Utilizing raw rapeseed press cake in foods: A case study on sensory quality and profile of selected bitter compounds in snack bars

Dit onderzoek toont aan dat rauwe koolzaadperskoek in snackbars doseerafhankelijke sensorische eigenschappen introduceert, waarbij astringentie en bitterheid sterk correleren met specifieke metabolieten zoals goitrien, KSS en KSS-hexose, en dat het schillen van de zaden de geur en smaak beïnvloedt zonder de bitterheid te verhogen.

De kern

Stel je voor dat je een enorme fabriek hebt die zonnebloempitten (of in dit geval, koolzaad) tot olie verwerkt. Na het persen blijft er een restant over: een droge, harde koek. Dit noemen ze rapeseed press cake (RPC). Vroeger werd dit alleen als voer voor koeien gebruikt, maar omdat we steeds meer plantaardig eten nodig hebben, willen wetenschappers dit nu ook voor mensen eten.

Het probleem? Deze koek smaakt verschrikkelijk: bitter, als een oude thee en met een geur die doet denken aan kool of rotte eieren.

De onderzoekers van deze studie hebben zich afgevraagd: "Kunnen we deze bittere koek toch in ons eten steken, en als ja, wat maakt het dan precies zo bitter?" Ze hebben een proef gedaan met snackbars (zoals een energiereep), waarbij ze steeds meer van deze koolzaadkoek toevoegden.

Hier is wat ze ontdekten, vertaald in simpele taal:

1. De "Bittere Grens" (Het verzadigingspunt)

Stel je voor dat je zout in een soep doet. Eerst proef je het niet, dan wordt het zouter, en op een gegeven moment proef je het niet meer sterker, het is gewoon "heel zout".
De onderzoekers zagen hetzelfde met de bittere koek in de snackbars:

• Als ze 7% koek toevoegden, werd de bar bitterder.
• Bij 14% was het al erg bitter.
• Maar bij 21% werd het niet veel bitterder dan bij 14%. Het proefvermogen van je tong raakte gewoon "vol". Het is alsof je een spons hebt die al verzadigd is; je kunt er niet meer water in duwen.

2. De "Schil" is niet de boosdoener

Veel mensen denken: "Ah, als we de harde schil van de zaadjes eraf halen (het 'dehullen'), wordt het minder bitter."
De onderzoekers deden dit proefje: ze maakten bars met koek van hele zaden én van zaden zonder schil.
Het verrassende resultaat: Het verwijderen van de schil maakte de bars niet minder bitter. Sterker nog, de bars zonder schil roken soms zelfs sterker naar kool.

• De analogie: Het is alsof je denkt dat de vuile schoenen de reden zijn dat je huis stinkt, maar het is eigenlijk de vieze sokken die eronder zitten. De bittere stoffen zitten in het "vlees" van het zaadje, niet in de schil. Dus, het schillen van de zaden helpt niet echt voor de smaak.

3. De "Bittere Drie" (De schuldigen)

De onderzoekers wilden weten welke stoffen precies voor die bittere smaak zorgen. Ze keken naar een lijst van verdachten. Ze ontdekten dat drie specifieke stoffen de boosdoeners waren:

1. Goitrin: Een stofje dat ontstaat als de zaden worden verwerkt.
2. KSS en KSS-hexose: Complexe bloem-achtige stoffen (flavonoïden).
3. Sinapic acid: Een zure stof.

De creatieve metafoor:
Stel je de snackbar voor als een orkest. De zaden zijn de muzikanten. De onderzoekers dachten dat de hele band (alle stoffen) samen de slechte muziek (de bittere smaak) maakte. Maar ze ontdekten dat er drie specifieke muzikanten waren die de hele zaal verstoorden: Goitrin, KSS en Sinapic acid. Als je die drie stopt, klinkt het orkest veel beter.

4. De "Magische Transformatie"

Het gekke is dat de stoffen in de rauwe koek niet precies hetzelfde zijn als in de snackbar.

• In de rauwe koek zit veel progoitrin (een voorloper).
• In de snackbar is dat bijna verdwenen, en is er goitrin (de echte bittere stof) ontstaan.
• Het is alsof je rauwe bloemkool kookt: de bloemkool verandert van vorm en geur tijdens het koken. De onderzoekers zagen dat er in de snackbar veel meer van die specifieke bittere stoffen uitkwam dan ze hadden verwacht. De "receptuur" van de snackbar (met dadels, noten en koffie) zorgde ervoor dat de bittere stoffen zich anders gedroegen dan in de pure koek.

5. De "Astringentie" (Dat droge gevoel)

Naast bitterheid, hadden de bars ook een droog, schraal gevoel in de mond (zoals bij sterke thee of rode wijn). Dit gevoel nam lineair toe.

• De analogie: Als je bitterheid een berg is die plat wordt bovenop, is dit droge gevoel een rechte ladder. Hoe meer koek je toevoegt, hoe droger je mond voelt. Dit bleef gewoon doorgaan, ook bij de hoogste doses.

Wat betekent dit voor de toekomst?

Deze studie is als een receptboek voor de toekomst:

1. We kunnen deze koek gebruiken in eten (zoals snackbars), maar we moeten oppassen met de hoeveelheid. Meer dan 14% maakt het niet veel beter, alleen maar bitterder.
2. Het schillen van de zaden helpt niet tegen de bitterheid, dus dat is misschien een stap die we kunnen overslaan om energie te besparen.
3. Als we in de toekomst nieuwe soorten koolzaad willen kweken, moeten we fokken op zaden met minder Goitrin en KSS. Dat is de sleutel tot een lekkerere, minder bittere snack.

Kortom: Koolzaadkoek is een goudmijn aan eiwitten, maar het is als een ongetemd paard: het is krachtig, maar het moet goed getemd worden (in de juiste hoeveelheid en met de juiste zaden) voordat het lekker is om te eten.

Technische samenvatting

Titel: Het gebruik van rauw koolzaadperskoek in voedingsmiddelen: Een casestudy over de sensorische kwaliteit en het profiel van geselecteerde bittere verbindingen in snackrepen

1. Het Probleem

Koolzaadperskoek (RPC - Rapeseed Press Cake) is een eiwitrijke bijproductstroom (30-40% eiwit) die overblijft na de olie-extractie van koolzaad. Hoewel RPC potentie heeft als menselijk voedselbron om de verschuiving naar plantaardige eiwitten te ondersteunen, wordt het momenteel voornamelijk als veevoer gebruikt. De toepassing van rauwe, onbewerkte RPC in menselijk voedsel wordt beperkt door twee factoren:

1. Regelgeving: Rauwe RPC is in de EU niet goedgekeurd als voedsel vanwege hoge niveaus van anti-nutritieve glucosinolaten.
2. Sensorische beperkingen: RPC heeft een ongewenste bittere smaak en een scherpe mondgevoel (astringentie), wat de acceptatie door consumenten belemmert.

Er is weinig bekend over hoe de introductie van rauwe RPC in een complexe voedselmatrix (zoals een snackreep) de waargenomen sensorische eigenschappen beïnvloedt en welke specifieke metabolieten verantwoordelijk zijn voor deze bitterheid.

2. Methodologie

De onderzoekers hebben een gecontroleerd experiment uitgevoerd waarbij rauwe RPC werd geïntegreerd in snackrepen.

• Proefopzet: Snackrepen werden vervaardigd met een basis van volle voedselingrediënten (amandelen, koffie, lijnzaad, pompoenpitten, chia, dadels en rozijnen). Rauwe RPC werd toegevoegd in doseringen van 0%, 7%, 14% en 21%.
• Behandelingen: Er werd gebruikgemaakt van RPC van zowel hele zaden als ontvliesde zaden (huidjes verwijderd).
• Sensorische Analyse: Een getraind panel (10 personen) evalueerde de repen op 13 RPC-kenmerkende sensorische attributen (bijv. bitterheid, astringentie, koolgeur, oxidatiegeur) volgens ISO/ASTM-standaarden.
• Chemische Analyse: Met behulp van gerichte LC-MS/MS werden specifieke bittere verbindingen gekwantificeerd:
  • Fenolen: Sinapinezuur (sinapine kon niet betrouwbaar worden gemeten door matrixeffecten).
  • Flavonoïden: KSS (kaempferol 3-O-(2‴-O-sinapoyl-β-sophoroside)) en KSS-hexose.
  • Glucosinolaten en afbraakproducten: Progoitrine, gluconapine, glucobrassicine en goitrine.
• Data-analyse: Er werden ANOVA-modellen gebruikt voor statistische significantie en Principal Component Analysis (PCA) om correlaties tussen sensorische scores en metabolietconcentraties te vinden. Ook werd een Dose-over-Threshold (DoT) analyse uitgevoerd om te bepalen of de concentraties van verbindingen hoog genoeg zijn om smaak te beïnvloeden.

3. Belangrijkste Resultaten

• Sensorische Respons: De meeste sensorische attributen (zoals bittere smaak en oxidatiegeur) namen toe tot een dosering van 14% RPC en stabiliseerden daarna (plateau-effect). Astringentie (het droge, schurende mondgevoel) nam echter bijna lineair toe over het volledige doseringsbereik.
• Invloed van Ontvliesing: Het verwijderen van de zadenhuidjes (ontvliesden) leidde tot een intensere geur- en smaakprofiel (o.a. meer "kool"- en "popcorn"-geur), maar verhoogde niet de bitterheid of het eiwitgehalte in de eindproducten.
• Correlatie Metabolieten en Smaak:
  • PCA toonde een sterke positieve correlatie tussen bitterheid/astringentie en de aanwezigheid van KSS, KSS-hexose en goitrine.
  • Sinapinezuur, gluconapine en glucobrassicine hadden een zwakkere correlatie met de bitterheid.
• Metaboliet-Transformaties:
  • Er vond uitgebreide hydrolyse van glucosinolaten plaats tijdens de bereiding. Hoewel er veel progoitrine in de RPC zat, werd slechts een klein deel teruggevonden in de repen.
  • Goitrine (het hydrolyseproduct van progoitrine) werd gedetecteerd, maar alleen in hoeveelheden die 7-16% bedroegen van de toegevoegde progoitrine.
  • De concentraties van KSS en KSS-hexose in de repen waren 5 tot 9 keer hoger dan verwacht op basis van de rauwe RPC, wat suggereert dat hogere orde conjugaten tijdens de bereiding werden gehydrolyseerd of dat ze beter uit de matrix werden geëxtraheerd.
• DoT-Analyse: De DoT-waarden voor progoitrine waren <0,1 (niet waarneembaar), terwijl die voor goitrine varieerden tussen 0,3 en 1,4. Dit bevestigt dat goitrine, en niet progoitrine, bijdraagt aan de waargenomen bitterheid.

4. Bijdragen en Innovatie

• Eerste sensorische evaluatie: Dit is de eerste studie die een getraind panel gebruikt om de sensorische impact van rauwe RPC in een voedselproduct (snackreep) te beoordelen.
• Identificatie van nieuwe bittere stoffen: De studie identificeert goitrine als een bijdrager aan de bitterheid van RPC-producten, naast de reeds bekende sinapine en KSS-derivaten.
• Inzicht in matrix-effecten: Het onderzoek toont aan dat metabolieten in de rauwe grondstof chemisch veranderen in de voedselmatrix (bijv. hydrolyse van glucosinolaten en vrijgave van KSS), waardoor de analyse van het eindproduct essentieel is in plaats van alleen van de grondstof.
• Ontvliesing: Het study toont aan dat het ontvliesen van zaden voor de persing geen voordeel biedt voor het eiwitgehalte of het verminderen van bitterheid in het eindproduct.

5. Significatie en Toekomstperspectief

De bevindingen bieden een wetenschappelijke basis voor de ontwikkeling van RPC-bevattende voedingsmiddelen en voor het kweken van nieuwe koolzaadrassen met verbeterde sensorische eigenschappen (minder bittere verbindingen).

• Voedselontwikkeling: Het inzicht dat goitrine en KSS-derivaten de bitterheid drijven, helpt voedselwetenschappers bij het formuleren van recepten die deze effecten kunnen maskeren of minimaliseren.
• Duurzaamheid: Het bevordert het gebruik van RPC als menselijk voedsel, wat bijdraagt aan circulaire economie en de Planetary Health Diet.
• Veredeling: Veredelaars kunnen zich richten op het verlagen van specifieke bittere metabolieten (zoals goitrine en KSS) in het zaad, in plaats van alleen op glucosinolaat-niveaus.

Kortom, de studie onthult dat de sensorische kwaliteit van RPC-producten niet alleen wordt bepaald door de grondstof, maar sterk wordt beïnvloed door chemische transformaties tijdens de voedselbereiding, waarbij goitrine een sleutelrol speelt in de bitterheid.