De hybride paradox: waarom traditionele productie struikelt over plantaardig eiwit

Enkele actuele headlines benadrukken een interessante trend binnen de voedingsmiddelenindustrie: ‘Toename in vraag naar hybride producten’, ‘..plantaardig verrijkte melk ontwikkeld’, en ‘Jumbo zet in op hybride vleesproducten’. Een gegeven waar Senior Market Director Jeroen van den Boezem, werkzaam voor NIRAS, zich al een tijd lang bewust van is. Hij voert gesprekken met verschillende producenten en experts, zowel binnen als buiten zijn organisatie, en kwam tot een relevant vraagstuk:

Hoe moeten proces- en CIP-installaties, eveneens de productielogistiek, worden geoptimaliseerd voor de productie van balanced proteins?

“Gemengde eindproducten bieden een oplossing voor consumenten die waarde hechten aan smaak, textuur en vertrouwde eetgewoonten. Zo kunnen zij kiezen voor een product zonder grote concessies te doen. ‘Gezonder en duurzamer vlees’ klinkt voor velen nog steeds aantrekkelijker dan vleesvervanger. Om deze reden is er een grote marktpotentie voor dit type producten,” vat Van den Boezem samen.

Waarom kiezen, ook als producent? Dierlijke grondstoffen, samen met hun supply chain, zijn vaak kwetsbaar, duurder en minder duurzaam. Bovendien worden de regels en wetten op het gebied van impact op het milieu steeds strenger.

Van den Boezem: “Er zijn al pioniers die de hybride weg zijn ingeslagen en hybride productie met traditionele productie combineren in dezelfde productieomgeving. Ik ben daar erg enthousiast over. Ik ben sowieso een groot fan van de gehele eiwitrevolutie. Het biedt veel interessante uitdagingen op het gebied van productie, voedingsmiddelentechnologie en engineering.” 

Productie van hybride producten brengt technische en logistieke uitdagingen met zich mee. Men krijgt te maken met nieuwe processen en technologieën, nieuwe, of aanpassing van, bestaande productielijnen en de daarmee gepaard gaande flexibiliteit, hygiëneniveaus, reiniging, handling en opslag van nieuwe ingrediënten, om maar een paar uitdagingen te noemen.

Is eiwit, eiwit?

Ja, maar nee. Vanuit engineeringperspectief dient men onderscheid te maken tussen eigenschappen, zoals bijvoorbeeld: geconcentreerde eiwitten, die vaak nog vezelrijk en vettig zijn, en eiwit-isolaten, waarbij de gekozen extractiemethode al bepalend kan zijn voor de rest van het proces en de eigenschappen van het eindproduct.

Jolmer Nieuwkerk, Engineering Expertise Manager van NIRAS in Nederland, uitte zijn kijk op trends en ontwikkelingen al eerder dit jaar: “Er is meer aandacht voor hybride benaderingen binnen de eiwittransitie. Plantaardig eiwit verschilt wezenlijk van dierlijk, zowel qua proces als product. Pure plantaardige eiwitten gedragen zich anders. Toch kun je het aandeel dierlijk eiwit verlagen zonder concessies te doen aan producteigenschappen, mits het proces daarop wordt aangepast.”

Daarnaast is het zelfs zo dat de techniek om een eiwit te isoleren, middels zuur of zout, kan bepalen hoe dit eiwit zich gaat gedragen wanneer het toegevoegd wordt aan een product. Ook de vorm van het eiwit, kant-en-klaar, onbewerkt, nat of droog, heeft invloed op de mate van integratie in een productieproces, productielogistiek, de productieplanning en allergenenmanagement.

Er zijn dus vele verschillende plantaardige eiwitten die in vele verschillende verschijningsvormen gebruikt kunnen worden in deze ‘balanced proteins’ producten, bijvoorbeeld als onbewerkt ingrediënt in poedervorm of bewerkt door het ingrediënt eerst door middel van extrusie de juiste textuur te geven.

Een geforceerd huwelijk

Als dierlijk en plantaardig eiwit is gecombineerd, ontstaat een uniek mengsel; het product gedraagt zich niet als één van de twee of een gemiddelde van beide. Nieuwkerk legt uit aan de hand van een voorbeeld: “Het gedrag van eiwitten in zuivel is redelijk voorspelbaar, maar hybride producten zijn lastiger onder controle te krijgen. Deze hebben vaak de neiging om te klonteren, te verdikken, op te romen of zelfs geheel te stollen bij stilstand.”

De volgorde van mengen is zelfs al iets om over na te denken. ”Door het plantaardige ingrediënt eerst apart te hydrateren en te verhitten, pre-treatment noemen we dat dan, voordat je het samenvoegt met de zuivel, ontstaat er een beter resultaat. Zo voorkom je dat eiwitten elkaar tegenwerken tijdens het stabiliseren in latere stappen.”

Een van de vooroplopers is de hybride burger. Een uitdaging is om de ingrediënten van dit product dusdanig goed te vermengen dat de vleesstructuur die ontstaat ook bij bakken, oftewel invloed van temperatuur, intact blijft. Ook andere hybride vleesvarianten, denk aan kip of steak, vinden hun weg naar de markt. Hierbij is het ‘lijmen’ van de verschillende plantaardige en dierlijke delen een doel an sich. Het voorbereiden van de verschillende onderdelen dient gescheiden van elkaar te gebeuren. Deze pre-processing is een belangrijke stap om rekening mee te houden binnen een productiefaciliteit.

Gedragingen binnen de proceslijn

“Pompen en leidingdiameters zijn niet berekend op de eigenschappen van een gemengd product als je eerst alleen zuivel verwerkte,” zegt Nieuwkerk. ’Het oplossen en mengen van plantaardige eiwitpoeders is op zichzelf al een uitdaging. Eenmaal gemengd willen vetbolletjes, uit de zuivel, naar boven en de zwaardere plantendeeltjes naar beneden. ‘Homogenisatoren die nu in zuivelfabrieken worden gebruikt volstaan niet om stugge plantaardige celwanden en eiwitcomplexen klein genoeg te krijgen.’

Van den Boezem geeft een ander voorbeeld dat ingaat op proceskeuzes: ”Producten reageren verschillend op temperatuurwisselingen. Dat wat voorheen werkte, kan juist voor problemen zorgen bij hybride stromen.”

Hygiëne en reinigbaarheid is ook een hekel punt. “Hybride producten zijn vaak plakkeriger,” verklaart Nieuwkerk. ”Je kan er niet vanuit gaan dat een tank helemaal goed leegloopt en dat er niets achterblijft. Het huidige CIP-protocol is in veel gevallen lang niet toereikend. In de praktijk wordt dit, niet vaak, maar nog wel eens aangenomen.” Ook warmtewisselaars zijn kritieke punten bij hybride producten door hun gedragingen.

“Waar je rekening mee moet houden, om een product goedgekeurd te krijgen, zijn allergenen of andere claims op verpakkingen. Bij dedicated lines is dit allemaal eenvoudiger dan bij lijnen waar meerdere producten worden geproduceerd,” vult Van den Boezem aan.

Van uitdaging naar gegrepen kans

Dit onderdeel van de eiwittransitie vraagt dus niet alleen om innovatie in ingrediënten, maar ook om aanpassingen in technologie, processing en productielogistiek. NIRAS heeft deze expertise in huis en kan van het allereerste idee tot en met de inbedrijfstelling betrokken blijven. “Met een doordachte aanpak kunnen balanced proteins een waardevolle bijdrage leveren aan een duurzamere voedselketen. Het is nu zaak om samen te blijven pionieren en te leren van de praktijk,” sluit Van den Boezem af.