• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi04. 08. 2025 | Heidi Thode

Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi04. 08. 2025 By Heidi Thode

Pickled radish on white background

Et afsluttet ph.d.-projekt fra Institut for Fødevarer ved Aarhus Universitet.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder
(læs originalartiklen her)

Af Julie Frost Dahl*, Sandra Beyer Gregersen og Milena Corredig, Institut for Fødevarer, Aarhus Universitet (*nuværende adresse IFF, Braband)

Det er vanskeligt at udvikle nærende og attraktive plantebaserede fødevarer, medmindre vi forstår, hvordan proteiner opfører sig under forskellig processering og i samspil med andre ingredienser. Et nyligt afsluttet ph.d.-projekt fra Institut for Fødevarer ved Aarhus Universitet har bidraget til forståelsen ved at optimere analytiske teknikker til at karakterisere ekstruderede planteproteiner. Samtidig demonstrerer projektet, hvordan maskinlæring (AI) kan integreres i forskning og optimere produktudviklingsprocesser.

Tekstuering af planteproteiner
High-moisture extrusion (HME) kan anvendes til at skabe anisotrope strukturer i plantebaserede fødevarer, hvilket giver egenskaber, som vi kender fra muskelfibre i kød. HME bruges derfor især til produktion af plantebaserede kødanaloger. Processenbestår af mixing og hydrering af ingredienserne, efterfulgt af varme, tryk og mekanisk forarbejdning, inden det ekstruderes og solidificeres under køling (figur 1).
I dette projekt blev ærte- og hestebønneprotein-koncentrater og -isolater kombineret med forskellige niveauer af stivelse og vand. Dette skabte en række modelsystemer, der kunne danne grundlag for at forstå strukturdannelse under ekstrudering.

Nye metoder til bedre forståelse
En af de store udfordringer ved ekstruderede plantebaserede fødevarer er, at deres komplekse sammensætning og heterogene karakter gør dem svære at karakterisere strukturelt. En vigtig del af arbejdet i projektet har derfor været at undersøge nye og forbedrede muligheder for at analysere og bestemme relevante parametre til at beskrive systemerne med.
Mikroskopi anvendes ofte til at vise komponentfordelingen i fødevarestrukturerne. De fleste mikroskopiske metoder er dog utilstrækkelige i forhold til at karakterisere vandfordeling og forskelle i hydrering. Dette er på trods af, at vand spiller en vigtig rolle i mange fødevarer – og specielt i HME som indeholder mindst 40 procent vand. For at imødekomme denne begrænsning, blev der i projektet udviklet en metode til at bruge Confocal Raman-mikroskopi til at følge vandhydrering i proteinfasen [1]. Raman-spektroskopi er velkendt for at kunne give detaljeret kemisk information. Når metoden kombineres med mikroskopi, kan man navigere rundt i prøven og forstå fordelingen af forskellige faser, inklusive vand. Ved anvendelse af metoden kunne det anskueliggøres, hvordan vandet bevæger sig og strukturen hydreres under HME-processering. Resultaterne viste, at det i ekstrudering af systemer bestående af proteinisolat og vand, var muligt at karakterisere to faser – én med mindre og én med mere hydreret protein. Denne faseseparation bidrager til at skabe den anisotrope struktur. Ved tilsætning af stivelse opstår der konkurrence om vandet, hvilket yderligere øger faseseparationen.
De anisotrope egenskaber er vigtige for teksturen af de plantebaserede fødevaresystemer, men der mangler viden om den relevante længdeskala samt bedre metoder til at kvantificere begrebet.Projektet anvendte derfor en række komplementære biofysiske teknikker til at karakterisere de anisotrope egenskaber, herunder reologi, hvor prøven roteres under oscillationsbevægelse, samt dynamisk mekanisk analyse (DMA), hvor prøven strækkes i hver ende. Resultaterne viste, at hvis prøven analyseres uden en stor grad af deformation, som ved lineær reologi, opnås der information om de molekylære interaktioner i det kontinuerlige proteinnetværk, men ikke om de anisotrope egenskaber. Når prøven deformeres yderligere som under DMA, afsløres de svageste punkter i strukturen. De vil for disse systemer ofte være defineret af stivelsen i proteinnetværket. DMA analyserer dermed strukturen på makroskala, og kan derfor give information om faseseparation og de anisotrope egenskaber [2].
Da ekstrudering foregår i et lukket system, har man kun indsigt i de ingredienser, der tilsættes, og det produkt, der opnås. Vurdering af forskellige ingredienser eller procesparametre kræver gentagelse af processen. Dette er tidskrævende og begrænsende, da vi ofte ender med systemspecifikke konklusioner. Men hvis vi i stedet kunne evaluere materialets egenskaber under ekstruderingen, forventes det at kunne udvide forståelsen. Dette har man forsøgt ved brug af et såkaldt closed cavity rheometer (CCR), hvor procesbetingelserne under HME simuleres, samtidig med at materialet karakteriseres ved måling af large amplitude oscillatory shear (LAOS) reologi. Denne del af projektet blev udført på Wageningen Universitet i Holland. LAOS-reologi er dog endnu ikke særlig anvendt til karakterisering af fødevarer, så for at udnytte dets potentiale krævede det, at resultaterne bedre kunne processeres. I samarbejde med Institut for Datalogi på Aarhus Universitet blev der derfor udviklet software til forbedret visualisering og sammenligning af LAOS-data [3]. Software er i dag frit tilgængeligt: https://vis-au.github.io/vaos/.
For at opnå en forståelse af, hvordan de målte LAOS-parametre relateres til strukturel information, blev plantesystemernes reologiske viskoelastiske egenskaber målt med CCR, korreleret til strukturen efter ekstrudering. Resultatet viste blandt andet, at store dele af strukturen dannes under kølingen [4].

Den opnåede forståelse
Baseret på resultaterne fra de udviklede metoder, sammenfatter figur 2 de mekanismer, der formodes at foregå under ekstrudering. I systemer, der kun består af proteinisolat og vand, antages det, at proteinerne hydrerer, vokser og aggregerer under varmepåvirkningen. Under den efterfølgende køling afgiver proteinerne noget af vandet igen (synerese), hvilket resulterer i faseseparationen, som blev observeret med Confocal Raman. Ved tilstedeværelsen af stivelse binder denne det afgivne vand fra proteinerne. Stivelse og protein danner hver sin fase, hvilket fremmer faseseparationen yderligere. Reologien viste, hvordan højere koncentrationer af vand eller stivelse resulterer i blødere og mere fleksible strukturer, som bedre tilpasser sig ekstruderingsflowet. Dette fører til strukturer med tydelige anisotrope egenskaber, medmindre stivelsen er til stede i så høj koncentration, at den overtager den kontinuerlige fase og i stedet fragmenterer proteinnetværket.

Forudsigelse af strukturdannelse
Foruden at bidrage til en øget forståelse af de bagvedliggende mekanismer, muliggjorde CCR indsamlingen af større mængder data, der også kan anvendes i datadrevet forskning. Der blev under projektet indsamlet et datasæt med 311 prøver, som blev brugt til at træne AI maskinlæringsmodeller til at forudsige strukturdannelse baseret på kompositions- og procesparametre. Resultatet viste, at især regressionsmodellen Random Forest har et stort potentiale. Modellen hjalp også med at forstå mønstre i dataene og identificerede de mest relevante inputdata og reologiske outputparametre (figur 3). Komplekse kulhydrater og vandindholdet viste sig at have større indflydelse på den rheologiske respons end variation i proteinindholdet [5].

Konklusion
Projektet opnåede at optimere metoder til at forstå strukturdannelse i plantebaserede proteinrige produkter. Resultaterne viste også, hvordan maskinlæring kan reducere trial-and-error-baseret forskning og bidrage til at forstå mønstre og korrelationer i komplekse multikomponentsystemer. Anvendelse af AI bliver yderligere brugbart, hvis vi i fremtiden ønsker at fremstille fødevarer af mindre processerede ingredienser og dermed arbejde med mindre raffinerede råvarer. Det vil nemlig gøre det sværere at drage konklusioner om, hvilke ingredienser der spiller hvilken funktionel rolle i strukturen. Her kan AI hjælpe med at identificere og forstå påvirkningen af forskellige komponenter og deres sammenspil.

E-mail:
Julie Frost Dahl: julie.dahl@iff.com

Referencer
1. Dahl, J.F., Gregersen, S.B., Andersen, U., and Corredig, M. (2023). Confocal Raman microscopy to evaluate anisotropic structures and hydration development. Methodological considerations. Soft Matter, 19(23):4208-4222.
2. Dahl, J.F., Bouché, O., and Corredig, M. (2025). Multiscale study of structure formation in high moisture extruded plant protein biopolymer mixes. Food Hydrocolloids, 158:110523.
3. Dahl, J F., Gregersen, S.B., Andersen, U., Schulz, H.-J., and Corredig, M. (2024). Small and large deformation rheology on pizza cheese as an example of application to study anisotropic properties of food soft materials. Food Hydrocolloids, 148:109456.
4. Dahl, J.F., Bouché, O., Schlangen, M., van der Goot, A.J., and Corredig, M. (2025). Relationship between rheological parameters and structure formation in high moisture extrusion of plant protein biopolymers. Food Hydrocolloids, 160:110843. 5. Dahl, J.F., Schlangen, M., van der Goot, A.J., and Corredig, M. (2025). Predicting rheological parameters of food biopolymer mixtures using machine learning. Food Hydrocolloids, 160:110786.

Skrevet i: Aktuelt, Artikler fra Dansk Kemi, Fødevarekemi

Seneste nyt fra redaktionen

Hvad sker der på spildevandsanlægget, når ”det pisser ned”?

Analytisk kemiArtikler fra Dansk KemiTop25. 02. 2026

Hvordan moderne kemiske analysemetoder hjælper os til at forstå dynamikken af mikroforureninger i spildevandet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Kristoffer Kilpinen1, Selina

ISO 13391 og ISO 25078

Artikler fra Dansk KemiGrøn omstilling18. 02. 2026

– beregning af skovens klimaeffekter En ny international ISO-standard for beregning af skovens klimaeffekter giver emnet fornyet aktualitet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af

Ti, Mo, Cs, Pr, Nd – hvad har disse fem til fælles?

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemi18. 02. 2026

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Kemisk Forenings Nomenklaturudvalg (KFNU) i dets nuværende inkarnation daterer sig fra 1940. Udvalgets første større bedrift var i 1952 at nedkomme med

CleanCloud målekampagne i Nordøstgrønland

Artikler fra Dansk KemiKlima og miljø18. 02. 2026

CleanCloud er et EU-finansieret forskningsprojekt, hvor der blandt andet er udført to målekampagner på Villum Research Station (VRS) på Station Nord i Nordgrønland, med det formål at undersøge, hvordan partikler og skyer interagerer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses

Supporting chemical thermodynamics:

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik18. 02. 2026

The role of infrared spectroscopy The use of molecular vibrations to probe structure in hydrogen bonding liquids. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) By Evangelos Drougkas, Georgios

To naturfagslærere fra slutningen af 1800-tallet

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemi18. 02. 2026

Naturvidenskab kom ind i latinskolen – den lærde skole – i midten af 1800-tallet. Hvad var det for lærere, der underviste i naturvidenskab i den lærde skole og realskolen? Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Svampe giver køerne kamp til stregen, når det kommer til produktion af mælkeprotein

Artikler fra Dansk KemiBioteknologi18. 02. 2026

Vores fødevareproduktion er alt for klimabelastende, og én af løsningerne findes i mælkeprotein produceret af svampe med en teknologi, der kaldes præcisionsfermentering. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Konsekvenserne af kunstig iltning af søer

Artikler fra Dansk KemiKlima og miljø18. 02. 2026

- effektvurdering på Danmarks længst iltede søer: Hald Sø og Furesø. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Sofie Kamlarczyk1, Henrik Skovgaard2, Julia Groth1, Theis Kragh1 og Kasper

Strontium understøtter tandemaljens robusthed – men hvordan?

Artikler fra Dansk KemiMedicinalkemi18. 02. 2026

Fluorid styrker tænders emalje ved at erstatte hydroxid i hydroxyapatit og sænke opløseligheden. Strontium styrker også tænders emalje, selv om strontium-analogen til Ca5(OH)(PO4)3 er mere opløselig. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer

Per- og polyfluorerede alkylstoffer (PFAS)

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø18. 02. 2026

– et problem i hele Kongeriget Danmark Seneste års monitering viser, at miljøet og mennesker i Danmark, Færøerne og Grønland kan være kritisk belastet af per- og polyfluorerede alkylstoffer (de såkaldte PFAS). I Danmark har brugen af PFAS – i særligt industrien, landbruget og brandøvelser – været

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Find det perfekte opsamlingskar på et øjeblik

  • MD Scientific

    PuriFlash oprensningssystem

  • Holm & Halby

    WorkShop: Fryserrobotter

  • DENIOS ApS

    Lithiumbatterier: Sådan sikrer du din virksomhed

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Energiomkostninger reduceret med 50% via et centraliseret vakuumsystem

  • Kem-En-Tec Nordic

    Nyt produkt – Streptavidin

  • DENIOS ApS

    Sådan fejrer vi valentinsdag hos DENIOS

  • Holm & Halby

    Holm & Halby klar med seminarprogram for foråret 2026

  • Holm & Halby

    TÜV-certificering styrker dokumenteret kvalitet hos Holm & Halby

  • Holm & Halby

    Workshop sætter fokus på Green Chemistry i sporstofanalysen

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Hvad sker der på spildevandsanlægget, når ”det pisser ned”?

    25.02.2026

  • ISO 13391 og ISO 25078

    18.02.2026

  • Ti, Mo, Cs, Pr, Nd – hvad har disse fem til fælles?

    18.02.2026

  • CleanCloud målekampagne i Nordøstgrønland

    18.02.2026

  • Supporting chemical thermodynamics:

    18.02.2026

  • To naturfagslærere fra slutningen af 1800-tallet

    18.02.2026

  • Svampe giver køerne kamp til stregen, når det kommer til produktion af mælkeprotein

    18.02.2026

  • Konsekvenserne af kunstig iltning af søer

    18.02.2026

  • Strontium understøtter tandemaljens robusthed – men hvordan?

    18.02.2026

  • Per- og polyfluorerede alkylstoffer (PFAS)

    18.02.2026

  • Grønlandske miner og metaller  

    10.02.2026

  • 2026-udgaven af Torkil Holm Prisen måtte deles af to markante forskningsprofiler

    03.02.2026

  • Italienskfødt, dansk-bosat forsker modtager årslegat for at sætte molekyler på menuen

    27.01.2026

  • To år med enhedspatentet og Enhedspatentdomstolen

    26.01.2026

  • Materialer til konstruktion af små modulære atomreaktorer med smeltet fluorid-salt

    20.01.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik