Tarwezemelen tonen potentie als functioneel plantaardig eiwit-ingrediënt

Het duurzaamste eiwit is eiwit dat al beschikbaar is en nog wacht op een toepassing. Een van de grootste reststromen wereldwijd is tarwezemel: wat overblijft bij het malen van tarwekorrels. Dit is een zeer eiwitrijke grondstof, maar wordt nog nauwelijks gebruikt in voeding. Rijksuniversiteit Groningen-onderzoeker Varshini Krishnamoorthy deed in samenwerking met Koopmans Meel BV uit Leeuwarden onderzoek naar de valorisatie van tarwezemelen en ziet kansen voor deze grondstof in plantaardige voeding.

Tarwezemelen zijn een belangrijk bijproduct van de tarweverwerking, met waardevolle voedingsstoffen waaronder eiwitten. Op dit moment wordt vrijwel de volledige stroom gebruikt als veevoer. “Het is een hele goede voedingsbron die nu onderbenut wordt,” vertelt onderzoeker Varshini Krishnamoorthy. Sinds 2022 doet zij onderzoek naar de toepassing en functionaliteit van tarwezemelen in voeding. “In 100 gram tarwezemelen zit 14 tot 18 gram eiwit. Een substantieel aandeel. In dit onderzoek heb ik gekeken of het mogelijk is om het eiwit te extraheren en toe te passen.”

In het kader van duurzaamheid is tarwezemel een interessante grondstof. Het is een bijproduct en wordt nu voornamelijk gebruikt als veevoer. De schaal van deze reststroom is enorm: grofweg 122 miljoen ton per jaar wereldwijd.

Zandtextuur

Tarwezemel is de buitenste laag van de tarwekorrel die tijdens het malen als losse vliesjes of vlakjes vrijkomt wanneer de tarwe wordt gescheiden in meel en zemelen. Tarwezemel bestaat vooral uit zaadhuiden, vruchtwanden en een klein deel kiem, waardoor het rijk is aan voedingsvezels, eiwitten, mineralen (zoals ijzer en magnesium) en B-vitaminen. Het wordt wel toegepast in voedingsmiddelen, zoals bakkerijproducten en babyvoeding, maar dit betreft slechts een marginaal deel. Krishnamoorthy: “Tarwezemelen hebben een onprettig mondgevoel. Het kan een droge en zanderige textuur geven. Ook heeft het een bijsmaak die niet prettig is. Daarnaast bevat het een hoog gehalte cellulose, wat moeilijker verteerbaar is.”

Krishnamoorthy richtte zich daarom uitsluitend op de eiwitten. Daarbij moest eerst worden vastgesteld welke eigenschappen het eiwit heeft. Houdt het olie of water vast? Kan het emulgeren? “Het is mogelijk om eiwitten uit tarwezemelen te extraheren. Ongeveer 80 procent van de eiwitten kan met verschillende oplosmiddelen of vloeistoffen worden geëxtraheerd. In dit onderzoek hebben we ons gericht op de wateroplosbare eiwitfractie. Deze waterige fractie wordt vervolgens gevriesdroogd, waardoor uiteindelijk een eiwitpoeder overblijft.”

De koekjes zijn gebakken met tarwezemelen als basis. Foto: Varshini Krishnamoorthy

Toepassing als ei-vervanger

Uit de experimenten blijkt dat tarwezemeleiwit een uitstekende emulgerende werking heeft. “De holy grail in emulgeren is ei. Daarom hebben we gekeken of het mogelijk was om een vegan mayonaise te maken. Dat is zeker mogelijk.” Het onderzoek vond niet plaats in een voedselveilig lab en de mayonaise kon daarom niet geproefd worden. Uit onderzoek naar de sensorische eigenschappen blijkt wel dat de textuur sterk lijkt op die van mayonaise. Ook de geur komt overeen. Er was echter één nadeel: “Onze vegan mayonaise heeft een afwijkende kleur. Gewone mayonaise heeft een zachte gelige kleur, terwijl deze een pindakaasbruine kleur heeft.”

Met die kennis keek Krishnamoorthy ook naar toepassingen in koekjes en cake. “Bij koekjes vormt de kleur geen barrière en kregen we een textuur die vergelijkbaar was met die van reguliere koekjes. Daarnaast konden we in cake een andere eigenschap van het eiwit testen: de schuimvormende capaciteit. De cake werd luchtig en kreeg een sponsachtige textuur, iets wat moeilijk te bereiken is zonder ei.”

Aandachtspunten voor toepassing

Een eigenschap die het oplosbare eiwit niet heeft, is gelering. “Dat hadden we wel gehoopt. Naast de waterextractie hebben we daarom ook een totale extractie uitgevoerd, waarbij we alle eiwitten uit het tarwezemel haalden. Dit totale extract werd behandeld met transglutaminase, ook wel bekend als ‘protein glue’, om de gelerende eigenschappen te versterken. Daarbij bleef de gelerende eigenschap behouden, maar verloor het eiwit de emulgerende werking. Tarwezemel is dus geen volledige vervanger voor ei-eiwit.”

Een andere uitdaging van de eiwitstroom is dat deze naast eiwit ook nog 20 procent zetmeel bevat. “Dat is ook niet oplosbaar in water en moet dus nog worden gefilterd. Dat is gangbaar bij plantaardige eiwitten.” Ook het feit dat tarwezemelen gluten bevatten, is een aandachtspunt.

Toch gelooft Krishnamoorthy dat tarwezemelen een belangrijk ingrediënt kunnen worden in voedingsmiddelen. “De eiwitten bevatten alle essentiële aminozuren en tarwezemelen zijn rijk aan vezels. Dat biedt enorme kansen, naast de ruime beschikbaarheid van deze reststroom.” Ze ziet toepassingen variërend van sportdranken en vezelsupplementen tot petfood. “Maar het is nog vroeg. We weten nog niet genoeg over smaak en mondgevoel, en gluten blijven een aandachtspunt. Met meer onderzoek verwacht ik dat dit kan uitgroeien tot iets groots: een eiwitbron die wacht op de juiste toepassing.”

Het duurzaamste eiwit is eiwit dat al beschikbaar is en nog wacht op een toepassing. Een van de grootste reststromen wereldwijd is tarwezemel: wat overblijft bij het malen van tarwekorrels. Dit is een zeer eiwitrijke grondstof, maar wordt nog nauwelijks gebruikt in voeding. Rijksuniversiteit Groningen-onderzoeker Varshini Krishnamoorthy deed in samenwerking met Koopmans Meel BV uit Leeuwarden onderzoek naar de valorisatie van tarwezemelen en ziet kansen voor deze grondstof in plantaardige voeding.

Tarwezemelen zijn een belangrijk bijproduct van de tarweverwerking, met waardevolle voedingsstoffen waaronder eiwitten. Op dit moment wordt vrijwel de volledige stroom gebruikt als veevoer. “Het is een hele goede voedingsbron die nu onderbenut wordt,” vertelt onderzoeker Varshini Krishnamoorthy. Sinds 2022 doet zij onderzoek naar de toepassing en functionaliteit van tarwezemelen in voeding. “In 100 gram tarwezemelen zit 14 tot 18 gram eiwit. Een substantieel aandeel. In dit onderzoek heb ik gekeken of het mogelijk is om het eiwit te extraheren en toe te passen.”

In het kader van duurzaamheid is tarwezemel een interessante grondstof. Het is een bijproduct en wordt nu voornamelijk gebruikt als veevoer. De schaal van deze reststroom is enorm: grofweg 122 miljoen ton per jaar wereldwijd.

Zandtextuur

Tarwezemel is de buitenste laag van de tarwekorrel die tijdens het malen als losse vliesjes of vlakjes vrijkomt wanneer de tarwe wordt gescheiden in meel en zemelen. Tarwezemel bestaat vooral uit zaadhuiden, vruchtwanden en een klein deel kiem, waardoor het rijk is aan voedingsvezels, eiwitten, mineralen (zoals ijzer en magnesium) en B-vitaminen. Het wordt wel toegepast in voedingsmiddelen, zoals bakkerijproducten en babyvoeding, maar dit betreft slechts een marginaal deel. Krishnamoorthy: “Tarwezemelen hebben een onprettig mondgevoel. Het kan een droge en zanderige textuur geven. Ook heeft het een bijsmaak die niet prettig is. Daarnaast bevat het een hoog gehalte cellulose, wat moeilijker verteerbaar is.”

Krishnamoorthy richtte zich daarom uitsluitend op de eiwitten. Daarbij moest eerst worden vastgesteld welke eigenschappen het eiwit heeft. Houdt het olie of water vast? Kan het emulgeren? “Het is mogelijk om eiwitten uit tarwezemelen te extraheren. Ongeveer 80 procent van de eiwitten kan met verschillende oplosmiddelen of vloeistoffen worden geëxtraheerd. In dit onderzoek hebben we ons gericht op de wateroplosbare eiwitfractie. Deze waterige fractie wordt vervolgens gevriesdroogd, waardoor uiteindelijk een eiwitpoeder overblijft.”

De koekjes zijn gebakken met tarwezemelen als basis. Foto: Varshini Krishnamoorthy

Toepassing als ei-vervanger

Uit de experimenten blijkt dat tarwezemeleiwit een uitstekende emulgerende werking heeft. “De holy grail in emulgeren is ei. Daarom hebben we gekeken of het mogelijk was om een vegan mayonaise te maken. Dat is zeker mogelijk.” Het onderzoek vond niet plaats in een voedselveilig lab en de mayonaise kon daarom niet geproefd worden. Uit onderzoek naar de sensorische eigenschappen blijkt wel dat de textuur sterk lijkt op die van mayonaise. Ook de geur komt overeen. Er was echter één nadeel: “Onze vegan mayonaise heeft een afwijkende kleur. Gewone mayonaise heeft een zachte gelige kleur, terwijl deze een pindakaasbruine kleur heeft.”

Met die kennis keek Krishnamoorthy ook naar toepassingen in koekjes en cake. “Bij koekjes vormt de kleur geen barrière en kregen we een textuur die vergelijkbaar was met die van reguliere koekjes. Daarnaast konden we in cake een andere eigenschap van het eiwit testen: de schuimvormende capaciteit. De cake werd luchtig en kreeg een sponsachtige textuur, iets wat moeilijk te bereiken is zonder ei.”

Aandachtspunten voor toepassing

Een eigenschap die het oplosbare eiwit niet heeft, is gelering. “Dat hadden we wel gehoopt. Naast de waterextractie hebben we daarom ook een totale extractie uitgevoerd, waarbij we alle eiwitten uit het tarwezemel haalden. Dit totale extract werd behandeld met transglutaminase, ook wel bekend als ‘protein glue’, om de gelerende eigenschappen te versterken. Daarbij bleef de gelerende eigenschap behouden, maar verloor het eiwit de emulgerende werking. Tarwezemel is dus geen volledige vervanger voor ei-eiwit.”

Een andere uitdaging van de eiwitstroom is dat deze naast eiwit ook nog 20 procent zetmeel bevat. “Dat is ook niet oplosbaar in water en moet dus nog worden gefilterd. Dat is gangbaar bij plantaardige eiwitten.” Ook het feit dat tarwezemelen gluten bevatten, is een aandachtspunt.

Toch gelooft Krishnamoorthy dat tarwezemelen een belangrijk ingrediënt kunnen worden in voedingsmiddelen. “De eiwitten bevatten alle essentiële aminozuren en tarwezemelen zijn rijk aan vezels. Dat biedt enorme kansen, naast de ruime beschikbaarheid van deze reststroom.” Ze ziet toepassingen variërend van sportdranken en vezelsupplementen tot petfood. “Maar het is nog vroeg. We weten nog niet genoeg over smaak en mondgevoel, en gluten blijven een aandachtspunt. Met meer onderzoek verwacht ik dat dit kan uitgroeien tot iets groots: een eiwitbron die wacht op de juiste toepassing.”