Organoleptische testen zijn cruciaal voor gekweekt vlees om de sensorische kwaliteiten van conventioneel vlees te repliceren. Belangrijke meetwaarden zijn:
- Sappigheid: Gemeten met behulp van Gaschromatografie-Massaspectrometrie (GC-MS) en vochtverlies tests tijdens het koken. Uitdagingen zijn onder andere het repliceren van vetgehalte en vochtretentie.
- Malsheid: Beoordeeld met Textuurprofielanalyse (TPA) en Warner-Bratzler Shear Force (WBSF). Gekweekt vlees toont potentieel in het bereiken van zachtere texturen.
- Mondgevoel en Textuur: Geanalyseerd door middel van reologie en stijfheid van het scaffold. Huidige producten missen de vezelige complexiteit van hele stukken.
- Smaak en Aroma: Technieken zoals GC-MS en elektronische neuzen identificeren belangrijke verbindingen, zoals die van de Maillard-reactie, om vleessmaken na te bootsen.
Hoewel gekweekt vlees worstelt met sappigheid en smaakcomplexiteit, verkleinen de vooruitgangen in co-cultuursystemen en smaakversterkende steigers de kloof met conventioneel vlees.
Belangrijke Organoleptische Metrieken voor Gekweekt Vlees
Sappigheid: Meetmethoden en Bevindingen
Het repliceren van de sappigheid van conventioneel vlees in gekweekte alternatieven blijkt lastig. Onderzoekers pakken dit aan door adipocyten (vetcellen) samen te kweken met spiercellen of door aparte "vetblokken" rijk aan lipiden te produceren. Deze benaderingen zijn gericht op het verbeteren van vochtretentie en het versterken van het olieachtige smaakprofiel dat bijdraagt aan sappigheid [1][9].
Om sappigheid te meten, wordt Gaschromatografie-Massaspectrometrie (GC-MS) vaak gebruikt. Deze methode identificeert vluchtige verbindingen zoals nonanal en 2-ethyl-1-hexanol, die essentieel zijn voor het "vettige" mondgevoel en de perceptie van sappigheid [1][3]. Een andere benadering omvat het koken van vleesmonsters tot specifieke interne temperaturen - 65°C, 70°C en 75°C - en het meten van het vochtverlies tijdens het proces [5]. Onderzoekers hebben ontdekt dat het verhogen van adipogenese niet alleen de vochtretentie verbetert, maar ook vluchtige verbindingen genereert die het geroosterde rundvleesaroma nabootsen [1].
Deze vooruitgangen in sappigheidsonderzoek banen de weg voor het verkennen van andere belangrijke textuurkwaliteiten, zoals malsheid.
Malsheid: Beoordeling en Normen
Na sappigheid valt malsheid op als een cruciale factor bij het bepalen van de kwaliteit van gekweekt vlees. Twee primaire methoden worden gebruikt om malsheid te evalueren: Texture Profile Analysis (TPA) en Warner-Bratzler Shear Force (WBSF).
- TPA simuleert het kauwproces door middel van een dubbele compressietest, waarbij aspecten zoals hardheid, veerkracht, samenhang, kauwbaarheid en veerkrachtigheid worden gemeten [2].
- WBSF gebruikt een V-inkeping mes om de kracht te bepalen die nodig is om het vleesmonster te scheren [7][2].
Een studie uit 2022 [2] vergeleek gekweekte Frankfurt-stijl worsten met conventionele. Hoewel de hardheidsniveaus vergelijkbaar waren, vertoonden de gekweekte worsten een veerkracht score van 0,54, dicht bij die van rauwe kip (0,61).Echter, de studie merkte op dat gekweekt vlees de neiging heeft om een hogere Young's Modulus (een maat voor stijfheid) te hebben in vergelijking met conventioneel verwerkt vlees [2].
"De Young's Modulus-analyse was de parameter die de grootste verschillen liet zien... gekweekt vlees bereide Frankfurter worst, vertoont een aanzienlijk hogere waarde dan de commerciële worst, wat suggereert dat het proces om het te bereiden leidt tot een stijver product." - Jacobo Paredes et al., Nature [2]
Mondgevoel en Textuuranalyse
Het bereiken van het juiste mondgevoel is essentieel voor consumententevredenheid. Mondgevoel wordt beoordeeld met behulp van reologie, dat de visco-elastische eigenschappen van vlees evalueert door de opslagmodulus (G') en verliesmodulus (G'') te meten [2]. Deze methode biedt inzicht in de interne structuur en stromingsgedrag van vleesmatrices [2]. Om een compleet beeld te krijgen, combineren onderzoekers nu trek-, druk- en schuifproeven, wat een driedimensionale analyse van vleesproducten biedt [8].
Een belangrijke factor die de mondgevoel beïnvloedt, is stijfheid van het scaffold, wat een grote rol speelt in het vormgeven van de uiteindelijke textuur. Studies suggereren dat scaffolds met een Young's modulus van ongeveer 11 kPa ideaal zijn voor spiergroei (myogenese), terwijl die rond 3 kPa beter geschikt zijn voor vetgroei (adipogenese) [1]. Bovendien verstijven gekweekte spierweefsels wanneer ze worden verwarmd tot 60°C vanwege eiwitdenaturatie [1].
Gekweekt vlees vertoont vaak een lagere samenhang in vergelijking met conventioneel verwerkt vlees, wat betekent dat het tijdens tests gemakkelijker uit elkaar valt [2].In tegenstelling daarmee vertoont dierlijk vlees doorgaans een hogere stijfheid bij trek dan bij druk. Bijvoorbeeld, dierlijke worst heeft een trek-druk asymmetrie van 2.41 [8]. Deze factoren beïnvloeden de algehele eetervaring aanzienlijk.
Smaak- en Aromaprofiel in Gekweekt Vlees
Analytische Methoden voor Smaak en Aroma
Smaak is een van de meest kritische kwaliteiten als het gaat om gekweekt vlees. Om de vluchtige verbindingen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor vlezig, muf en vet aroma, vertrouwen onderzoekers op geavanceerde technieken zoals Gaschromatografie-Massaspectrometrie (GC-MS) gecombineerd met Dynamische Headspace (DHS) Sampling en GC-MS-Olfactometrie (GC-MS-O). In deze methoden ruiken getrainde beoordelaars aan het GC-effluent, waarbij chemische pieken worden gekoppeld aan specifieke aroma's [6][10][11].
Een ander hulpmiddel, de elektronische neus (e-neus), biedt snelle aroma-vingerafdrukken. Deze technologie creëert een "vingerafdruk" van aroma's, waardoor snelle vergelijkingen tussen gekweekt en conventioneel vlees mogelijk zijn [10]. Ondertussen evalueert de elektronische tong (e-tong) niet-vluchtige smaakcomponenten zoals bitterheid, zuurheid en umami door elektrochemische reacties te meten [3]. Voor in water oplosbare smaakvoorlopers zoals aminozuren en suikers - belangrijke spelers in aroma-vorming tijdens het koken - is Vloeistofchromatografie-Tandem Massaspectrometrie (LC-MS/MS) de aangewezen methode [1][11].
In een studie gebruikten onderzoekers Hoofcomponentenanalyse op GC-MS-gegevens om gekweekt varkensvet te vergelijken met conventioneel vet, waarbij 90.0% van de variatie tussen de twee monsters [6]. Dit niveau van detail helpt bij het vaststellen waar gekweekt vlees verschilt en leidt inspanningen om conventionele vleessmaken nauwkeuriger na te bootsen.
Deze tools doen meer dan alleen aroma's identificeren - ze helpen wetenschappers ook om de verbindingen te vinden die nodig zijn om de smaken van traditioneel vlees na te bootsen.
Belangrijke Aromatische Verbindingen in Gekweekt Vlees
Met behulp van deze geavanceerde technieken hebben onderzoekers specifieke aromatische verbindingen geïdentificeerd die cruciaal zijn voor het repliceren van de smaak van conventioneel vlees. Het reproduceren van de complexe chemie van gekookt vlees is geen gemakkelijke taak, aangezien gekweekt vlees vaak bepaalde smaakprecursors mist die van nature in dieren accumuleren via hun dieet of worden gemodificeerd door niet-spierorganen [4].Een prime voorbeeld is de Maillard-reactie, die optreedt wanneer aminozuren en reducerende suikers interageren bij temperaturen boven 150°C, waardoor het geroosterde, vlezig aroma ontstaat dat gekookt rundvlees definieert [10].
"Het verschil in aminozuurprofielen tussen in vitro weefsels en traditioneel vlees vormt uitdagingen bij het nabootsen van de Maillard-smaak van traditioneel vlees." - Nature Communications [10]
Zwavelhoudende verbindingen zijn vooral belangrijk voor authentieke vleesaroma's. Furfurylmercaptaan draagt bij aan geroosterde vleesnoten, terwijl 3-mercapto-2-pentanon vlezig en ui-achtige smaken toevoegt [10]. Een andere belangrijke verbinding, 2,5-dimethylpyrazine, levert geroosterde rundvleesachtige aroma's en dient als een marker voor succesvolle spiercel differentiatie [1].Vettige noten daarentegen komen voort uit verbindingen zoals nonanal en 2-ethyl-1-hexanol, die bijproducten zijn van lipide-oxidatie [1][3].
In december 2023 toonden onderzoekers van KU Leuven aan dat het grillen van gedifferentieerde spierblokken op 180°C gedurende vijf minuten hogere niveaus van 2,5-dimethylpyrazine en benzaldehyde produceerde, waardoor het chemische profiel van het gekweekte vlees meer in lijn kwam met conventioneel rundvlees [1]. In juni 2024 kwam er een nieuwe doorbraak: onderzoekers ontwikkelden een "smaak-schakelbare scaffold" met behulp van furfurylmercaptaan gebonden aan een gelatine-gebaseerde hydrogel. Wanneer verhit tot 150°C, gaf de scaffold vlezig vluchtige stoffen vrij, waardoor een smaakprofiel ontstond dat, volgens Principale Componenten Analyse, veel dichter bij conventioneel rundvlees lag dan standaard gekweekt vlees [10]. Indrukwekkend genoeg behield de scaffold 93.8% van zijn gewicht over een 14-daagse celkweekperiode bij 37°C [10].
Sensorische evaluatie van alternatieve eiwitten: Een gids voor beste praktijken
sbb-itb-ffee270
Vergelijking van Gekweekt en Traditioneel Vlees
Gekweekt vs Traditioneel Vlees: Vergelijking van Sensorische Metrieken
Als het gaat om gekweekt vlees, zijn er duidelijke hindernissen te overwinnen om de sensorische kwaliteiten van traditioneel vlees te evenaren. Het begrijpen van deze verschillen is essentieel om de kloof te overbruggen en een vergelijkbare eetervaring te bereiken. Hier is hoe gekweekt vlees zich verhoudt tot zijn traditionele tegenhanger op verschillende sensorische aspecten.
Sappigheid blijft een aanzienlijke uitdaging.Conventioneel vlees profiteert van natuurlijke intramusculaire vetten en waterbindend vermogen, wat gekweekt vlees nog niet effectief heeft kunnen repliceren [4]. Aan de andere kant, malsheid zou een gebied kunnen zijn waar gekweekt vlees uitblinkt. Door het vermijden van het proces van rigor mortis en de vorming van het actomyosine-complex, dat traditioneel vlees verhardt, kan gekweekt vlees een zachtere textuur bereiken. Zoals Lieven Thorrez van KU Leuven uitlegt:
"Als rigor mortis minder sterk zou zijn of er geen actomyosine-complex zou worden gevormd, kan dit een positief effect hebben op de productkwaliteit met betrekking tot malsheid... in vergelijking met traditioneel vlees" [4].
Mondgevoel en textuur zijn andere gebieden die verfijning nodig hebben. Momenteel neigt gekweekt vlees naar de zachte, gehakte textuur die te vinden is in verwerkte producten, in plaats van de vezelige complexiteit van hele stukken.Een studie uit 2022 door Biotech Foods S.L vergeleek een gekweekte Frankfurt-stijl worst met zijn commerciële tegenhanger. De gekweekte worst had een veerkrachtwaarde van 0,54, iets lager dan de 0,61 die werd waargenomen in commerciële worsten, waardoor het qua textuur dichter bij verse kip kwam dan bij traditioneel varkensvlees [2]. Bovendien vertoonde de gekweekte versie een hogere stijfheid (Young's modulus), wat wijst op de noodzaak van procesverbeteringen om aan de consumentenvoorkeuren te voldoen [2].
Smaak is misschien wel het meest opvallende tekort. Conventioneel vlees ontwikkelt zijn rijke, complexe smaak door post-mortem metabolisme en Maillard-reacties. Daarentegen heeft gekweekt vlees, tenzij de spiercellen sterk gedifferentieerd zijn, de neiging een mildere smaak te hebben [4][1][10].Zonder deze natuurlijke smaakversterkende processen vereist gekweekt vlees innovatieve oplossingen om het intense smaakprofiel van traditioneel vlees te repliceren.
Vergelijkingstabel Sensorische Metrieken
| Metriek | Conventioneel Vlees | Gekweekt Vlees |
|---|---|---|
| Sappigheid | Hoog; dankzij intramusculair vet en efficiënte waterretentie [4]. | Lager; vaak omschreven als "droog" vanwege de afwezigheid van natuurlijke vetcellen [4]. |
| Zachtheid | Varieert; beïnvloed door veroudering, pH-veranderingen en rigor mortis [4]. | Mogelijk hoger; vermijdt de verhardende effecten van het actomyosine-complex [4]. |
| Mondgevoel | Vezelig en complex; bevat bindweefsel en andere structurele elementen [4]. | Zachter of "gehakt-achtig"; mist de 3D-complexiteit van hele stukken [4][2]. |
| Smaak | Rijk en intens; ontwikkeld via post-mortem metabolisme en Maillard-reacties [4]. | Zacht; vereist toevoegingen of ontworpen steigers om traditionele smaakprofielen na te bootsen [1][10]. |
| Hardheid | Hoog in hele stukken; varieert in verwerkte producten [2]. | Vergelijkbaar met verwerkte producten zoals worstjes wanneer getest met TPA (Texture Profile Analysis) [2]. |
Conclusie
Grondig organoleptisch testen speelt een cruciale rol bij het waarborgen dat gekweekt vlees voldoet aan de verwachtingen van traditionele vleesconsumenten [3]. Onderzoek benadrukt consequent sensorische gelijkenis als een belangrijke factor voor het verkrijgen van consumentenacceptatie [3]. Door rigoureuze testmethoden te combineren met voortdurende vooruitgang, blijft de gekweekte vleesindustrie de weg banen voor haar ontwikkeling.
De hindernissen zijn echter onmiskenbaar. Gekweekt vlees mist momenteel de natuurlijke post-mortem processen - zoals de pH-daling en rigor mortis - die traditioneel vlees zijn kenmerkende smaak en textuur geven [4]. Desondanks is vooruitgang duidelijk. Een studie uit 2024 door Pasitka et al.onthulde dat 67% van de deelnemers de voorkeur gaf aan een hybride gekweekt kipproduct boven een op soja gebaseerd alternatief, wat aantoont dat het bereiken van sensorische gelijkenis binnen handbereik is [3]. Mercedes Vila van Biotech Foods S.L. benadrukt het belang van deze inspanningen:
"De sensorische eigenschappen van gekweekt vlees zijn afgeleid van de moleculaire kenmerken van het product, en aangezien gekweekt vlees nog in de kinderschoenen staat, is de studie en het begrip van zijn eigenschappen van het grootste belang" [2].
Toekomstige Richtingen in Organoleptisch Onderzoek
Onderzoekers pakken actief de uitdagingen van smaak en textuur aan. Zo worden smaakschakelbare steigers ontwikkeld om vleessamenstellingen, zoals furfurylmercaptaan, vrij te geven wanneer ze worden verwarmd tot ongeveer 150°C. Deze benadering pakt het probleem van verlies van vluchtige verbindingen aan tijdens verlengde kweekperioden [10].
Textuuranalyse is ook geavanceerder geworden. In plaats van alleen te vertrouwen op basistests voor hardheid, gebruiken wetenschappers nu methoden zoals Texture Profile Analysis en reologie om de mechanische eigenschappen - zoals de Young's modulus en schuifmodulus - van specifieke vleesstukken zoals ossenhaas of borststuk na te bootsen [2]. Co-cultuursystemen, die myoblasten, fibroblasten en adipocyten combineren, helpen om het ingewikkelde bindweefsel en de vetdooradering van hele stukken vlees na te bootsen [4]. Bovendien bieden tools zoals elektronische neuzen en tongen objectieve manieren om smaak- en smaakprofielen te vergelijken met die van conventioneel vlees [10].
Deze doorbraken onderstrepen het belang van voortdurende onderzoek en innovatie in de ontwikkeling van gekweekt vlees.
Hoe Cellbase Ondersteunt Gekweekt Vlees R&D
Veelgestelde vragen
Hoe wordt de sappigheid van gekweekt vlees vergelijkbaar gemaakt met traditioneel vlees?
Gekweekt vlees evenaart de sappigheid van traditioneel vlees door spier- en vetcellen te mengen binnen speciaal ontworpen steigers. Deze steigers, vaak gemaakt van materialen zoals gelatine of alginaat, zijn ontworpen om vocht vast te houden en de vertrouwde textuur van dierlijk vlees na te bootsen.
Door factoren zoals stijfheid en waterretentie aan te passen, recreëren deze steigers de delicate vet-waterbalans die in conventioneel vlees wordt gevonden. Dit zorgvuldige ontwerp zorgt ervoor dat vochtvrijgave, malsheid en mondgevoel nauw aansluiten bij de ervaring van het eten van traditioneel vlees.
Wat zijn smaakschakelbare steigers en hoe verbeteren ze gekweekt vlees?
Smaakschakelbare steigers zijn geavanceerde biomaterialen die zijn ontworpen om celgroei te ondersteunen en tegelijkertijd de sensorische aantrekkingskracht van gekweekt vlees te verbeteren.Deze steigers zijn gemaakt met een op gelatine gebaseerd hydrogel doordrenkt met temperatuurgevoelige smaakstoffen (SFC's). Zo werkt het: tijdens de celkweekfase blijft de steiger inactief, zodat het de weefselontwikkeling niet verstoort. Maar eenmaal verhit tot typische kooktemperaturen, geeft het aromatische verbindingen vrij die de rijke, vleessmaken van traditioneel vlees nabootsen.
Deze methode zorgt ervoor dat de steiger celgroei ondersteunt zonder concessies te doen aan smaak. Het resultaat? Een heerlijke smaakversterking tijdens het koken die de aroma's en smaak van conventioneel vlees weerspiegelt. Deze steigers zijn instrumenteel in het verbeteren van het smaak- en aromaprofiel van gekweekt vlees, waardoor het aantrekkelijker wordt voor consumenten.
Voor degenen die betrokken zijn bij onderzoek en ontwikkeling, zijn materialen zoals gespecialiseerde hydrogels en SFC's beschikbaar via
Waarom zou gekweekt vlees malser kunnen zijn dan traditioneel vlees?
Gekweekt vlees valt op door zijn vermogen om een malsheid te bereiken die moeilijk te evenaren is met traditionele veeteelt. Dit komt grotendeels door de precieze controle over factoren zoals cel differentiatie en stijfheid van het scaffold tijdens de productie. Deze controles zorgen ervoor dat spiervezels gelijkmatig zijn uitgelijnd en minimale bindweefsel bevatten, wat resulteert in een zachtere en malser textuur.
Door deze omstandigheden fijn af te stemmen, biedt gekweekt vlees consequent een textuur die traditionele methoden moeilijk kunnen nabootsen.
