Je leest:

Biotechnologie in de bakkerij: daar zit wat in!

Biotechnologie in de bakkerij: daar zit wat in!

Auteur: | 14 oktober 2003

Brood is evenals kaas één van de oudste klassieke biotechnologische producten. De laatste tien jaar heeft echter ook in de bakkerij de moderne biotechnologie zijn intrede gedaan: in de vorm van enzymen als broodverbeteraar en doordat de grondstoffen afkomstig kunnen zijn van genetisch gemodificeerde gewassen.

In essentie bestaat ons dagelijks brood uit meel, water, gist en een beetje zout. Niemand weet precies wanneer en wie voor het eerst gist aan brood toevoegde om het te laten rijzen. Die eerste keer vond vrij zeker bij toeval plaats, waarschijnlijk in de Nijlvallei gedurende de tijd van de Farao’s. Zeker is dat de latere Egyptenaren gerezen brood hadden en ook het Oude Testament, nog wat later, is hierover duidelijk. Er wordt gesproken over brood met of zonder zuurdesem (met of zonder gist, zie intermezzo I). Het verschil, aan ieder bekend die wel eens brood heeft proberen te bakken, zit vooral in de luchtigheid en de structuur van het brood, maar ook geur en smaak winnen sterk aan kwaliteit, wanneer het brood gerezen is met gist.

“Je kunt echter alleen zeggen dat iets veilig is als je er zelf ook van overtuigd bent. En dat zijn we. Aan de enzymen wordt niet gesleuteld. En mochten de enzymproducenten dat wèl doen, dan weten we dat.” Esther Delnoij in het Chemisch Weekblad van 7 mei 1994; indertijd was zij hoofd R&D bij Sonneveld bv, producent broodverbeteraars.

Wanneer gist – een levend, eencellig organisme – wordt toegevoegd aan het deegmengsel, gaan de gistcellen hierin vermeerderen, groeien (in aantal). Als de gist groeit, gaan de cellen ook de suikers die in het deeg zitten fermenteren (vergisten), waarbij ze o.a. koolzuurgas produceren. Deze gasbellen worden ingesloten in het deeg met als resultaat de luchtige structuur zoals we die kennen en waarderen van een goed gerezen brood. Deze informatie, en meer, valt te lezen in de brochure over biotechnologie van vandaag en morgen van DSM-Gist, al ruim honderd jaar een van de grootste producenten van bakkersgist.

Bakkersgist

Bakkersgist mag terecht worden beschouwd als één van de oudste industriële fermentatieproducten. De industriële bakkersgistproductie en -toepassing is hoogstwaarschijnlijk gestart met het Weense proces ontwikkeld door Mautner in circa 1846. Er zijn tot nu toe zo’n 500 verschillende gistsoorten geïdentificeerd. Vanwege het hoge koolzuurgasproducerende vermogen wordt Saccharomyces cerevisiae het meest toegepast in de bakkerij (zie afbeelding 2). Bakkersgist is wat betreft volume en functie één van de belangrijkste biotechnologisch verkregen producten. Over de gehele wereld wordt per jaar meer dan twee miljoen ton bakkersgist geproduceerd. De meeste gist wordt gebruikt in de broodbereiding. Daarnaast wordt gist ook toegepast in banket, biscuits, crackers en pizza’s.

Deeg

Tarwedeeg bestaat voornamelijk uit gluten (de eiwitten gliadine en glutenine), lipiden (vetten), zetmeel en andere niet-zetmeel koolhydraten. Deze natuurlijke grondstof kan sterk in kwaliteit verschillen en ondergaat bovendien een groot aantal processtappen tijdens het bereiden van brood. Deegontwikkeling bestaat uit verschillende processen. Allereerst wordt tijdens het kneden de structuur verbroken van het eiwitcomplex, dat na het mengen van bloem en water is gevormd. Door het kneden rekken die eiwitketens uit en schuiven ze langs elkaar. Tijdens het rijzen van het deeg vormen ze vervolgens een groot eiwitnetwerk, het zogenaamde gluten. Een goede aggregatie van gluteneiwitten is van belang voor het gashoudend vermogen van het deeg en bepaalt uiteindelijk volume en stevigheid van het deeg. De variabele uitgangsstoffen en het grote aantal processtappen maakte het eeuwen lang moeilijk voor de bakkers brood van constante kwaliteit te bakken.

Tarwe bevat van nature diverse soorten zogenaamde wilde gistcellen. De concentratie van deze gistcellen is echter zo laag, dat je hiermee onmogelijk een deeg kunt laten rijzen. Je kunt wel de concentratie op natuurlijke wijze laten toenemen. Het enige dat je hoeft te doen om dit vermeerderingsproces in gang te zetten is water aan meel toevoegen en zorgen dat er voldoende zuurstof in zit. Door de eveneens van nature in meel aanwezige azijnzuur en melkzuur bacteriën neemt de zuurgraad van het mengsel toe, vandaar de naam zuurdesem. Na een aantal dagen heb je een zuurdesem gekweekt, waarin de concentratie gistcellen hoog genoeg is om er brood mee te kunnen bakken. Het aantal is echter nooit zo hoog als van bakkersgist dat je in de winkel kunt kopen. Dat is een zogenaamde reincultuur, één soort gist in grote vaten (fermentoren) in een fabriek gekweekt. Een gram hiervan bevat zo’n 10 miljard gistcellen, terwijl 1 kilo meel ongeveer 30 duizend gistcellen bevat. Daardoor is zuurdesem brood in het algemeen minder luchtig.

Broodverbeteraars

Om de kwaliteit van brood minder afhankelijk te maken van de variaties in grondstofkwaliteit en procescondities tijdens kneden, rijzen en bakken, voegen bakkers zogenaamde broodverbeteraars aan hun deeg toe. Vroeger werd daarvoor de chemische broodverbeteraar kaliumbromaat gebruikt, maar die verbinding is sinds een tiental jaren verboden vanwege mogelijke kankerverwekkende eigenschappen. Ter vervanging van kaliumbromaat gebruikt men tegenwoordig ascorbinezuur, beter bekend als vitamine C, vaak aangevuld met een complex mengsel van o.a. emulgatoren, gluten oxidatie-reductiemiddelen, suiker, melkbestanddelen en een combinatie van enzymen. Met name enzymen vinden de laatste tien jaar in toenemende mate toepassing in de bakkerij.

Enzymen

Het toevoegen van extra enzymen aan het deeg heeft de volgende voordelen: · Beter rijzen van het deeg · Kortere baktijd · Mooiere korst aan het brood · Langere versheid van het brood · Constantere kwaliteit Enzymen worden weliswaar al lang toegepast in maalderij en bakkerij, maar dan met name in de vorm van moutmeel en moutextract. De kwaliteit hiervan is echter ook sterk aan variatie onderhevig, zodat men tegenwoordig liever goed gedefinieerde enzympreparaten gebruikt. Het gebruik van a-amylasen (zetmeelsplitsende enzymen) uit schimmels deed opgang in de jaren zestig, sinds kort midden vorige eeuw dus. a-Amylasen (tegenwoordig meestal uit bacteriën afkomstig) produceren dextrinen (tussenproduct bij de omzetting van zetmeel naar suikers) uit zetmeel die verder afgebroken worden tot suikers door de van nature in deeg voorkomende b-amylasen. Dit verbetert de gistfermentatie, dat wil zeggen het rijsproces en daarmee het broodvolume, de kleur van de korst en de houdbaarheid. Proteasen (eiwitsplitsende enzymen), afkomstig uit diverse bronnen, worden meestal gebruikt bij harde tarwesoorten om de elasticiteit van het deeg te verminderen. Hemicellulasen (of cellulasen en pentosanasen), voor het afbreken van hemicellulose, worden gebruikt om de bakeigenschappen van stevige roggemelen te verbeteren, maar ook om deegeigenschappen en kwaliteit van tarwebrood verder te optimaliseren. Er zijn nog diverse andere enzymen die in de bakkerij toegepast worden – een recente ontwikkeling is het toevoegen van een nieuw lipase (vetsplitsend enzym) als eerste enzymatische alternatief voor de gebruikelijke emulgatoren – en een aantal zit nog in de pijplijn. Met de gebruikelijke emulgatoren is niets aan de hand behalve dat ze een e-nummer hebben. Zonder e-nummers is het meer ‘natuurlijk’ en dat verkoopt beter. Aangezien de enzymen wel ‘natuurlijk’ zijn en ze hetzelfde effect als een emulgator bewerkstelligen is het toevoegen van dit soort enzymen de nieuwe tendens. Ook hier gaat de moderne biotechnologie een steeds belangrijker rol spelen.

Recombinant enzymen

Eind 1992 attendeerde de Consumentenbond erop dat veel van ons dagelijks brood wordt gemaakt met behulp van een broodverbeteraar waarin een enzym zit dat wordt geproduceerd met genetisch gemodific

Nieuwe voedingsmiddelen kunnen alleen worden toegelaten na een veiligheidstoetsing door de overheid. Ook kan de overheid aanvullende etiketteringeisen stellen. Omdat de enzymen zelf niet genetisch gemodificeerd zijn (alleen de micro-organismen waaruit ze gewonnen zijn), in lage concentraties worden gebruikt en omdat enzymen worden beschouwd als technische hulpmiddelen, is er geen aparte etiketteringplicht voor het brood dat met behulp van deze enzymen is gemaakt, temeer daar de enzymen na het bakken niet meer actief zijn (is ook voorwaarde). Nebafa, de Nederlandse Vereniging van Fabrikanten van Bakkerijgrondstoffen, heeft in november 1993 al een brochure uitgegeven met informatie over productie en gebruik van enzymen in brood, waaronder enzymen uit ggo’s (genetisch gemodificeerde organismen).

1. AMFEP stelt het gebruik van genetische modificatie (moderne biotechnologie) tot haar doel ter verbetering van enzymproducerende micro-organismen. Deze techniek kan een groot aantal voordelen bieden en het is belangrijk dat deze wordt onderzocht met het oog op het nut van de maatschappij als geheel. Genetische modificatie is een logische uitbreiding van traditionele genetische technieken en een stijgend aantal toepassingen wordt voorzien.2. De microbiële enzymen die worden geproduceerd door AMFEP-leden worden gebruikt in een groot aantal verschillende industriële toepassingen. De introductie van genetisch modificatie kan de volgende voordelen bieden met betrekking tot productie en/of kwaliteit van deze enzymen: – Hogere productie efficiëntie en dus minder gebruik van energie en grondstoffen, en minder afval. – Beschikbaarheid van enzymen die om economische, milieutechnische of, met betrekking tot productiemedewerkers, gezondheidsredenen anderszins niet beschikbaar zouden zijn, waardoor nieuwe toepassingen mogelijk worden. – Technische verbetering door hogere specificiteit en zuiverheid van enzymen.Om die redenen zien we genetische modificatie als een uitzonderlijk belangrijk hulpmiddel bij de productie van onze enzymen.3. AMFEP is van mening dat alle enzymen op hun intrinsieke eigenschappen beoordeeld moeten worden en niet op basis van de methode die gebruikt is om het productieorganisme te ontwikkelen. Onze producten – al dan niet verkregen met genetisch gemodificeerde organismen – worden alleen op de markt gebracht als volledige veiligheid is vastgesteld volgens internationaal geaccepteerde standaarden en wettelijke procedures.4. AMFEP-leden hebben een open informatiebeleid en zullen hun klanten op eigen initiatief informeren als een enzym geproduceerd is door middel van genetisch gemodificeerde organismen.5. AMFEP vindt dat het ‘recht van kennis’ van de consumenten gerespecteerd moet worden en daarom ondersteunen de leden hun klanten en stimuleren ze hen tot een open informatiebeleid.6. Het is de mening van AMFEP dat een open dialoog de weg is om tot consensus te komen met betrekking tot de toepassing van de moderne biotechnologie. Daarom wil AMFEP ondersteuning geven aan deze dialoog en actief daaraan deelnemen.7. Om ten volle genetische modificatie te steunen, is het het beleid van AMFEP dat haar leden elkaar niet zullen beconcurreren door claims te gebruiken die genetische modificatie discrimineren. Daarnaast ontmoedigt AMFEP anderen om certificaten te gebruiken gebaseerd op niet-gebruik van deze technologie.8. In plaats van terug te keren naar klassieke methoden van enzymproductie, zullen AMFEP-leden doorgaan met het beschikbaar stellen van enzymen verkregen met genetisch gemodificeerde organismen aan hun klanten en hen bijstaan bij de aanpak van mogelijke consumentenbezorgdheid.24.04.95 AMFEP/95/21

Transgene soja

Met de komst van genetisch gemodificeerde (transgene) soja is het gebruik van moderne biotechnologie in de bakkerij opnieuw in de belangstelling gekomen. In de bakkerij wordt veel gebruik gemaakt van soja-ingrediënten: bewerkte sojabonen, sojabloem, sojaolie en lecithine. De Nederlandse overheid heeft de transgene sojabonen toegelaten voor gebruik in voedingsmiddelen op basis van een veiligheidsbeoordeling: de producten zijn veilig voor menselijke consumptie. Van de soja-ingrediënten kunnen alleen de eiwithoudende fracties de kenmerken van genetische modificatie dragen. Immers, het DNA bepaalt welke eiwitten een cel kan maken. Sojaolie en lecithine, producten die geen eiwit bevatten, zullen in het algemeen niet veranderd zijn door de modificatie.

Etikettering

Sinds 1 april 1997 geldt er in Nederland een extra etiketteringplicht voor voedingsmiddelen die eiwithoudende ingrediënten bevatten die afkomstig (kunnen) zijn uit genetisch gemodificeerde gewassen. In eerste instantie betrof dat alleen genetisch gemodificeerde sojabonen, maar tegenwoordig ook maïs. Op het etiket moet dan staan ‘bevat eiwit verkregen met behulp van moderne biotechnologie’ of iets dergelijks (zie intermezzo). Op deze regel zijn uitzonderingen. De verplichting geldt bijvoorbeeld (nog steeds) niet voor waren die niet voorverpakt zijn en veel brood wordt op die manier verkocht.

In de toekomst zijn meer bakkerij-ingrediënten te verwachten die afkomstig zijn uit transgene planten (aardappel, suikerbiet). Zowel de Nederlandse als de Europese overheid werken hard aan sluitende en voor alle partijen acceptabele etiketteringregels. Deze zullen in ieder geval de consument in staat moeten stellen te kunnen kiezen tussen ‘wel of niet genetisch gemodificeerd’. Deze keuze zal ook leiden tot meer druk op telers en handelaars tot het volledig scheiden (traceerbaar maken) van productstromen. De groeiende toepassing van de moderne biotechnologie bij de productie van voedingsmiddelen en de relatief snelle verandering in wetgeving op dit gebied noodzaken ook de bakkerij tot het bijblijven en, vooral, tot het verstandig inspelen op wisselende omstandigheden, met name ook in publieke opinie. Het Nederlands Bakkerij Centrum in Wageningen biedt hierbij de helpende hand. Zo heeft dit centrum bijvoorbeeld de informatiemap ‘Etiketteren en aanduiden voor de brood- en banketbakkerij’ met daarin de laatste ontwikkelingen op dat gebied (in onderstaand intermezzo enkele voorbeelden daaruit).

Voedingsmiddelen en voedselingrediënten die bestemd zijn om als zodanig aan de eindverbruiker te worden geleverd en die geheel of gedeeltelijk zijn geproduceerd met genetisch gemodificeerde soja en/of genetisch gemodificeerde maïs moeten als zodanig geëtiketteerd worden. Dat wil zeggen dat het verplicht is om in de lijst van ingrediënten, achter het genetisch gemodificeerde ingrediënt tussen haakjes de vermelding “geproduceerd met genetisch gemodificeerde maïs” (of soja) aan te brengen. Ook is het toegestaan om deze tekst door middel van een voetnoot met een asterisk (*) aan te brengen. Dit is vermeld in de Verordening (EG) 1139/98: Etikettering van voedingsmiddelen geproduceerd met genetisch gemodificeerde organismen (ggo’s).Er is een tolerantiewaarde ingesteld voor ingrediënten die door onvoorziene insleep sporen van genetisch gemodificeerde organismen bevatten. Dit is vastgelegd in Verordening (EG) 49/2000 (wijziging van Verordening (EG) 1139/98). Op basis hiervan hoeft een ingrediënt niet als genetisch gemodificeerd te worden aangeduid als dat ingrediënt voor niet meer dan 1% bestaat uit genetisch gemodificeerde organismen. Om aan te kunnen tonen dat de aanwezigheid van de gemodificeerde organismen onvoorzien is, moeten bedrijven bewijsmateriaal kunnen verstrekken om de bevoegde instanties ervan te overtuigen dat zij het gebruik van ggo’s hebben vermeden en dat er dus sprake is van onbedoelde verontreiniging.Wanneer tijdens een inspectie blijkt dat in een levensmiddel een genetisch gemodificeerd ingrediënt wordt verwerkt en dat is niet op het etiket vermeld, dan is dat voldoende om strafrechterlijk op te treden.Additieven en aroma’s die genetisch gemodificeerd zijn, een genetisch gemodificeerd bestanddeel bevatten of die met behulp van genetisch gemodificeerde organismen zijn geproduceerd en waarin een genetisch gemodificeerd bestanddeel kan worden aangetoond (waardoor ze dus niet langer gelijkwaardig zijn aan de conventionele aroma’s en additieven) moeten op dezelfde manier geëtiketteerd worden als ingrediënten die uit genetisch gemodificeerde bestanddelen bestaan of daarmee zijn bereid. Dit is vastgelegd in Verordening (EG) 50/2000 (Etikettering genetisch gemodificeerde additieven en aroma’s), die een aanvulling is op Verordening (EG) 1139/98. Voor additieven en aroma’s is geen tolerantiewaarde voor onbedoelde insleep van ggo-ingrediënten vastgesteld.Onlangs, op 2 juli 2003, heeft het Europees Parlement in Straatsburg het groene licht gegeven voor de toelating en etikettering van ggo voeding en veevoer (bron: e-mail nieuwsbrief nr. 20/2003 van Stichting Consument en Biotechnologie) en de kans is groot dat deze nieuwe wetgeving snel van kracht zal worden. Het is een aanscherping van bovenstaande regels. Een cruciale verandering is dat volgens de nieuwe regels alle voedingsmiddelen moeten worden geëtiketteerd als ze ingrediënten bevatten van ggo’s, los van de aantoonbaarheid ervan in het eindproduct. De controle moet zich daarom uitstrekken tot de ruwe grondstoffen en zelfs tot de akker. Tevens geven de nieuwe regels afzonderlijke lidstaten de mogelijkheid om maatregelen te nemen om onbedoelde vermenging van non-ggo producten met ggo’s te voorkomen en ze hebben straks ook de mogelijkheid om extra eisen te stellen aan de monitoring van de gezondheidseffecten, nadat het product al op de markt is verschenen. Het finale fiat moet tenslotte komen van de Raad van Ministers van de Europese Commissie.NB Inmiddels is het zover. Op 22 juli 2003 hebben de ministers de nieuwe voorstellen aangenomen (persbericht IP/03/1056).

Rijzend transgeenbrood

Brood rijst omdat grote eiwitmoleculen in tarwedeeg een netwerk (gluten) vormen dat het deeg zijn sterkte, elasticiteit en uitzetbaarheid geeft, zodanig dat het deeg de door de gist gevormde koolzuurgasbellen kan insluiten. Het zijn vooral de grote glutenine-eiwitten die zich gedurende het mengen en kneden aan elkaar binden en nog veel grotere polymeren vormen. Daarom is al veel tijd en moeite gestoken in het selecteren en veredelen van tarwevariëteiten met een hoog gluteninegehalte. Genetisch gezien is dit een complex gebeuren waar een zestal genen bij betrokken is. Toch hebben Australische en Britse onderzoekers een paar jaar geleden al laten zien dat ook hier genetisch modificatie veelbelovend is. In vergelijking met deeg afkomstig van niet-transgene zaden, had het deeg van zaden met respectievelijk één of twee extra glutenine genen een overeenkomstige toename in deegsterkte en elasticiteit. Dat is wat je noemt geen ‘kruimelig’ nieuws voor bakkers en broodliefhebbers. Vraag voorlopig is wanneer het biotechbrood over de toonbank zal gaan van de bakker naar de klant.

Bronnen:

TNO-bulletin ‘Biotechnologie in de maalderij en bakkerij’, februari 1992.

Heleen Snelting, ‘Peroxidases bruikbaar als broodverbeteraar’, Chemisch Magazine, juni 1995.

‘Revolutionizing baking’, BioTimes, december 2002, 6-7.

Informatiebulletin van september 1997 van Koninklijke Zeelandia H.J. Doeleman B.V.

Informatiemap ‘Etiketteren en aanduiden voor de brood- en banketbakkerij’, Nederlands Bakkerij Centrum, Wageningen, 2001

F. Barro, L. Rooke, F. Békés, P. Gras, A.S. Tatham, R. Fido, P.A. Lazzeri, P.R. Shewry, P. Barceló, ‘Transformation of wheat with high molecular weight sub unit genes results in improved functional properties’, Nature Biotechnology 15, 1295-1299 (1997).

‘Biotechnology, today and tomorrow’, brochure van Gist-brocades (vandaag de dag DSM-Gist) uit 1991

Voor vragen of opmerkingen n.a.v. dit artikel kunt u mailen met:

Dit artikel is een publicatie van Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI).
© Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI), sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 14 oktober 2003

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.