‘FOOD-OMICS’ & ONZE VOEDING VAN MORGEN Maarten Hertog
K.U.Leuven • • • •
Opgericht1425 Grootste Univ van Belgium 33 000 Studenten 7000 Staf
Organigram K.U.Leuven
Science, Technol. Engin. Group
Faculty of Bioscience Engineering
Dept. of Microbial and Molecular Systems
Biosystems Department
Biomedical Sciences Group
Humanities Group
Dept. Of Land Management and Economics
Mechatronics, Biostatistics and Sensors (MeBioS)
...
MeBioS onderzoek
biologisch product
Ontwerp, optimalisatie & controle
Type activiteit
Onderzoeksbenadering
Toegepast onderzoek • Landbouwkundig onderzoek • Naoogsttechnologie & Voedselverwerking • Voeding & medische diagnostiek
‘FOOD-OMICS’ & ONZE VOEDING VAN MORGEN Maarten Hertog
Voeding ○ Gezondheid ○ Welzijn • Belang van voeding
• ‘Omics’ algemeen • Food-omics • Toepassingen
Voeding en Consument
Betrouwbare voeding Duurzaamheid
Trends in de voedingsindustrie
Toegevoegde waarde
Productontwikkelingssnelheid 10 jaar
2 jaar
Gezond ‘Verzorging’ Natuurlijk
‘Gemak’
Kwaliteit
‘Productie’
| 1970
| 1980
| 1990
| 2000
| 2010
| 2020
Mondiale voedingsproblemen IJzer
zink
Vit A
Onder gewicht
0
Lage fruit/ groente inname
Over gewicht
Hoog cholesterol
10 miljoen 10 miljoen doden door ondervoeding
Ondervoeding 60 % van wereldbevolking lijdt 60% aan wereldpopulatie ondervoeding
Hoge bloed druk
25 miljoen mensen 15 miljoen doden door overvoeding
Hoge bloeddruk 30 % van wereldbevolking 30% te wereldpopulatie heeft hoge bloeddruk
(Data van 2000 van WHO)
Cholesterol gehalte 50 % van wereldbevolking heeft 50%cholesterol wereldpopulatie te hoog gehalte
Kwaliteit van Leven ►
Voedsel voor het leven
Kwaliteitverhogend
Levensverlengend
Leeftijd ►
Voedsel voor het leven Communicatie, Training & Kennisoverdracht
Voeding & gezondheid
Voedsel Kwaliteit & productie
Voeding & Consument
Ketenbeheer
Voedselveiligheid
Duurzame productie
Voedselkwaliteit • Sensorische kwaliteit • Nutritionele kwaliteit
• Microbieel bederf & Voedselveiligheid
Bewaring en kwaliteit
Productfysiologie
Verwerking Kwaliteit
Oogst
Verpakking & Transport Bewaarcondities
Organisatieniveaus in de wereld
Organisatieniveaus in een cel Replicatie
Genoom DNA
Metaboloom Stofwisseling
Transcriptie
RNA Transcriptoom
Translatie
Eiwit Proteoom
Een systeem benadering Genotype • Genoom: wat kan gebeuren
• Transcriptoom: wat lijkt te gebeuren
• Proteoom: wat gaat gebeuren
• Metaboloom: wat gebeurt
Fenotype - Kwaliteit
Reductionisme vs. Holisme Reductionisme
Holisme
Descartes
Aristoteles
Dieren (anders dan mensen) kunnen begrepen worden als machines
Het geheel is meer dan de delen
Cellulaire regelsystemen
Geïntegreerde aanpak • Biologische systemen • Complex gedrag • Verschillende organisatie niveaus – – – –
Genoom Transcriptoom Proteoom Metaboloom
• Hogedoorvoertechnieken – Omics data
Omics Data
Chaos
Foodomics Toepassing van ‘Omics’ technieken in de voeding Oorsprong voeding: • Plantaardig • Dierlijk • Biochemische complexe matrix
• International Conference on Foodomics – Cesena, Italy 28-29 May 2009
Hogedoorvoertechnieken • Specifieke analyses
• Niet specifiek analyses
Kwaliteitsverloop
Biomerker voor bewaarbaarheid • Biologisch product variatie kwaliteit • Teeltcondities Verschil in gen activiteit Oogstmoment • Diagnostische kit (Genoom) physiological toestand >> Beslissingsondersteunend instrument <<
• Juiste selectie biomerker genen
Epigenetica - Voeding • •
Genen aan/uit sturen Omgevingsfactoren – –
Voeding Stress
•
Genetisch bepaald - Omgeving gestuurd
•
Nutriënten – – –
•
Beschikbaarheid – – – –
• •
Concentraties Samenstelling Stabiliteit
Cultivars Rijping Vewerkingscondities Koken
Supplementen/phytonutrienten Dieetvoorschriften
Gezondheidsbevorderend • Antioxidanten – gezondheid – Oxidatieve schade aan DNA/vetten/eiwitten • Kanker • Hart/vaatziekten
• Vaststellen biologische functie phenolen • Bessen – CVs - screenen – géén dosis-response
Nutrimetabonomics Voeding Actieve ingrediënten stofwisselingseffect maag / darm flora
Dieet afstemmen op persoonlijke gezondheid status
Productverbetering • Genetische invloed op melk/kaas kwaliteit • EST Microarray (transcriptoom) – Vetsamenstelling – Eiwitsamenstelling Sarda
Gentile di Puglia
Productverbetering • Melk productie – Genetisch effect / voeding • Vetzuur samenstelling
– Consumptie: gezondheidseffecten • Karakterisering eiwitsamenstelling
– Milk Fat Globule Proteins • • • • •
Cholesterol verlagend Kanker remmend Vitamine binders Bacteriedodend Onderdrukt multiple sclerosis.
Chianina
Holstein
Diëten • Allergieën – Pinda – Fruit
• Coeliakie – chronische darmaandoening – ELISA: • immunologische reactie tegen specifiek gluten eiwit
– Glutenvrij dieet • Screenen alternatieven • Kwantificering met antilichamen • DHZ-kit
Traceerbaarheid • • • • •
Echtheidscontrole (fruitsappen) Labeling Veiligheid / Contaminatie Fraude (vervanging door andere ingrediënten) Claims / Functionele voeding
• DNA analyse: real-time PCR (Polymerase chain reaction) – DNA Samenstelling confituur / yoghurt – Plant DNA koemelk (herkomst kaas)
Foodomics & onze voeding van morgen • • • • • • •
Voedselkwaliteit Authenticiteit Detectie/karakterisering/samenstelling Voedingswaarde Gezondheidseffect Persoonlijk dieet Afstemmen op gezondheidstatus
