{"id":14574,"date":"2026-04-30T10:34:31","date_gmt":"2026-04-30T10:34:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/cora-de-gol\/"},"modified":"2026-04-30T10:34:48","modified_gmt":"2026-04-30T10:34:48","slug":"cora-de-gol","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/cora-de-gol\/","title":{"rendered":"Cora De Gol"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":14575,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-14574","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"Microbial stabilization and protein functionality of plant-based liquids using pulsed electric fields","samenvatting":"Plantaardige voedingsmiddelen winnen snel aan marktaandeel nu consumenten overstappen op duurzamere en gezondere di\u00ebten. Vergeleken met dierlijke producten vereist de productie ervan minder land en water en genereren ze een aanzienlijk lagere koolstofvoetafdruk. Vleesvervangers zijn bijzonder populair geworden vanwege hun gebruiksgemak. Ze worden doorgaans geproduceerd via extrusie, waarbij plantaardige eiwitisolaatpoeders worden gehydrateerd en getextureerd tot vleesachtige producten. De functionaliteit van het eiwit, met name de geleereigenschappen, is daarom cruciaal voor het proces. Conventionele eiwitextractie uit de grondstof en droogstappen gaan gepaard met hoge temperaturen en het gebruik van chemicali\u00ebn, wat niet alleen grote hoeveelheden energie verbruikt, maar ook de geleereigenschappen van de eiwitten aantast. Bovendien zijn de meeste commerci\u00eble vleesvervangers op basis van soja, wat zorgen baart over ontbossing, grootschalige monocultuur en afhankelijkheid van wereldwijd transport.\n\nDit proefschrift beoogt de ontwikkeling van plantaardige voedingsmiddelen te bevorderen door de productie van vleesvervangers te heroverwegen. Het stelt voor om ge\u00efmporteerde soja-eiwitisolaten te vervangen door lokaal geproduceerde eiwitingredi\u00ebnten en conventionele energie-intensieve eiwitextractie- en droogstappen te elimineren. In plaats daarvan werd een minimale verwerking van eiwitten ontwikkeld. Twee eiwitingredi\u00ebnten, een Chlorella vulgaris (Cv) suspensie en geel erwteneiwitextract (PPE), werden onderzocht. PPE werd verkregen uit luchtgeclassificeerd erwteneiwitconcentraat onder milde, waterige omstandigheden bij kamertemperatuur. Een levenscyclusanalyse (Hoofdstuk 6) toonde aan dat het vervangen van soja door erwt de koolstofvoetafdruk van het eiwit met een factor 5,5 vermindert, en het gebruik van PPE in plaats van erwteneiwitisolaat (PPI) poeder verlaagt deze met een extra factor 1,8. Bovendien toonde Hoofdstuk 2 de haalbaarheid aan van het opnemen van eiwitrijke plantaardige vloeistoffen in extrusie zonder de eigenschappen van het eindproduct aan te tasten.\n\nEen grote uitdaging bij het werken met vloeistoffen is hun microbi\u00eble instabiliteit. Hoewel extrusie (hoge temperatuur, druk en verblijftijd) de microbi\u00eble veiligheid van het eindproduct garandeert, beperkt kwaliteitsverlies van de vloeistof tijdens gekoelde opslag en voorafgaand aan extrusie de flexibiliteit van de verwerking. Belangrijke bederfbacteri\u00ebn werden ge\u00efdentificeerd in Cv (Pseudomonas guariconensis, Enterobacter soli en Lactococcus lactis) en PPE (Pseudomonas trivalis en Erwinia gerundensis) (Hoofdstukken 3 en 4). Pulsed electric field (PEF) behandeling gecombineerd met koude opslag werd onderzocht als een milde conserveringsstrategie. PEF-behandeling is gebaseerd op het toepassen van korte hoogspanningspulsen op vloeistoffen, waardoor bacteri\u00ebn worden ge\u00efnactiveerd met een minimale temperatuurstijging en minder schade aan hittegevoelige verbindingen, die overwegend aanwezig zijn in vloeibare voedingsmiddelen.\n\nIn Hoofdstuk 3 werden challenge-tests uitgevoerd op Cv met behulp van een pilot-schaal PEF-behandeling in continue modus. De geoptimaliseerde condities (Eel = 28 kV\/cm, f = 120 Hz, \u03c4 = 20 \u03bcs, t = 225 \u03bcs, Tin = 30 \u00b0C, Tout < 55 \u00b0C) maakten microbi\u00eble reducties van ~ 4 logs mogelijk voor P. guariconensis, E. soli en L. lactis. Deze reducties maakten een verlenging van de houdbaarheid tot vijf dagen mogelijk bij 10 \u00b0C, wat verder zou kunnen worden verhoogd door herhaalde PEF-cycli. Op vergelijkbare wijze toonde Hoofdstuk 4 PEF-ge\u00efnduceerde microbi\u00eble reducties aan van ~ 4 logs voor P. trivalis en E. gerundensis ge\u00ebnt in PPE (Eel = 24 kV\/cm, f = 50 Hz, \u03c4 = 20 \u03bcs, t = 126 \u03bcs, Tin = 40 \u00b0C, Tout < 60 \u00b0C). De houdbaarheid werd verlengd met drie dagen bij opslag op 10 \u00b0C en zes dagen bij 5 \u00b0C. Bij toepassing op de natuurlijke microbiota van het PPE veroorzaakte PEF een verlenging van de lag-fase met vier dagen bij opslag op 5 \u00b0C, vergezeld van een verlenging van de houdbaarheid met zes dagen en een pH-stabiliteit van tien dagen. Over het geheel genomen conserveerde PEF de kwaliteit van Cv en PPE effectief met aanzienlijke inactiveringseffecten op zowel de gerichte bederfbacteri\u00ebn als de natuurlijke microbiota.\n\nDe implementatie van PEF in de toeleveringsketen van plantaardige voedingsmiddelen werd ge\u00ebvalueerd in Hoofdstuk 6. De groeisnelheid van met PEF behandelde E. soli werd aanzienlijk verlaagd en de duur van de lag-fase werd verlengd wanneer \u00e9\u00e9n dag opslag (10 \u00b0C) voorafgaand aan PEF werd ge\u00efntroduceerd. Hoofdstuk 6 onderzoekt verder de door PEF ge\u00efnduceerde elektroporatie van het bacteri\u00eble membraan, gericht op een consistente verlenging van de lag-fase om de stabiliteit tijdens opslag verder te verbeteren. Naast dodelijke effecten veroorzaakte PEF bij hoge intensiteit (Eel = 28 kV\/cm) de vorming van subletaal letsel bij E. soli. Ondanks een vertraagde kolonievorming, gedetecteerd als een kleinere coloniegrootte bij het uitplaten, was dit letsel niet geassocieerd met een verlengde lag-fase tijdens de houdbaarheid.\n\nDe levensvatbaarheid van PEF als conserveringsmethode hangt af van het vermogen om de eiwitfunctionaliteit te behouden. Hoofdstuk 5 onderzocht de impact van PEF op de structuur en functionaliteit van erwteneiwitten (albuminen en globulinen) en vergeleek dit met conventionele hittepasteurisatie. Spectroscopische metingen onthulden gedeeltelijke eiwitontvouwing na PEF, wat intermoleculaire interactie en verbeterde (> 50%) geleereigenschappen bevorderde. Daarentegen veroorzaakte hittepasteurisatie eiwitaggregatie en een vermindering van 60% in geleereigenschappen voor gelijkwaardige microbi\u00eble inactiveringsniveaus. Bovendien bevestigden extrusietests op laboratoriumschaal (Hoofdstuk 6) dat het opnemen (30%) van met PEF behandeld PPE in PPI de textuur van de vleesvervanger niet be\u00efnvloedde, terwijl de textuurparameters afnamen bij thermisch behandeld PPE.\n\nConcluderend vermindert de voorgestelde aanpak \u2013 een combinatie van lokale inkoop, minimale verwerking en milde conservering \u2013 de koolstofvoetafdruk aanzienlijk en verbetert het de eiwitfunctionaliteit voor de productie van vleesvervangers. Om de technologische haalbaarheid te valideren, is echter verder werk nodig om de verwerking voor vloeistoffen met een hogere geleidbaarheid te optimaliseren (Hoofdstuk 6), om de variabiliteit tussen batches te begrijpen (Hoofdstuk 2), en om mogelijke nadelige effecten van een verhoogde eiwitconcentratie op het inactiveringsniveau te beoordelen (Hoofdstuk 6). Al met al heeft dit proefschrift de ontwikkeling van plantaardige eiwitingredi\u00ebnten bevorderd, waarbij duurzaamheid en functionaliteit worden overbrugd door innovatief gebruik van PEF-technologie.","summary":"Plant-based food products are rapidly gaining market share as consumers shift toward more sustainable and healthy diets. Compared to animal-based products, their production requires less land and water and generates a substantially lower carbon footprint. Among them, meat substitutes have become particularly popular for their ease of use. They are typically produced by extrusion, where plant-based protein isolate powders are hydrated and texturized into meat-like products. The functionality of the protein, primarily its gelling properties, is therefore crucial for the process. Conventional protein extraction from the raw material and drying steps involve high temperatures and chemical use, which not only consume large amounts of energy but also impair the gelling properties of the proteins. Additionally, most commercial meat substitutes are soy-based, raising concerns about deforestation, large-scale monoculture and global transport dependence.\n\nThis thesis aims to advance the development of plant-based food products by rethinking meat substitute manufacturing. It proposes replacing imported soy protein isolates by locally sourced protein ingredients and eliminating conventional energy-intensive protein extraction and drying steps. Instead, minimal processing of proteins was developed. Two protein ingredients, Chlorella vulgaris (Cv) suspension and yellow pea protein extract (PPE) were considered. PPE was obtained from air classified pea protein concentrate under mild, aqueous and room temperature conditions. A life cycle assessment (Chapter 6) revealed that substituting soy with pea reduces the protein\u2019s carbon footprint by a factor of 5.5, and using PPE instead of pea protein isolate (PPI) powder lowers it by an additional factor of 1.8. Moreover, Chapter 2 demonstrated the feasibility of incorporating protein-rich plant-based liquids into extrusion without compromising the properties of the final product.\n\nA major challenge with handling liquids is their microbial instability. While extrusion (high temperature, pressure and residence time) ensures the microbial safety of the final product, quality deterioration of the liquid during refrigerated storage and prior to extrusion limits processing flexibility. Key spoilage bacteria were identified in Cv (Pseudomonas guariconensis, Enterobacter soli and Lactococcus lactis) and PPE (Pseudomonas trivalis and Erwinia gerundensis) (Chapters 3 and 4). Pulsed electric field (PEF) treatment combined with cold storage was investigated as a mild preservation strategy. PEF treatment is based on the application of high-voltage short pulses to liquids, inactivating bacteria with minimal temperature increase and reduced damage to heat-sensitive compounds, predominantly present in liquid foods.\n\nIn Chapter 3, challenge tests using pilot-scale PEF treatment in continuous mode were performed on Cv. The optimized conditions (Eel = 28 kV\/cm, f = 120 Hz, \u03c4 = 20 \u03bcs, t = 225 \u03bcs, Tin = 30 \u00b0C, Tout < 55 \u00b0C) allowed microbial reductions of ~ 4 logs for P. guariconensis, E. soli and L. lactis. These reductions enabled shelf-life extension of up to five days at 10 \u00b0C, which could be further increased through repetitive PEF cycles. Similarly, Chapter 4 demonstrated PEF-induced microbial reductions of ~ 4 logs for P. trivalis and E. gerundensis inoculated into PPE (Eel = 24 kV\/cm, f = 50 Hz, \u03c4 = 20 \u03bcs, t = 126 \u03bcs, Tin = 40 \u00b0C, Tout < 60 \u00b0C). Shelf-life was extended by three days at 10 \u00b0C storage and six days at 5 \u00b0C. When applied to the PPE native microbiota, PEF caused a four-day lag phase extension at 5 \u00b0C storage, accompanied by a shelf-life extension of six days and a pH stability of ten days. Overall, PEF effectively preserved the quality of Cv and PPE with significant inactivation effects on both targeted spoilage bacteria and native microbiota.\n\nThe implementation of PEF in the supply chain of plant-based foods was evaluated in Chapter 6. The growth rate of PEF-treated E. soli was significantly reduced, and the lag phase duration was extended when introducing one day storage (10 \u00b0C) prior to PEF. Chapter 6 further investigates the PEF-induced electroporation of the bacterial membrane, aiming for consistent lag phase extension to further enhance storage stability. In addition to lethal effects, PEF at high intensity (Eel = 28 kV\/cm) caused the formation of sublethal injury in E. soli. Despite exhibiting delayed colony formation, detected as smaller colony size upon plating, this injury was not associated with a prolonged lag phase duration during shelf-life.\n\nThe viability of PEF as a preservation method depends on its ability to maintain protein functionality. Chapter 5 examined the impact of PEF on pea proteins (albumins and globulins) structure and functionality and compared it with conventional heat pasteurization. Spectroscopic measurements revealed partial protein unfolding following PEF, promoting intermolecular interaction and enhanced (> 50%) gelling properties. In contrast, heat pasteurization caused protein aggregation and 60% reduction in gelling properties for equivalent microbial inactivation levels. Moreover, lab-scale extrusion trials (Chapter 6) confirmed that the incorporating (30%) of PEF-treated PPE in PPI did not affect the meat substitute texture, whereas the textural parameters were reduced with thermally treated PPE.\n\nTo conclude, the proposed approach \u2013 combining local sourcing, minimal processing, and mild preservation \u2013 significantly reduces carbon footprint and enhances protein functionality for meat substitute production. However, to validate its technological feasibility, further work is required to optimize processing for higher conductivity liquids (Chapter 6), to understand batch-to-batch variability (Chapter 2), and to assess potential adverse effects of increased protein concentration on inactivation level (Chapter 6). Overall, this thesis advanced the development of plant-based protein ingredients, bridging sustainability and functionality through innovative use of PEF technology.","auteur":"Cora De Gol","auteur_slug":"cora-de-gol","publicatiedatum":"17 juni 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/coradegol?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/9b5f3c25-cbfa-487f-9b3b-3ba2a9ba0d04\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"18353","isbn":"","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Wageningen University","afbeeldingen":14576,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Wageningen University","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14574","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=14574"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14574\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14577,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14574\/revisions\/14577"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/14575"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=14574"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=14574"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}