Wat is "gluten"?

Wat zijn gluten nu juist, in welke producten komen we ze tegen als ingrediënt dan wel verborgen als hulpstof? Welke bereidingswijzen breken deze eiwitten af, en in welke mate? Is bier veilig voor de coeliaker?

Gluten is een eiwit dat van nature voorkomt in tarwe (waaronder spelt en kamut), rogge en gerst. Gluten zit ook in producten die van deze granen zijn gemaakt.
Denk aan brood, crackers, pizza, pasta, paneermeel, koek, cake en taart.
Het zit ook verstopt in producten waar je het niet direct in verwacht. Bijvoorbeeld in de ingrediënten van soepen (bindmiddel, vermicelli of vlees), in sauzen, sommige snoepjes, ijssoorten en bier. 
Haver is vaak gecontamineerd en daardoor ook niet zonder meer veilig te gebruiken in een glutenvrij dieet.

1. Tarwe – Tarwekorrel – Tarwebloem

Tarwe behoort tot de familie van de grasachtigen, één van de grootste families van het plantenrijk. Deze familie wordt door een 10 000 tal verschillende soorten vertegenwoordigd en komt overal ter wereld voor. De belangrijkste gecultiveerde graangewassen zijn tarwe, rijst, gerst, gierst, rogge en spelt. Een derde van de gecultiveerde graangewassen in de wereld wordt ingenomen door tarwe, terwijl in Europa de helft van de totale graanproductie uit tarwe bestaat. Van de wijde verscheidenheid van tarwevariëteiten die in de wereld geteeld worden, zijn er slechts twee commercieel van groot belang, namelijk Triticum aestivum L., voor de productie van brood en gebak en Triticum durum Desf., met toepassingen in de pastaproductie.

De tarwekorrel bestaat uit een zaad dat volledig omringd is door een vruchtwand. Het zaad is opgebouwd uit verschillende lagen; de zaadhuid, de nucellaire epidermis, de aleuronlaag, het zetmeelendosperm en de kiem. Het zetmeelendosperm is de basis voor tarwebloem en is het belangrijkste onderdeel van de tarwekorrel. Dit zetmeelendosperm bestaat uit zetmeel dat in een eiwittenmatrix ligt (vergelijk met een bakstenen muur waarin zetmeel de bakstenen zijn en gluten de cement is). De buitenste lagen van de tarwekorrel, de vruchtwand, de zaadhuid, de nucellaire epidermis en de aleuronlaag, vormen de zemel, terwijl het zetmeelendosperm de basis vormt voor tarwebloem. Bij het vermalen van tarwe tot tarwebloem wordt de zemel gescheiden van de tarwebloem. Tarwebloem bestaat hoofdzakelijk uit zetmeel (75%) en eiwitten (12%).

Deze eiwitten worden onderverdeeld in gluteneiwitten (80 % van het totaal eiwitgehalte; de ‘gluten’) en niet-gluteneiwitten (20 % van het totaal eiwitgehalte). Twee duidelijk verschillende groepen van gluteneiwitten kunnen worden onderscheiden; de gliadinen (50%) en de gluteninen (50%).

2. Broodbereiding

De basisingrediënten voor de bereiding van brood zijn bloem, bakkersgist (Saccharomyces cerevisiae), zout en water. Ontbreekt één van deze ingrediënten dan kan men niet van brood in de strikte zin van het woord spreken. Andere ingrediënten kunnen eveneens toegevoegd worden, zoals vet, suiker, melk of melkpoeder, en broodverbeteraars voor het verhogen van het broodvolume of de houdbaarheid. Daar gluten visco-elastische eigenschappen vertoont, is een deeg in staat om de gassen die gevormd worden tijdens de gisting vast te houden zodat de typische luchtige kruimstructuur van brood ontstaat tijdens het bakken. De visco-elastische eigenschappen van gluten kunnen uitgelegd worden met de termen elasticiteit en viscositeit: een materiaal is bij definitie ‘perfect elastisch’ wanneer het na uitrekken naar zijn oorspronkelijke positie terugkeert (vergelijk met een elastiek). Wanneer een materiaal naast elastische eigenschappen eveneens visceus is, zal het materiaal na uitrekken niet volledig terugkeren naar zijn oorspronkelijke positie, maar gaat een deel van de energie verloren.

Tijdens het ‘straight dough’ broodbereidingsproces worden de ingrediënten in een eerste stap gekneed tot een deeg zodat water en lucht worden opgenomen en zodat de gluten kunnen ontwikkelen. Tijdens de 2 à 4 uur durende gisting wordt koolzuurgas gevormd zodat het deeg zal rijzen. Eveneens wordt tijdens deze gisting aroma gevormd en ontwikkelen de gluten verder. Vervolgens wordt het deeg herkneed (= doorslaan) zodat de gascellen herverdeeld worden in kleinere gascellen en zodat de ingrediënten nogmaals gemengd worden. Na de tweede gisting die zal zorgen voor de stijging van het broodvolume wordt het brood gebakken. Tijdens het bakken wordt de korst gevormd, zal het brood toenemen in volume en wordt het broodkruim gevormd door een verandering in zetmeel en gluten. Bij het bereiden van een glutenvrij brood is de ontwikkeling van de gluten uiteraard niet nodig zodat het broodbereidingsproces van een glutenvrij brood korter is.

3. Gluten-zetmeel scheiding

De gluten-zetmeelscheiding maakt gebruik van de netwerkvormende eigenschappen van gluten. De vorming van een netwerk door de glutenproteïnen bevordert immers de uitwassing van zetmeel en andere bloemcomponenten die oplosbaar zijn in water. De overblijvende visco-elastische massa – de gluten – is zeer sterk aangerijkt in glutenproteïnen. Bij de gluten-zetmeelscheiding wordt aan tarwebloem zeer veel water toegevoegd en het geheel wordt gekneed. Zetmeel wordt onder stromend water uitgewassen. De glutenproteïnen, die in tegenstelling tot het zetmeel niet wateroplosbaar zijn, vormen een visco-elastische massa. Het zetmeel dat uit het deeg werd gewassen en aanwezig is in de waswaters bestaat uit twee soorten. Het A-zetmeel is van vrij zuivere kwaliteit en zal na een extra zuiveringsstap resulteren in ‘glutenvrij’ zetmeel (bvb Nogluten). Het B-zetmeel daarentegen is minder zuiver zetmeel en bestaat uit kleine zetmeelkorrels, vezelmateriaal en zetmeel dat tijdens het vermalen is beschadigd. Hoewel de efficiëntie voor de scheiding van de gluten en het zetmeel hoog is, blijft het onmogelijk alle gluten uit het zetmeel te verwijderen. Zetmeel wordt buiten tarwe ook geïsoleerd uit andere natuurlijke grondstoffen zoals maïs, aardappel en rijst. Aangezien maïs, aardappel en rijst van nature glutenvrij zijn, is het logisch dat de zetmelen die hieruit geïsoleerd worden automatisch eveneens glutenvrij zijn.

De gewonnen zetmelen kunnen verder nog ‘gemodificeerd’ worden: gemodificeerde zetmelen zijn chemisch of fysisch behandeld om het beter te bewerken of een betere smaak te geven.

Zetmeel kent zowel toepassingen in de voeding als buiten de voeding. Van het in de Europese Unie geproduceerde zetmeel kent 45 % een eindbestemming in de levensmiddelensector. In de levensmiddelenindustrie zijn zetmelen van enorm belang als dikkingsmiddel, stabilisator van gelen en bindmiddel. Zetmeel wordt toegepast in de productie van baby- en kindervoeding, crèmes en sauzen, snacks, kroepoek, ketchup, melkproducten zoals pudding, pastaproducten, slasauzen en mayonaise, soepen, vleeswaren, yoghurt, ijs, stropen en suikers in frisdranken, ... Ook buiten de levensmiddelenindustrie kent zetmeel belangrijke toepassingen, bijvoorbeeld in lijm voor golfkarton, in de papierindustrie, in vezelplaten en in isolatiemateriaal. De textielindustrie gebruikt zetmeel bij het weven van katoenvezels, omdat het de slijtage van deze vezels tijdens industriële weefprocessen vermindert. Hiernaast wordt zetmeel eveneens aangewend in cosmetica, geneesmiddelen, insecticiden, beton, detergenten, wasmiddelen, emulgatoren, explosieven, plastics en coatings. Gluten kent eveneens toepassingen in de voeding als buiten de voeding. Gluten wordt o.a. in de bakkerij en in vlees- en viswaren gebruikt. Een groot deel van gluten wordt gebruikt als dieren- en visvoeders. Buiten de voeding kent gluten toepassingen in kauwgom, shampoo, lippenstift, detergenten, lijm, verf, plastics, postzegels, …

4. Bierbrouwen

4.1 Basisingrediënten nodig voor de productie van bier

• Mout, wat gekiemde gerst is.

• Water.

• Hop (Humulus lupulus), wat een klimplant uit de hennep-familie is(!). Het bier ontleent zijn bittere smaak en een deel van zijn aroma aan de gebruikte hopvariëteit. Hopbestanddelen dragen ook een steentje bij tot de schuimvorming, en (hun oorspronkelijke functie:) de houdbaarheid van het bier.

• Gist, wat een microscopisch klein ééncellig organisme is, van verschillende soorten en families (allerlei Saccharomyces cerevisiae variëteiten voor hoge gisting, Saccharomyces pastorianus voor lage gisting, en soorten uit de Dekkera/Brettanomyces familie in Geuze/Lambic en sommige van de Trappisten bij hergisting-op-fles; vergelijk met de bakkersgist Saccharomyces cerevisiae). Een zeer groot gedeelte van de smaak van het bier wordt bepaald door stoffen die gevormd worden door de specifieke gistvariëteit.

4.2 Mouten

Mout is afkomstig van gerst dat een speciale behandeling heeft ondergaan. Gerst wordt vooreerst geweekt in water waardoor de kiem in het graan zal groeien. De kiem is het begin van het plantje dat zich uit de graankorrel kan ontwikkelen. Tijdens het kiemproces worden enzymen ontwikkeld die eiwitten, vezelmateriaal (en in beperkte mate) zetmeel afbreken. De ontwikkelingen in het graankorreltje worden vervolgens gestopt door de gekiemde gerst te drogen bij hoge temperaturen (‘eesten’). Op deze manier wordt mout verkregen dat bewaard kan worden en geschikt is voor het brouwen van bier. Tijdens het eesten wordt eveneens aroma ontwikkeld.

4.3 Brouwen

Vermalen mout wordt in water gemengd ter vorming van een beslag. Eventueel kunnen op dit stadium andere granen worden toegevoegd zoals ongemouten tarwe, gerst, haver, maïs en rijst en kruiden. Het toevoegen van tarwe, gerst en haver zal het gehalte aan gluten in het uiteindelijke bier verhogen. Het beslag wordt tijdens het maïschen op verschillende temperaturen gebracht omdat elk enzym zijn eigen optimale werkingstemperatuur heeft. Op 53°C worden voornamelijk de eiwitten afgebroken tot kleine stukjes die een bouwsteen zijn voor de gist en een bijdrage leveren tot het schuim van het bier. Op 63°C en later 73°C wordt zetmeel afgebroken tot suikers die later tijdens het brouwen door de gist worden omgezet in alcohol en koolzuurgas. Tenslotte wordt het mengsel op 78°C gebracht voor de inactivatie van de enzymen. Na het maïschen volgt de filtratie van het beslag waarbij het oplosbare ‘wort’ wordt gescheiden van de onoplosbare ‘draf’. Hierbij komen de onafgebroken gluten terecht in de draf, terwijl in het wort enkel de afgebroken korte stukjes gluten aanwezig zijn, die voor coeliakiepatiënten minder schadelijk zouden zijn. Draf wordt voornamelijk gebruikt als veevoeder, terwijl het wort wordt aangewend voor de productie van bier.

Het wort wordt vervolgens gekookt en hop wordt toegevoegd. Vervolgens wordt de gist toegevoegd die de suikers (uit zetmeel) omzet in alcohol en koolzuurgas. De hoofdgisting duurt zo'n 2 dagen tot 10 dagen. Het ‘bier’ wordt vervolgens gedurende 1 week tot 4 maanden in gekoelde tanken opgeslaan (‘lageren’, waar het Engelse woord voor pils vandaan komt). Na een laatste filtratie wordt het bier in flesjes afgevuld onder gecontroleerde omstandigheden en kan het geconsumeerd worden.

4.4 Bier en glutenvrij

Volgens wetenschappers zijn de bieren die uitsluitend van gerstemout bereid worden of waaraan enkel glutenvrije graansoorten zijn toegevoegd ‘glutenvrij’ (minder dan 20 ppm). Aangezien tijdens het mouten en brouwen de eiwitten (en dus ook de gluten) grotendeels worden afgebroken of tijdens de filtratie worden verwijderd, zullen slechts lage gehaltes gluten aanwezig zijn in dit bier. Toch is het niet absoluut zeker dat deze bieren niet meer dan 20 ppm bevatten.

Het vervangen van een bepaalde hoeveelheid gerstemout door tarwe in bijvoorbeeld witbieren (Hoegaarden, …) en Geuze verklaart het hoge gehalte aan gluten in deze soorten bieren waardoor deze dranken dus zeker niet door de coeliakiepatiënt gedronken kunnen worden.

De gouden regel blijft dat enkel bier met het glutenvrije logo als 100% glutenvrij kan beschouwd worden en dus als veilig voor de coeliakiepatiënt.

 4.5 Gedistilleerde dranken

Tijdens de productie van gedistilleerde dranken wordt het wort gedistilleerd om het alcoholgehalte te verhogen. Hierbij wordt wort verhit tot boven het kookpunt van alcohol en wordt de verdampte alcohol opgevangen. Aangezien gluten niet vluchtig zijn, zijn deze uit graan gewonnen sterke dranken (whisky, jenever/gin, sommige vodka, …) glutenvrij.