Smaakwetenschap: moleculaire kaarten voor voedsel van morgen

“Het is een beetje als het maken van een foto, alleen komt elke pixel overeen met een molecuul,” zegt Mudita Vats. Ze legt uit hoe massaspectrometrische beeldvorming (MSI) werkt. Met de techniek kunnen onderzoekers inzoomen op voedselmoleculen. Dat kan belangrijk zijn voor het ontwikkelen van voedsel van de toekomst. “Het lijkt op een foto van je iPhone, maar als je inzoomt, zie je een molecuul.”

Vats is postdoctoraal onderzoeker aan het M4I Institute van de Universiteit Maastricht en werkt al jaren met MSI. De techniek laat niet alleen zien wát er in voedsel zit, maar ook waar. En die plek bepaalt mede hoe we voedsel ervaren.

Om het verschil met andere beeldvormingstechnieken uit te leggen, geeft Vats een voorbeeld. “Meng een aantal groenten tot een smoothie, en je kunt elke stof erin identificeren, maar niet waar die vandaan komt. Snijd diezelfde groenten in plakjes op een pizza, en je weet precies waar elke stof zit.”

Voor een onderzoeksproject met een paddenstoelenkwekerij analyseerde ze dunne plakjes paddenstoel, tussen de 17 en 35 micrometer dik, dunner dan een haar. De techniek levert een kaart op van de verdeling van smaakmoleculen. Sommige zitten vooral in de hoed, andere in de steel. Dat verschil is ook terug te proeven.

Textuur ontwerpen – geen giswerk meer

Vats richt haar onderzoek ook op plantaardig vlees. “Je moet zo dicht mogelijk proberen te komen bij wat mensen belangrijk vinden aan textuur, smaak en uiterlijk,” zegt ze. “Soms maak je een burger die er prachtig uitziet, maar zodra iemand hem eet, smaakt hij niet naar vlees.”

Haar onderzoek naar plantaardige burgers laat zien waarom. De textuur van echt vlees ontstaat door de combinatie van spiervezels en vet, die op een bepaalde manier zijn gerangschikt. Tijdens het koken verandert die structuur. Juist die structuur moet worden nagebootst. “Soms verandert er iets tijdens het verhitten of verwerken,” zegt Vats. Met MSI kan ze volgen “welke veranderingen er in welke fase van de verwerking optreden, om zo dicht mogelijk bij echt vlees te komen.”

Ook de smaak is een uitdaging. “Wanneer soja of een peulvrucht als ingrediënt wordt gebruikt, geeft dat een onaangename, wrange smaak,” zegt ze. “Vlees geeft juist veel umami.” Zelfs als het product technisch goed in elkaar zit, blijft er nog een ander probleem: de consument. “Mensen zijn zich vaak niet bewust van wat er allemaal in de supermarkt ligt, naast wat ze gewend zijn te kopen. Het gaat ook om de angst om iets nieuws te proberen. Er is ook een kwestie van vertrouwen.”

Vats begrijpt daarom de recente discussie over hoe deze producten worden aangeduid. Op de vraag of dit ook een marketingprobleem is, zegt ze volmondig ja. Ze wijst daarbij ook op haar eigen twijfel over producten die dierlijke ingrediënten bevatten, terwijl ze bedoeld zijn om de afhankelijkheid van de veehouderij te verminderen.

M

Mudita Vats

Postdoc-onderzoeker aan de Universiteit Maastricht

Ze maakt deel uit van het Maastricht MultiModal Molecular Imaging Institute (M4I) van de universiteit, waar ze onderzoek doet naar moleculaire beeldvormingstechnieken.

Van een vraag op een conferentie tot een promotieplek in Nederland

Vats' weg naar dit nichevakgebied begon bijna toevallig. Ze komt oorspronkelijk uit India en woonde een online paneldiscussie bij met Ron Heeren, directeur van M4I. Ze stelde hem een vraag en raakte daarna met hem in gesprek. "Ik stelde hem gewoon een vraag en daarna hadden we een online gesprek", vertelt ze.

Eigenlijk wilde ze massaspectrometrische beeldvorming in Nieuw-Zeeland studeren. Maar reizen daarheen was op dat moment lastig. Heeren wees haar daarom op een alternatief. "Hij zei dat hij misschien een positie had waarop ik kon solliciteren", zegt ze. Zo kwam ze terecht op een promotieplek die werd gefinancierd via FoodTraNet, een Marie Skłodowska-Curie-opleidingsnetwerk.

Voor haar eerste project onderzocht ze twee wijngaarden in Zuid-Limburg: een biologische en een conventionele. "Het was interessant om naar de microbiota van beide te kijken", zegt ze.

Daarna volgde de ene samenwerking uit de andere. "Een bedrijf kwam met het idee om naar vitamines in paddenstoelen te kijken." Dat leidde tot een samenwerking met de Technische Universiteit van München, en uiteindelijk tot onderzoek naar burgers en nu zeevruchten. "Zo ben ik dit vakgebied ingerold", zegt ze.

Voedselcontaminatie opsporen

Een van de nieuwe projecten van de onderzoeker is het opsporen van verontreiniging in mosselen door microplastics en pijnstillers, met behulp van MSI. Mosselen blijken natuurlijke filters te zijn. "Mosselen zijn een zegen voor de waterlichamen," zegt ze. "Ze blijven filteren en verzamelen alle stoffen in zichzelf, waardoor wat er doorheen gaat schoon water is. Dus als we de mossel eten, en we zien bepaalde moleculen erin, dan betekent dat dat die ook in ons water zitten."

Die rol als indicator werkt in twee richtingen. Haar vroege, nog niet gepubliceerde resultaten laten zien dat het medicijn zich in specifieke organen ophoopt — en "als we die mossel in vers water leggen, in schoon water, gaat hij opnieuw filteren en het medicijn weer uit zijn lichaam afgeven," zegt ze. "Dus het is zowel beangstigend als belangrijk."

Of ze nu voedselmonsters analyseert op voedingsstoffen of verontreinigingen, Vats wil bijdragen aan de wetenschap en de samenleving. "Misschien kan ik een boer in de wijngaarden helpen, of iemand in een voedselfabriek, om dichter bij hun doel te komen", zegt ze. Dat werk kan bovendien helpen bij de ontwikkeling van de volgende generatie voedsel, met veel meer precisie.