Hoe maak je roomkaas die goed smeerbaar blijft, ook nadat hij een paar keer in en uit de koelkast is geweest? In het Delftse reactorinstituut werd roomkaas beschoten met neutronen om dat uit te zoeken.
Delen
Net na de aankoop is roomkaas nog gemakkelijk te smeren. Maar na een aantal dagen, als het beleg een paar keer van de koelkast naar de warme keuken en weer terug is verhuisd, is dat wel anders. Het verandert in een dikke substantie met daarop een laagje water. Omdat niemand een kapotte boterham met klonten roomkaas wil, onderzocht producent Unilever samen met dr. Wim Bouwman (Technische Natuurwetenschappen) het klonterproces.
“Roomkaas bestaat kort gezegd uit water, vet en eiwit”, zegt Bouwman. “Het eiwit zorgt ervoor dat water en vet toch kunnen mengen.” Het vet, dat in bolletjes door het mengsel verspreid zit, maakt de substantie dik en smeerbaar. “Als de bolletjes een ‘ijl netwerk’ vormen, is de roomkaas het beste smeerbaar.” De deeltjes zitten dan aan elkaar vast, maar met ruimte ertussen voor het water. Maar als de temperatuur een paar keer verandert, vormen de vetbolletjes steeds grotere en dichtere klonten.
Het klonterproces van roomkaas verschilt per recept en productiemethode. Daarom maakte Unilever voor het onderzoek dertig verschillende varianten. Om uit te vinden welke het best smeerbaar bleef, beschoot Bouwman de kaas in het reactorinstituut met neutronen. “Zo kan ik de roomkaas van binnen bekijken zonder hem aan te raken”, verklaart Bouwman zijn keuze voor de ingewikkelde methode. “Met microscopie kun je alleen tot vlak onder de oppervlakte kijken.” Ook kan Bouwman na zijn meting de ijlheid van het netwerk met een getal uitdrukken. Verschillende metingen zijn zo beter te vergelijken.
In een ruimte naast de reactor staat Bouwmans proefopstelling, een vier meter lange constructie van stalen dozen en buizen. De neutronen voor het experiment komen rechtstreeks uit de reactor. Maar niet alle neutronen mogen meedoen. In het begin van de opstelling zit een polarisatiefilter, een metalen doos die alleen neutronen doorlaat met dezelfde draairichting of spin. De deeltjes die in tegenovergestelde richting om hun as draaien, blijven achter. “Dat klinkt makkelijker dan het is. In Delft gebruiken we al meer dan dertig jaar gepolariseerde neutronen,” vertelt de onderzoeker.
Klodder
Na de selectie vervolgen de uitverkoren neutronen hun reis door de proefopstelling. Dat het geen plezierreisje is, wordt meteen duidelijk als een magneetveld ze uit hun baan trekt. Eenmaal los uit het magneetveld vervolgen ze hun weg door een klodder roomkaas tussen twee glazen plaatjes. Het vet is goed te doorkruisen, maar in het water gaat het iets langzamer. Eenmaal uit de roomkaas moet het neutron door een ander magneetveld, even sterk als het eerste, maar in tegengestelde richting. Deze trekt het neutron weer terug in zijn oorspronkelijke baan, waar de draairichting gemeten wordt. Pas dan komt hij aan op de eindbestemming: een plaatje helium-3.
Door de sterkte van de magneetvelden te variëren, weet Bouwman hoe groot de vetbolletjes in de roomkaas zijn. Uit het verschil in draairichting van de neutronen tussen start en finish, leidt de onderzoeker of het vet in dikke klonten of ijle netwerken zit. Dus hoe smeerbaar het mengsel nog is. Bouwman onderzocht de smeerbaarheid van dertig varianten, vlak na de productie en na een paar temperatuurswisselingen. Zo kon hij per recept het klonterproces volgen. “Om de roomkaas fris te laten smaken, zit er zuur in. Uit de experimenten bleek dat het voor ontwikkeling van de structuur veel uitmaakt wanneer je dat zuur erbij doet”, zegt Bouwman.
Bouwman ziet nog veel andere toepassingen van zijn methode. “Bij Civiele Techniek en Geowetenschappen werken veel mensen aan verbetering van beton. Met modellen berekenen ze hoe beton eruit gaat zien. Het zou goed zijn op microscopische schaal binnen in het beton te kijken om te onderzoeken of die modellen kloppen”, meent hij. Hij bereidt ook een onderzoek voor naar omhulsels van vetzuren, liposomen, waarin medicijnen naar de juiste plek in het lichaam worden gebracht. Zo komen giftige stoffen van bijvoorbeeld chemotherapie pas bij de tumor vrij. “Hoe de medicijnen vrij komen, kan nu alleen in helder oplosmiddel worden bekeken. Met mijn methode kunnen we ook door complexere vloeistoffen kijken. Bloed bijvoorbeeld, een echte biologische omgeving.”
De proefopstelling van Bouwman is een vier meter lange constructie van stalen dozen en buizen. De neutronen voor het experiment komen rechtstreeks uit de reactor. (Foto: Sam Rentmeester/FMAX)
Net na de aankoop is roomkaas nog gemakkelijk te smeren. Maar na een aantal dagen, als het beleg een paar keer van de koelkast naar de warme keuken en weer terug is verhuisd, is dat wel anders. Het verandert in een dikke substantie met daarop een laagje water. Omdat niemand een kapotte boterham met klonten roomkaas wil, onderzocht producent Unilever samen met dr. Wim Bouwman (Technische Natuurwetenschappen) het klonterproces.
“Roomkaas bestaat kort gezegd uit water, vet en eiwit”, zegt Bouwman. “Het eiwit zorgt ervoor dat water en vet toch kunnen mengen.” Het vet, dat in bolletjes door het mengsel verspreid zit, maakt de substantie dik en smeerbaar. “Als de bolletjes een ‘ijl netwerk’ vormen, is de roomkaas het beste smeerbaar.” De deeltjes zitten dan aan elkaar vast, maar met ruimte ertussen voor het water. Maar als de temperatuur een paar keer verandert, vormen de vetbolletjes steeds grotere en dichtere klonten.
Het klonterproces van roomkaas verschilt per recept en productiemethode. Daarom maakte Unilever voor het onderzoek dertig verschillende varianten. Om uit te vinden welke het best smeerbaar bleef, beschoot Bouwman de kaas in het reactorinstituut met neutronen. “Zo kan ik de roomkaas van binnen bekijken zonder hem aan te raken”, verklaart Bouwman zijn keuze voor de ingewikkelde methode. “Met microscopie kun je alleen tot vlak onder de oppervlakte kijken.” Ook kan Bouwman na zijn meting de ijlheid van het netwerk met een getal uitdrukken. Verschillende metingen zijn zo beter te vergelijken.
In een ruimte naast de reactor staat Bouwmans proefopstelling, een vier meter lange constructie van stalen dozen en buizen. De neutronen voor het experiment komen rechtstreeks uit de reactor. Maar niet alle neutronen mogen meedoen. In het begin van de opstelling zit een polarisatiefilter, een metalen doos die alleen neutronen doorlaat met dezelfde draairichting of spin. De deeltjes die in tegenovergestelde richting om hun as draaien, blijven achter. “Dat klinkt makkelijker dan het is. In Delft gebruiken we al meer dan dertig jaar gepolariseerde neutronen,” vertelt de onderzoeker.
Klodder
Na de selectie vervolgen de uitverkoren neutronen hun reis door de proefopstelling. Dat het geen plezierreisje is, wordt meteen duidelijk als een magneetveld ze uit hun baan trekt. Eenmaal los uit het magneetveld vervolgen ze hun weg door een klodder roomkaas tussen twee glazen plaatjes. Het vet is goed te doorkruisen, maar in het water gaat het iets langzamer. Eenmaal uit de roomkaas moet het neutron door een ander magneetveld, even sterk als het eerste, maar in tegengestelde richting. Deze trekt het neutron weer terug in zijn oorspronkelijke baan, waar de draairichting gemeten wordt. Pas dan komt hij aan op de eindbestemming: een plaatje helium-3.
Door de sterkte van de magneetvelden te variëren, weet Bouwman hoe groot de vetbolletjes in de roomkaas zijn. Uit het verschil in draairichting van de neutronen tussen start en finish, leidt de onderzoeker of het vet in dikke klonten of ijle netwerken zit. Dus hoe smeerbaar het mengsel nog is. Bouwman onderzocht de smeerbaarheid van dertig varianten, vlak na de productie en na een paar temperatuurswisselingen. Zo kon hij per recept het klonterproces volgen. “Om de roomkaas fris te laten smaken, zit er zuur in. Uit de experimenten bleek dat het voor ontwikkeling van de structuur veel uitmaakt wanneer je dat zuur erbij doet”, zegt Bouwman.
Bouwman ziet nog veel andere toepassingen van zijn methode. “Bij Civiele Techniek en Geowetenschappen werken veel mensen aan verbetering van beton. Met modellen berekenen ze hoe beton eruit gaat zien. Het zou goed zijn op microscopische schaal binnen in het beton te kijken om te onderzoeken of die modellen kloppen”, meent hij. Hij bereidt ook een onderzoek voor naar omhulsels van vetzuren, liposomen, waarin medicijnen naar de juiste plek in het lichaam worden gebracht. Zo komen giftige stoffen van bijvoorbeeld chemotherapie pas bij de tumor vrij. “Hoe de medicijnen vrij komen, kan nu alleen in helder oplosmiddel worden bekeken. Met mijn methode kunnen we ook door complexere vloeistoffen kijken. Bloed bijvoorbeeld, een echte biologische omgeving.”
De proefopstelling van Bouwman is een vier meter lange constructie van stalen dozen en buizen. De neutronen voor het experiment komen rechtstreeks uit de reactor. (Foto: Sam Rentmeester/FMAX)
Comments are closed.