20. september 2019

Ny professor i fødevarekemi forsker i fremtidens sunde og bæredygtige mad

Professor i fødevarekemi

Når råvarer forarbejdes til måltider og produkter i både private køkkener og i fødevareindustrien sker der en lang række kemiske reaktioner i fx fedtstoffer og proteiner. Forandringerne har typisk betydning for både kvaliteten og den ernæringsmæssige værdi af maden, og det er disse fødevarekemiske reaktioner, som Marianne Nissen Lund arbejder med at afdække som ny professor i fødevarekemi på Institut for Fødevarevidenskab ved Københavns Universitet (KU FOOD).

Marianne Nissen Lund er professor i fødevarekemi ved KU FOOD, hvor hun blandt andet forsker i mejeriprodukter. Foto Claus Boesen.

Marianne Nissen Lund kommer dermed til at varetage arven fra sin mentor og tidligere ph.d.-vejleder, professor Leif Skibsted, også KU FOOD, som har etableret den fødevarekemiske forskning i Danmark. Leif Skibsted bevarer dog sin tilknytning til KU FOOD, men fra oktober som professor emeritus.

Vil fortsætte den fødevarekemiske tradition i Danmark

”Mit mål er at fortsætte og udvikle den fødevarekemiske forskning i Danmark. Det var på det gamle KVL (Landbohøjskolen, der i 2007 fusionerede med Københavns Universitet red.) at fødevarekemien med Leif Skibsted startede, og det er noget, vi er kendt for. Det har bredt sig, så der i dag også er folk på Aarhus Universitet og DTU, der arbejder med forskellige former for fødevarekemi,” siger Marianne Nissen Lund.

Ifølge den nye professor i fødevarekemi mangler vi stadig en del viden om, hvordan industriel fødevareforarbejdning og lagring påvirker menneskets sundhed.

”For at vi kan finde ud af det, er vi nødt til at finde ud af, hvordan vi kan kortlægge de ændringer, der sker med de forskellige fødevarekomponenter på det molekylære niveau. For eksempel er proteinerne en vigtig del af vores kost, og de undergår mange forskellige ændringer under forarbejdning og lagring”, siger Marianne Nissen Lund.

”Min forskning handler blandt andet om, hvad der sker, når proteiner i fødevarer kommer i kontakt med ilt fra luften. Denne kontakt opstår typisk, når man forarbejder fødevarer, og den har indflydelse på kvaliteten af maden – det gælder smagen og muligvis også sundheden i nogle tilfælde,” siger Marianne Nissen Lund.

En af de kemiske reaktioner, som er mest kendt blandt forbrugerne, er den bruningseffekt, der sker når man steger sit kød eller rister sit brød. Mange kender nok det officielle kostråd om kød, der bl.a. anviser, at man ikke bør stege eller grille kødet til skorpen er branket. Det er nemlig her den usunde bruningseffekt eller blandt forskerne – Maillard-reaktionerne – opstår. Bruningseffekten er en af de mange kemiske reaktioner i maden, som Marianne Nissen Lund og hendes forskerteam arbejder med. Et eksempel på hendes forskning handler om Maillard-reaktioner i langtidsholdbar UHT-behandlet mælk. Mælken er typisk mikrobiologisk stabil og dermed også sikker at drikke, men man vil alligevel ikke have lyst til at drikke den efter længere tids opbevaring.

”Man giver mælken en hårdere varmebehandling, så der stort set ikke kan vokse bakterier i den. Men det er de kemiske Maillard-reaktioner, der gør, at der stadig er en begrænset holdbarhed. Mælken kommer til at smage anderledes, hvis den bliver lagret for længe, plus at den bliver brun,” siger Marianne Nissen Lund.

Tæt samarbejde med industrien

Marianne Nissen Lund har et mangeårigt samarbejde med den danske fødevare- og ingrediensindustri, som allerede startede under hendes speciale, hvor hun samarbejdede med Arla Foods om at forstå de kemiske mekanismer for den indledende reaktion i netop disse Maillard-reaktioner, som finder sted mellem proteiner og sukker i fødevarer.

”Når vi kender mekanismerne, kan vi kontrollere reaktionerne og udvikle nye strategier for, hvordan vi kan undgå de reaktioner, der er uønskede. Og det tætte samarbejde med industrien er vigtigt for at de løsninger, vi udvikler også kan bruges i det virkelige liv”, siger Marianne Nissen Lund.

Efter specialeprojektet har virksomhedssamarbejdet udvidet sig til at omfatte Novozymes, Arla Foods Ingredients, forskellige danske mikrobryggerier og Slagteriernes Forskningsinstitut.

I disse år er bæredygtighed en vigtig del af den fødevarekemiske forskning.

”Vi vil gerne sikre os, at en fødevare holder sig frisk og sund så længe som muligt, da det kan være med til at mindske madspild. I dag bruger man forskellige metoder til at forlænge holdbarheden, og man kan godt have produkter, der ligesom den UHT-behandlede mælk er mikrobiologisk meget stabile, men de vil altid forandre sig fødevarekemisk og -fysisk hvis man gør brug af metoder til at slå bakterier ihjel, fx saltning, tørring, eller hårde varmebehandlinger. Har man fx produceret for meget mælk, kan det laves til mælkepulver, der kan holde sig endnu længere end den UHT-behandlede mælk. Det har så igen en indflydelse på smagen,” siger Marianne Nissen Lund.

Fødevarekemien observeres i molekylerne

Fødevarekemien handler som sagt om at forstå de forandringer, fødevarer undergår, når de bliver forarbejdede, helt ned på det molekylære niveau. Før det fødevarekemiske område blev etableret af professor Leif Skibsted anlagde man en ”cook and look”-vinkel på, hvad der skete under fødevareforarbejdningen. Med andre ord fulgte man opskriften og observerede resultatet. Men at forstå, hvad der rent faktisk sker på det molekylære niveau, og at kunne overskue, hvilken indflydelse forandringerne har for både fødevarekvalitet og sundhed er fødevarekemiens område.

”Vi har brug for den basale kemiske forståelse af fødevarerne, når vi arbejder med nye, bæredygtige produkter. Hvis man fx vil erstatte kødproteiner med planteproteiner, så vil proteinerne i planter opføre sig vidt forskelligt fra proteinerne i kød under forarbejdningen. Forskelligheden i proteinerne vil have indflydelse på, hvordan produktets kvalitet ender med at blive – fx hvordan teksturen bliver, hvordan produktet forandrer sig under lagring, men også hvordan produktets ernæringsmæssige værdi er,” siger Marianne Nissen Lund.

Vil finde ny metode til karakterisering af proteiner

Når man vil undersøge de kemiske reaktioner i en fødevare på et molekylært niveau og forstå de bagvedliggende kemiske mekanismer, er man nødt til at opbygge modelsystemer.

”Det handler typisk om en kombination af at kigge isoleret på enkeltkomponenter eller en kombination af komponenter i modelsystemer og på den færdige fødevare. Og så prøver vi at relatere den viden, vi får fra modelsystemerne, til, hvad der sker i fødevaren. Fødevaren vil typisk være så kompleks, at det kan være svært at få en præcis forståelse af, hvad der sker på molekyle-niveau. Men man kan ikke kun lave modelsystemer, da man så ikke vil kunne relatere resultaterne til fødevarekvalitet – herunder fx hvordan en fødevare smager, eller hvordan teksturen er,” siger Marianne Nissen Lund, der understreger, at den fødevarekemiske forskning kræver brede samarbejder på tværs af forskningsområder.

”På KU FOOD har vi rigtig gode forudsætninger for at samarbejde bredt, da vi alene på instituttet råder over mange forskellige kompetencer, både inden for kemometri, som er en avanceret form for dataanalyse, analytisk teknologi, fødevaremikrobiologi og sensorik,” siger Marianne Nissen Lund, der allerede har forskningssamarbejder fordelt på hele instituttet.

”For at sige noget om, hvor vigtig en kemisk ændring af proteiner er for sundheden, har man også brug for at vide, hvor meget den udgør af helheden. Hvis noget er til stede i en meget lille koncentration, er det måske ikke sundhedsskadeligt, mens det kan måske være skadeligt, hvis det omvendt dannes i stor koncentration,” siger Marianne Nissen Lund og fortsætter:

”I den forskningsgruppe, jeg leder, har vi opbygget en bred vifte af analytiske teknikker til at måle præcist hvor meget der dannes af nogle helt konkrete kemiske ændringer i proteiner under forarbejdning og lagring, mens der ved sektionen for Kemometri og analytisk teknologi arbejdes med fødevareanalyser ud fra en mere holistisk tilgang. Ved at kombinere de to tilgange til at undersøge vores fødevarer, vil vi kunne få mange flere oplysninger,” siger Marianne Nissen Lund.

Gruppen samarbejder også med andre forskere på universitetet, blandt andet på Biomedicinsk Institut, hvor Marianne Nissen Lund har en delvis ansættelse, og Institut for Veterinær- og Husdyrvidenskab samt med internationale forskere og ikke mindst fødevare- og ingrediensindustrien.

Marianne Nissen Lund holder sin tiltrædelsesforelæsning som professor i fødevarekemi ved Institut for Fødevarevidenskab på Københavns Universitet (KU FOOD) den 27. september 2019. (Se invitation i boksen)