te produceren. Het bedrijf wil het potentieel van deze zuurdesem nog verder benutten in andere prototypes voor bakkerijproducten.”

Eetbare myceliumcakes en paddenstoelen

Verder is onderzocht of de extractieresiduen van plantaardige eiwitten en voedselafvalstromen uit de pasta-, bakkerij en brouwerij-industrie door middel van fermentatie als groeimedium gebruikt kunnen worden voor produceren van eetbare myceliumcakes en paddenstoelen.

Di Cagno: “We gebruikten het ‘maalgoed’ van de pasta als groeimedium voor microbiële starters. Het idee achter de fermentatie is om de starters in staat te stellen om koolhydraten en andere voedingsstoffen van de pasta te gebruiken om te groeien. Tegelijkertijd komen door de enzymatische werking van de microbiële starters verborgen voedingsstoffen, zoals bioactieve stoffen, peptiden en aminozuren, beschikbaar. De volgende stap is een diepgaande analyse van de voedingsbestanddelen die vrijkomend door de fermentatie.”

We gebruiken het ‘maalgoed’ van de pasta als groeimedium voor microbiële starters

Commerciële haalbaarheid

Smart Protein wil de weg vrijmaken voor de commercialisering van kaas- en yoghurtalternatieven, vlees- en zeevruchtenalternatieven, bakkerijproducten en pasta, sauzen, kindervoeding en sportdranken. Di Cagno: “We zijn erin geslaagd de eiwitrijke plantaardige alternatieven voor onder meer vlees en kaas te ontwikkelen en afvalstromen van pasta en crackers op laboratoriumschaal opnieuw te gebruiken.” De grootste uitdaging is echter de technologieoverdracht naar het industriële niveau. “In sommige gevallen is dit inmiddels gelukt. Daardoor kan een nieuw assortiment eiwitrijke voedingsmiddelen geïntroduceerd worden.”

De komende tijd wordt de regelgeving, voedselveiligheid, allergeniciteit en duurzaamheidsaspecten van de ontwikkelde alternatieve ingrediënten onderzocht. “Met businesscases willen we de commerciële haalbaarheid van deze nieuwe eiwitbronnen beoordelen.”

Duurzame oplossingen

Met deze oplossingen draagt het Smart Protein-consortium bij aan verdere verduurzaming. “We hebben kosteneffectieve extractietechnologieën voor plantaardige eiwitten gevalideerd en gedemonstreerd. Hiervoor zijn geen oplosmiddelen/chemicaliën nodig. Daardoor wordt de duurzaamheidsdimensie aanzienlijk verbeterd. Bovendien zorgen de op maat gemaakte enzymatische behandelingen en de fermentatie in vaste en vloeibare toestand met QPS-schimmels en bacteriestammen voor geavanceerde ingrediënten. Hiermee kan de kwaliteit van plantaardige producten verder worden verbeterd.”

Door geen oplosmiddelen/chemicaliën te gebruiken, wordt de duurzaamheidsdimensie aanzienlijk verbeterd

Toekomst

Richting de toekomst is het belangrijk om de acceptatie van plantaardige diëten in Europa te stimuleren, vertelt projectmanager Jacqueline Lyons. “Daarbij ligt de nadruk op het integreren van peulvruchten in voedingsrichtlijnen met voorkeur voor lokale ingrediënten. Zo willen we de weg vrijmaken voor een bredere acceptatie.”

Tot slot vindt Lyons dat alternatief eiwit voordeliger en toegankelijk moet worden. “Het aanbod moet verder worden vergroot, zodat Europese consumenten meer keuze hebben. De marktpositionering kan worden uitgebreid door in de communicatie en presentatie meer rekening te houden met de bron van de producten in plaats van de functie. Bijvoorbeeld door de plantaardige hamburgers niet naast vleesburgers te plaatsen, maar op de groenteafdeling.”

Verschillende werkpakketten

Tijdens de looptijd van Smart Protein is een breed portfolio aan wetenschappelijk werk uitgevoerd binnen de onderzoekslijnen, oftewel werkpakketten (WP's), van het project.

• WP1 onderzocht hoe goed verschillende soorten eiwitgewassen in Europa presteren (zie tekst).
• Bij WP's 2 en 3 werkten de voedingsindustrie en academische partners samen om innovatieve plantaardige eiwitingrediënten en -producten te ontwikkelen (zie tekst).
• WP4 omvat een klinische proef bij mensen om te beoordelen of plantaardige en dierlijke eiwitbronnen gelijkwaardig zijn vanuit het oogpunt van het herstel van atleten na inspanning. De resultaten hiervan worden binnenkort verwacht.
• WP5 concentreerde zich op markttrends op het gebied van plantaardige en alternatieve eiwitten, en de beperkingen en kansen die bestaan binnen het evoluerende EU-regelgevingslandschap.
• WP6 onderzocht de houding en het gedrag ten opzichte van plantaardig voedsel in zowel Europa als China via een aantal grote consumentenonderzoeken. “Dit werk heeft duidelijk de sterke en toenemende belangstelling voor flexitarisme in heel Europa aangetoond en is veelvuldig geciteerd, waardoor het huidige consumentenlandschap in kaart is gebracht en toekomstige trends in Europa kunnen worden geïdentificeerd”, aldus Lyons.
• WP7 was verantwoordelijk voor de communicatie en verspreiding over het project. In 2023 werd een uitgebreide beleidsbrief voor alternatieve eiwitten geschreven, die ter overweging aan de belangrijkste EU-voedselbeleidsmakers werd voorgelegd.
• WP8 concentreerde zich op het uitvoeren van levenscyclusanalyses van de voorgestelde innovaties. Lyons: “Daarbij zijn verschillende parameters onder de loep genomen, zoals de energie-input. Alle nieuwe innovaties die uit het project voortkomen, moeten duurzaam en betaalbaar zijn.”

Het Europese projectconsortium Smart Protein is erin geslaagd nieuwe eiwitrijke, plantaardige ingrediënten te ontwikkelen. Hiervoor zijn kosteneffectieve extractietechnologieën gevalideerd, waardoor bij de productie geen oplosmiddelen/chemicaliën meer nodig zijn. Op maat gemaakte enzymatische behandelingen en fermentatie zorgen voor geavanceerde ingrediënten. Deze kunnen de kwaliteit van plantaardige producten verder verbeteren.

Op innovatieve wijze de transitie naar een grotere opname van plantaardige en alternatieve eiwitten in onze voeding te ondersteunen. Dat is het doel van Smart Protein. De Europese Commissie heeft hiervoor €10 miljoen ter beschikking gesteld. Het projectconsortium, dat in januari 2020 startte, wordt gevormd door 33 partners uit 14 landen (voornamelijk in de EU gevestigd). Het bestaat uit academici, kleine en grote partners uit de voedselindustrie en NGO's. In juni 2024 eindigt het project.

“De manier waarop wij momenteel voedsel produceren is niet duurzaam”, vertelt projectcoördinator Manuele Zannini. “Tegen 2050 zal er 52% meer eiwit nodig zijn om een wereldbevolking van 10 miljard mensen te voeden, terwijl de landvoorraden afnemen. Met elkaar beschikken wij als Smart Protein over de expertise om de Europese voedselsystemen te verbeteren.”

Samenwerking binnen EU belangrijk

Daarbij benadrukt hij het belang van samenwerking binnen de EU. “De voedselproductie in de EU wordt beheerst door gemeenschappelijke regels op het gebied van voedseletikettering en marketing. Daarom is het zinvol om als een groep Europeanen samen naar  innovatieve oplossingen te kijken. Bovendien versterkt het samenbrengen van expertise vanuit verschillende disciplines de resultaten.”

Inmiddels zijn er in volwassen markten zoals Groot-Brittannië, Duitsland en Nederland op veel verschillende locaties een brede selectie plantaardige producten verkrijgbaar, weet Zannini. “De nadruk moet echter verschuiven naar het verbeteren van de kwaliteit en effectiviteit van dit aanbod. Vooral in termen van smaak en gezondheidsvoordelen. Dat bevordert een bredere acceptatie en tevredenheid onder de consumenten.”

Met een betere kwaliteit van plantaardige producten bevorder je een bredere acceptatie en tevredenheid onder de consumenten

Kansrijke eiwitrijke gewassen

Een belangrijke onderzoeksvraag was de prestatie van verschillende soorten eiwitgewassen in Europa. “De mogelijkheden van het telen van verschillende soorten kikkererwten, tuinbonen, linzen en quinoa met biologische en regeneratieve landbouw zijn op zeven proefboerderijen in heel Europa bestudeerd”, blikt Zannini terug. “De resultaten zijn behoorlijk positief en bewijzen dat deze peulvruchten echt een duurzaam alternatief kunnen zijn voor voedsel op basis van vlees.”

Zo bleek quinoa, geteeld met een biologische, regeneratieve aanpak in Italië, zowel geschikt als winstgevend te zijn in de Italiaanse context. Zannini vervolgt: “Denemarken heeft vergelijkbare resultaten behaald met kikkererwten, linzen en tuinbonen. Deze teelten laten een interessant potentieel laat zien voor de voedselproductie en nevenstromenproducten. Op verschillende veldproeven zijn gewasvariëteiten en verschillende landbouwtechnieken getest. Onlangs hebben we folders gepubliceerd om boeren te informeren over de meest succesvolle variëteiten en teeltmethoden in de verschillende EU-landen.”

Innovatieve isolaten

In het kader van het project zijn eveneens diverse nieuwe eiwitisolaten en -concentraten getest. “We onderzoeken de productie van een nieuw linzeneiwitisolaat. Dit lijkt heel geschikt te zijn voor toepassing in melkachtige, kaasachtige en visachtige plantaardige producten. Ook zijn we bezig met de ontwikkeling van een nieuw quinoa-eiwitisolaat. Dit isolaat is wellicht toepasbaar in zuigelingenvoeding. Deze nieuwe eiwitconcentraten en -isolaten verminderen de antinutriëntenfactoren in eindproducten. Zo kunnen we de voedingskwaliteit aanzienlijk verbeteren.”

Een nieuw quinoa-eiwitisolaat is wellicht toepasbaar in zuigelingenvoeding

Overgebleven pasta gefermenteerd tot zuurdesem

In een ander project omvat de productie van schimmelbiomassa en afgeleide eiwitfracties uit tarwezemelen, pastaresten, broodkorstjes en afgewerkte gist- en moutwortels. Professor Raffaela Di Cagno, van de Vrije University van Bozen-Bolzano in Italië, licht toe: “We hebben gekeken hoe we de overgebleven pasta van de industriële verwerker Barilla kunnen hergebruiken. Hiervoor is de pasta vermalen en vervolgens gefermenteerd tot zuurdesem. Dat gebeurde met behulp van geselecteerde starters die de biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen verhogen en/of antinutriënten verminderen. Vervolgens is een rode linzeneiwitisolaat (75-80% eiwit) toegevoegd om de voedingswaarde te verhogen. De verrijkte zuurdesem is vervolgens als natuurlijk rijsmiddel door Barilla gebruikt om rode linzenpasta te produceren. Het bedrijf wil het potentieel van deze zuurdesem nog verder benutten in andere prototypes voor bakkerijproducten.”

Eetbare myceliumcakes en paddenstoelen

Verder is onderzocht of de extractieresiduen van plantaardige eiwitten en voedselafvalstromen uit de pasta-, bakkerij en brouwerij-industrie door middel van fermentatie als groeimedium gebruikt kunnen worden voor produceren van eetbare myceliumcakes en paddenstoelen.

Di Cagno: “We gebruikten het ‘maalgoed’ van de pasta als groeimedium voor microbiële starters. Het idee achter de fermentatie is om de starters in staat te stellen om koolhydraten en andere voedingsstoffen van de pasta te gebruiken om te groeien. Tegelijkertijd komen door de enzymatische werking van de microbiële starters verborgen voedingsstoffen, zoals bioactieve stoffen, peptiden en aminozuren, beschikbaar. De volgende stap is een diepgaande analyse van de voedingsbestanddelen die vrijkomend door de fermentatie.”

We gebruiken het ‘maalgoed’ van de pasta als groeimedium voor microbiële starters

Commerciële haalbaarheid

Smart Protein wil de weg vrijmaken voor de commercialisering van kaas- en yoghurtalternatieven, vlees- en zeevruchtenalternatieven, bakkerijproducten en pasta, sauzen, kindervoeding en sportdranken. Di Cagno: “We zijn erin geslaagd de eiwitrijke plantaardige alternatieven voor onder meer vlees en kaas te ontwikkelen en afvalstromen van pasta en crackers op laboratoriumschaal opnieuw te gebruiken.” De grootste uitdaging is echter de technologieoverdracht naar het industriële niveau. “In sommige gevallen is dit inmiddels gelukt. Daardoor kan een nieuw assortiment eiwitrijke voedingsmiddelen geïntroduceerd worden.”

De komende tijd wordt de regelgeving, voedselveiligheid, allergeniciteit en duurzaamheidsaspecten van de ontwikkelde alternatieve ingrediënten onderzocht. “Met businesscases willen we de commerciële haalbaarheid van deze nieuwe eiwitbronnen beoordelen.”

Duurzame oplossingen

Met deze oplossingen draagt het Smart Protein-consortium bij aan verdere verduurzaming. “We hebben kosteneffectieve extractietechnologieën voor plantaardige eiwitten gevalideerd en gedemonstreerd. Hiervoor zijn geen oplosmiddelen/chemicaliën nodig. Daardoor wordt de duurzaamheidsdimensie aanzienlijk verbeterd. Bovendien zorgen de op maat gemaakte enzymatische behandelingen en de fermentatie in vaste en vloeibare toestand met QPS-schimmels en bacteriestammen voor geavanceerde ingrediënten. Hiermee kan de kwaliteit van plantaardige producten verder worden verbeterd.”

Door geen oplosmiddelen/chemicaliën te gebruiken, wordt de duurzaamheidsdimensie aanzienlijk verbeterd

Toekomst

Richting de toekomst is het belangrijk om de acceptatie van plantaardige diëten in Europa te stimuleren, vertelt projectmanager Jacqueline Lyons. “Daarbij ligt de nadruk op het integreren van peulvruchten in voedingsrichtlijnen met voorkeur voor lokale ingrediënten. Zo willen we de weg vrijmaken voor een bredere acceptatie.”

Tot slot vindt Lyons dat alternatief eiwit voordeliger en toegankelijk moet worden. “Het aanbod moet verder worden vergroot, zodat Europese consumenten meer keuze hebben. De marktpositionering kan worden uitgebreid door in de communicatie en presentatie meer rekening te houden met de bron van de producten in plaats van de functie. Bijvoorbeeld door de plantaardige hamburgers niet naast vleesburgers te plaatsen, maar op de groenteafdeling.”

Verschillende werkpakketten

Tijdens de looptijd van Smart Protein is een breed portfolio aan wetenschappelijk werk uitgevoerd binnen de onderzoekslijnen, oftewel werkpakketten (WP's), van het project.

• WP1 onderzocht hoe goed verschillende soorten eiwitgewassen in Europa presteren (zie tekst).
• Bij WP's 2 en 3 werkten de voedingsindustrie en academische partners samen om innovatieve plantaardige eiwitingrediënten en -producten te ontwikkelen (zie tekst).
• WP4 omvat een klinische proef bij mensen om te beoordelen of plantaardige en dierlijke eiwitbronnen gelijkwaardig zijn vanuit het oogpunt van het herstel van atleten na inspanning. De resultaten hiervan worden binnenkort verwacht.
• WP5 concentreerde zich op markttrends op het gebied van plantaardige en alternatieve eiwitten, en de beperkingen en kansen die bestaan binnen het evoluerende EU-regelgevingslandschap.
• WP6 onderzocht de houding en het gedrag ten opzichte van plantaardig voedsel in zowel Europa als China via een aantal grote consumentenonderzoeken. “Dit werk heeft duidelijk de sterke en toenemende belangstelling voor flexitarisme in heel Europa aangetoond en is veelvuldig geciteerd, waardoor het huidige consumentenlandschap in kaart is gebracht en toekomstige trends in Europa kunnen worden geïdentificeerd”, aldus Lyons.
• WP7 was verantwoordelijk voor de communicatie en verspreiding over het project. In 2023 werd een uitgebreide beleidsbrief voor alternatieve eiwitten geschreven, die ter overweging aan de belangrijkste EU-voedselbeleidsmakers werd voorgelegd.
• WP8 concentreerde zich op het uitvoeren van levenscyclusanalyses van de voorgestelde innovaties. Lyons: “Daarbij zijn verschillende parameters onder de loep genomen, zoals de energie-input. Alle nieuwe innovaties die uit het project voortkomen, moeten duurzaam en betaalbaar zijn.”