25/03/2016
Valorfood project Draf als bron voor sterolen Charlotte Bruneel KU Leuven Kulak 24.03.2016
Productie van bier: reststromen
Twee belangrijke reststromen op basis van afgenomen enquêtes: Draf (BSG) = onoplosbare fractie van de gerstkorrel
Resterende gist
1
25/03/2016
Literatuurstudie DRAF: Samenstelling • Samenstelling afhankelijk van gerstvariëteit, mout- en bierproces • Onoplosbare fractie van de gerstkorrel (kaf, zemel, kiem)
Lipiden 10%
Mineralen 5% Niet-cellulose polysachariden 25-35%
Proteïnen 15-24% Cellulose 17-25%
Lignine 8-28%
del Rio et al., 2013
Literatuurstudie DRAF: Lipiden • Draf bevat gemiddeld 10% (dw) lipiden ↔ 2-3% in gerst o
Vnl. neutrale lipiden (TAG) + vrije vetzuren
o
Vetzuurprofiel ≈ met gerst ≈ met plantaardige oliën (zonnebloem, soja en maïs) maar meer verzadigd door C16:0 % van totale FAME
Drafolie
Maïsolie
Sojaolie
Zonnebloemolie
C16:0
25.8
11-14
11
6
C18:0
2.4
1-3
4
5
C18:1
12.6
22-32
25
25
C18:2 (n-6)
50.2
55-60
52
60-65
C18:3 (n-3)
5.2
0.5-1
7
-
Niemi et al., 2012; del Rio et al., 2013; Farcas et al., 2015
2
25/03/2016
Literatuurstudie DRAF: Lipofiele componenten • Draf = bron van plantensterolen/fytosterolen o
± 5% van de totale lipiden
o
OF 0,5 g per 100 g drooggewicht draf
• Wat zijn plantensterolen? o
Structuur vergelijkbaar met cholesterol, maar plantaardig!
o
Bronnen = plantaardige oliën en vetten, granen
Vb. β-sitosterol
Cholesterol
del Rio et al., 2013; Thompson & Grundy, 2005
Literatuurstudie DRAF: Lipofiele componenten • Plantensterolen = cholesterolverlagende componenten
o
Aanbevolen dagelijkse hoeveelheid plantensterolen = 2-3 g per dag → ± 10% reductie LDL-cholesterol
o
Westerse inname: Slechts 200 – 350 mg/dag
del Rio et al., 2013; Thompson & Grundy, 2005; Sioen et al., 2011
3
25/03/2016
Literatuurstudie DRAF: Lipofiele componenten • Toepassingen plantensterolen in 2014
Veevoeding (15,6%)
Functionele voeding (34%)
Cosmetica (21%)
Nutraceuticals (29,4%) Sterolen effectief aanwezig in draf? Hogere valorisatie mogelijk? del Rio et al., 2013; Markets & Markets, 2015
Analyses DRAF • 3 ≠ drafstalen ontvangen van geënquêteerde brouwerijen • Stalen werden gevriesdroogd door ILVO • Analyses Kulak: o
Lipidengehalte
o
Sterolengehalte
4
25/03/2016
Resultaten DRAF • Lipiden o
Gravimetrische bepaling na extractie met chloroform/methanol 1:1
g lipiden/100 g gevriesdroogde draf 14
12,3
11,3
Draf 1
Draf 2
12
12,7
10 8 6 4 2 0 Draf 3
Vergelijkbaar met literatuur ≈ 10% lipiden in gevriesdroogde draf
Resultaten DRAF • Plantensterolen o
Extractie met chloroform/methanol 1:1 → GC-FID
g plantensterolen per 100 g draflipiden 4
3 2,3
2,1
2,4
Lagere gehaltes t.o.v. literatuur (5 g per 100 g draflipiden)
2
1
0 Draf 1
Draf 2
Draf 3
5
25/03/2016
Vergelijking met literatuur: draf vs. plantaardige oliën
Gemiddelde 0,5 g sterolen per kg olie = 0,5% sterolen in plantaardige oliën
Gemiddeld 2,3% in ruwe drafolie = 5 keer meer!
Piironen et al. 2000
Conclusie plantensterolen in draf VALORFOOD:
- Literatuurstudie van geselecteerde reststromen - Eerste analyses -
Draf is een bron van plantensterolen (2,3% in drafolie)
Verder onderzoek is nodig o
Nodig om draf zo snel mogelijk te drogen?
o
Welke sterolen aanwezig?
o
Extractiemethode?
o
Kostenplaatje?
o
…
6
25/03/2016
Valorfood project Gist als bron van squaleen en fosfolipiden Charlotte Bruneel KU Leuven Kulak 24.03.2016
Literatuurstudie GIST • Lipiden en lipofiele componenten: o
Lipiden: 4 – 15 g per 100 g gist (drooggewicht)
o
Fosfolipiden = polaire lipiden: ± 30 g per 100 g gistlipiden
o
Squaleen: ± 33 g per 100 g gistlipiden
Neutrale lipiden TAG Squaleen Ergosterol Sterylesters MAG, DAG, FFA, lanosterol Fosfolipiden
% van de totale lipiden 58 8.6 32.6 9.5 0.7 6.6 31
Blagovic et al., 2001; Ferreira et al., 2010
7
25/03/2016
Literatuurstudie GIST • Wat zijn fosfolipiden? o
Polaire lipiden
o
Verschillende soorten: fosfatidylcholine, …
o
Structurele lipiden → komen voor in celmembranen
Literatuurstudie GIST • Bronnen van fosfolipiden o
Soja, raapzaad, zonnebloem, … (1-3% van de totale lipiden)
o
Eieren (tot 23% van de lipiden)
• Voornaamste toepassingen van fosfolipiden Voedingsindustrie • Voornamelijk als emulgator
Farmaceutische industrie Micelvorming → transport van medicijnen
Cosmetica Liposomen → huidverzorging
Pokorny, 2003; Li et al., 2015
8
25/03/2016
Literatuurstudie GIST • Wat is squaleen? o
Meervoudig onverzadigd koolwaterstof (C30H50)
o
Precursor in de biosynthese van cholesterol/fytosterolen • Inname van squaleen betekent niet hogere inname cholesterol
Komt voor in onze huid, in planten en in dieren
o
• • • •
10-15% van talgafscheiding huid = squaleen (huideigen component) 40-50% squaleen in haaienleverolie Tot 0,7% in plantaardige oliën (olijfolie, tarwekiemolie, rijstzemelolie, …) Tot 8% in Amaranth olie
Squaleen = chemisch onstabiel door dubbele bindingen
o
• Voor toepassingen vaak eerst omgezet naar squalaan = verzadigde vorm Thompson et al., 2014; Lipids & skin health, 2015
Literatuurstudie GIST • Toepassingen van squaleen → dominerende markt • Verzachtende en hydraterende werking in huidverzorgende producten, make up, … • Schakelen over naar plantaardige bronnen
o Cosmetica
Voedingssupplement
• Versterken van het immuunsysteem door anti-oxiderende werking
• Squaleen = sterk groeiende markt o
Alternatieve plantaardige bronnen? Resterende GIST brouwerij?
Markets & Markets 2015; Popa et al., 2015
9
25/03/2016
Analyses GIST • 2 verschillende giststalen ontvangen van geënquêteerde bedrijven: • Stalen werden gevriesdroogd door ILVO • Analyses Kulak: o
Lipidengehalte
o
Gehalte aan fosfolipiden via scheiding in lipidenklassen
o
Gehalte aan squaleen
Resultaten GIST: Lipiden • Gehalte aan LIPIDEN o
Gravimetrisch bepaald na extractie met chloroform/methanol 1:1
g lipiden per 100 g gevriesdroogde gist 10
7,8
8
5,7
6 4 2 0 Gist 1
Gist 2
Vergelijkbaar met literatuur: 4 – 15% op drooggewicht Blagovic et al., 2001; Ferreira et al., 2010
10
25/03/2016
Resultaten GIST: Fosfolipiden • Gehalte aan FOSFOLIPIDEN (g per 100 g gistlipiden) 100% 80%
27,6
24,8
15
16
57,3
59,2
Gist 1
Gist 2
Fosfolipiden Glycolipiden
60%
Neutrale lipiden
40% 20% 0%
Vergelijkbaar met literatuur: ± 31 g fosfolipiden per 100 g gistlipiden Blagovic et al., 2001
Resultaten GIST: Squaleen • Gehalte aan SQUALEEN (g per 100 g gistlipiden) 7 6 5
3,9
4,7
Lagere gehaltes t.o.v. literatuur gist (30 g per 100 g gistlipiden)
4 3 2
Plantaardige bronnen tot 0,7% Behalve Amarantolie: 6-8%
1 0 Gist 1
Gist 2
→ resterende gist brouwerijen interessante bron van squaleen (4-5%) Blagovic et al., 2001; Thompson et al., 2014;
11
25/03/2016
Conclusie gist VALORFOOD:
- Literatuurstudie van geselecteerde reststromen - Eerste analyses: -
Gist is een bron van fosfolipiden (30% van de totale gistlipiden)
-
Gist is een bron van squaleen (4-5% van de totale gistlipiden)
→ Verder onderzoek is nodig…
Contactgegevens • KU Leuven Kulak Onderzoeksgroep Food & Lipids Prof. Imogen Foubert & dr. ir. Charlotte Bruneel Etienne Sabbelaan 53, Kortrijk Tel:
056/246173 (Imogen) 056/246076 (Charlotte)
Email:
[email protected] [email protected] Website: http://www.kuleuven-kulak.be/foodandlipids
12
