Optimierung der natürlichen Süßstoffe mit Arboreal Bioinnovations

Vor einigen Jahren hatte Arboreal Stevia - ein Unternehmen für natürliche Süßungsmittel auf Pflanzenbasis, das sich auf die Entwicklung und Herstellung von Stevia-Extrakten spezialisiert hat - den Stevia-Herstellungsprozess im Wesentlichen gemeistert. Das Unternehmen war bereit, den Prozess zu skalieren, stellte aber schnell fest, dass es Unterstützung bei der Formulierung benötigte.

Glücklicherweise hatte Suresh Chander vor kurzem einen Karrierewechsel vollzogen und war bei Arboreal Stevia gelandet. Er war von einer Karriere in der Biotechnologie in seine jetzige Rolle in der Lebensmitteltechnologie gewechselt.

"Ich war ständig auf der Suche nach New-Age-Unternehmen oder Unternehmen, die funktionelle Inhaltsstoffe herstellen", sagt Chander. "Und so bin ich auf Arboreal gestoßen. Ich war eines der ersten Mitglieder, die Arboreal beitraten, denn in den ersten Jahren von Arboreal ging es nur um Landwirtschaft und Rückwärtsintegration."

Als Arboreal Stevia - eine Abteilung von Arboreal Bioinnovations Pvt. Ltd - bereit war, seinen Herstellungsprozess zu skalieren, schaltete sich Chander ein.

"Es begann in einem kleinen Raum und mit kleinen Formulierungen", sagt Chander. "Und jetzt haben wir zwei eigene F&E-Zentren. Es war eine große Reise in den letzten vier Jahren."

Aufklärung der Lebensmittelhersteller über Stevia

Während die Forscher in den letzten Jahren viel über Zuckeraustauschstoffe gelernt haben, waren die Lebensmittelunternehmen langsamer bei der Anwendung dieser Forschung in der Lebensmittelindustrie.

"Der Süßwarenbereich ist eine große Grauzone", sagt Chander. "Es gibt nicht viel Wissen darüber. ... Das Feld braucht mehr Wissen über die Kommerzialisierung und wie man es erschwinglich machen kann. Und genau hier kommt Arboreal ins Spiel. Wir haben maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Matrizes entwickelt."

Als Stevia-Hersteller ist Arboreal Stevia daran interessiert, Lebensmittelhersteller und die Öffentlichkeit über die Vorteile der Verwendung von Stevia zum Süßen von Lebensmitteln zu informieren.

"Stevia ist ein hochintensiver natürlicher Süßstoff", sagt Chander. "Es wird aus Steviablättern extrahiert und stammt von einer Pflanze namens Stevia rebaudiana, die in Südamerika beheimatet ist. Stevia ist also ein völlig kalorienfreies, sauberes Label und ein sehr nachhaltiges Süßungsmittel.

Stevia unterscheidet sich jedoch in wesentlichen Punkten von anderen Süßungsmitteln.

"Die Leute sagen oft, je reiner die Zutat, desto besser", sagt Chander. "Aber um ehrlich zu sein, gibt es bei Stevia keine große Korrelation zwischen der Reinheit des Extrakts und der geschmacklichen Leistung in einem bestimmten Rezept. Stevia-Extrakte verhalten sich eher wie ein Geschmacksstoff als ein Süßungsmittel.

In ähnlicher Weise verwechseln Lebensmittelwissenschaftler oft den Zusammenhang zwischen höheren Konzentrationen von Stevia und Süßkraft.

"Viele Leute denken, dass die Süße wie bei Zucker linear zunimmt, wenn man die Konzentration [von Stevia] erhöht", sagt Chander. "Aber wenn es um Stevia geht, nimmt die Süße ab einem bestimmten Punkt nicht mehr zu. Man muss den Schwellenwert der Dosierung und die Metriken verstehen, damit man diese Moleküle entsprechend optimieren und anpassen kann."

In einer Reihe von Zuckeraustauschstoffen könnte Stevia aufgrund seines Preises weniger attraktiv sein als seine Konkurrenten. Da es sich um einen natürlichen Stoff handelt, der aus Steviablättern extrahiert werden muss, sind die Kosten für die Markteinführung von Stevia deutlich höher. Doch je nach Rezeptur kann Stevia für Lebensmittelhersteller kostengünstiger sein als andere Süßstoffe.

"Wenn Sie Stevia auf KG-Basis kaufen, liegt der Preis zwischen 50 und 250 oder 300 Dollar", sagt Chander. "Aber die Konzentration von Stevia im Endprodukt ist relativ gering. In vielen Anwendungen werden Sie zwischen 0,02 und 0,05 Prozent verwenden. In vielen Fällen kann Stevia also eine Kostenreduzierung bewirken."

Verwendung von Stevia in der Lebensmittelindustrie

Seit seiner Gründung im Jahr 2015 hat Arboreal Bioinnovations mit Unternehmen zusammengearbeitet, um sie bei der effektiven Verwendung von Stevia in ihren Lebensmitteln zu unterstützen. Mehr als 55 Marken haben die Dienste von Arboreal Bioinnovations in Anspruch genommen, um ihnen bei der Einführung von Produkten mit Stevia durch ein spezielles Formulierungsprogramm zu helfen.

"Im Allgemeinen kommen zwei wichtige Anfragen zu uns", sagt Chander. "Die erste ist die nach einer 100-prozentigen Zuckerreduzierung. Die nächste ist, ein kalorienarmes Produkt auf den Markt zu bringen - sie wollen die Zuckermenge in einem Produkt um vielleicht 25 bis 50 Prozent reduzieren. Wir erhalten eine Reihe von Produkten: Proteinpulver, Proteingetränke, pflanzliche Anwendungen, Schokolade, Süßwaren. Wir erhalten ein sehr breites Spektrum von Anfragen für viele Anwendungen.

In einigen Fällen kann Arboreal Bioinnovations Lebensmittelherstellern helfen, ihre Produkte innerhalb weniger Wochen auf den Markt zu bringen.

"In einem Fall haben wir eine Basis von ungesüßten Proben als eine Art Kontrollprodukt angefordert", sagt Chander. "Manchmal haben die Unternehmen ein Referenzprodukt oder einen bestimmten Süßegrad, den sie erreichen wollen. Im Allgemeinen nehmen wir uns für jedes Projekt zwei bis drei Wochen Zeit. In diesem Fall haben wir uns auf der Grundlage der anderen Projekte auf einen Zeitplan geeinigt, und innerhalb von etwa anderthalb Wochen konnten wir dem Unternehmen eine sehr wirtschaftliche Lösung vorlegen, und das Produkt wurde innerhalb der nächsten zwei Monate auf den Markt gebracht. Das ist ein gutes Beispiel dafür, wie unser maßgeschneiderter Ansatz den Kunden zugute kommen kann."

Vorteile und Nachteile der Verwendung von Stevia

Stevia ist für viele Lebensmittelhersteller eine ausgezeichnete Wahl, aber es ist nicht für jeden geeignet.

"Jede Zuckerreduzierung bringt eine Reihe von Herausforderungen für die Formulierung mit sich", sagt Chander. "Es geht um mehr als Süße. Saccharose verleiht den Lebensmitteln und Getränken viele funktionelle Eigenschaften wie Textur, Mundgefühl und Haltbarkeit. Die Substitution dieser einzigartigen Eigenschaften von Saccharose war für Produktentwickler schon immer eine Herausforderung. Bei einer Neuformulierung oder der Entwicklung eines neuen Produkts muss man sich möglicherweise einige schwierige Fragen stellen."

Chander schlägt den Lebensmittelherstellern vor, sich die folgenden fünf Fragen zu stellen, um festzustellen, ob Stevia für sie eine gute Wahl ist.

1. Zu welcher Kategorie gehört Ihr Lebensmittelprodukt? Welche regulatorischen Herausforderungen sind mit diesem speziellen Lebensmittelprodukt verbunden?
2. Welche physikalischen und sensorischen Eigenschaften soll das Produkt haben? Welche Eigenschaften werden durch den Ersatz von Zucker ersetzt?
3. Welchen Prozentsatz an Kalorienreduktion erwarten Sie?
4. Wie viel Prozent der Saccharose des Lebensmittels wollen Sie ersetzen?
5. Welche Haupteigenschaften soll das Produkt haben, einschließlich Farbe, Textur und Aussehen?

Messung von Feuchtigkeit und Wasseraktivität

Bei allem, was Chander und seine Kollegen tun, ist die Wasseraktivität entscheidend.

"Wenn die Leute ein Analysezertifikat sehen, denken sie oft, dass die Feuchtigkeit nur einen kleinen Teil ausmacht, aber das ist eigentlich nicht der Fall", sagt Chander. "Wasser ist etwas Grundlegendes, und wenn wir als Lebensmittelwissenschaftler oder -technologen besser verstehen, wie Wasser funktioniert, verstehen wir auch besser, wie die Welt funktioniert.

Um besser zu verstehen, wie sich die Wasseraktivität auf ihre Formulierungen auswirkt, messen Chander und sein Team die Feuchtigkeit mit einem zweistufigen Ansatz.

"Wir verwenden eine Trocknungsverlust-Methode und haben auch eine Titrationsmethode eingeführt", sagt Chander. "Außerdem arbeiten wir mit externen Labors zusammen, um alle unsere Ergebnisse zu validieren. Auf diese Weise sind unsere Ergebnisse in Bezug auf das Feuchtigkeitsmanagement zuverlässiger."

Chander unterstützt seine Kunden nicht nur bei der Entwicklung neuer Lebensmittelprodukte mit Stevia, sondern ist auch begeistert von den bedeutenden Entdeckungen und Anwendungen in der Lebensmittelindustrie.

"Diese Dinge sind sehr, sehr wichtig", sagt Chander. "Zucker weist bei verschiedenen Feuchtigkeitsgraden und Temperaturen unterschiedliche Eigenschaften auf. Es gibt nicht viel Forschung, um den Menschen zu helfen, den Zusammenhang zwischen Feuchtigkeit und Süße zu verstehen, insbesondere im Endprodukt. ... Dies ist immer noch eine Grauzone. Ich hoffe, dass diese Art von Diskussionen Forscher und Produktentwickler dazu anregen wird, in diese Richtung zu denken und dieses Thema in den Mittelpunkt zu rücken."