The impact of sprouting or hydrothermal processing of wheat on iron and zinc bioavailability

Promovendus/a: Marie Huyskens

Promotor(en): Prof. dr. ir. Erik Smolders, Prof. dr. ir. Jan Delcour, Prof. dr. Kristin Verbeke

Hoewel tarwe een goede bron van ijzer (Fe) en zink (Zn) is, is hun biotoegankelijkheid (i.e. de mate waarin mineralen vrijkomen uit hun matrix tijdens de spijsvertering) beperkt vanwege de binding van de mineralen aan fytinezuur. Hierdoor ontstaat het onoplosbaar zout fytaat. Eenheidsbewerkingen die gericht zijn op de afbraak van fytaat door de werking van het enzym fytase, kunnen mineraal biotoegankelijkheid verhogen. Eén van die methodes is het weken en kiemen van tarwe, waarbij het enzym zowel wordt geactiveerd als gesynthetiseerd. Een andere relevante methode is het hydrothermaal behandelen, waarbij tarwekorrels worden geweekt onder condities die fytase in de korrel activeren. Fytase breekt fytaat af, waardoor mineralen die eerder aan fytaat gebonden waren vrijkomen en dus de mineraal biotoegankelijkheid verhogen.

Voorafgaand aan dit werk was het echter onduidelijk of de mineralen die vrijkomen tijdens deze processen, daadwerkelijk door het menselijk lichaam worden opgenomen en dus biobeschikbaar zijn. Het algemene doel van dit werk was daarom om het effect van kiemen of hydrothermaal behandelen van tarwe op de biobeschikbaarheid van Fe en Zn te onderzoeken met behulp van zowel in vitro (Caco-2 cellen) als in vivo (menselijke studies) methodes.

Weken en kiemen van tarwe verhoogt de biotoegankelijkheid van Fe en Zn, maar dit vertaalt zich niet in een hogere biobeschikbaarheid van de mineralen geschat met Caco-2 cellen. Alleen wanneer tarwe voor 120 uur werd gekiemd, nam de Caco-2 biobeschikbaarheid van Zn lichtelijk toe. Uit een menselijke studie bleek dat de totale hoeveelheid geabsorbeerde Zn na het consumeren van ontbijtgranen gemaakt van gekiemde tarwe niet hoger was dan na het consumeren van gewone ontbijtgranen. Het feit dat kiemen de Fe en Zn biobeschikbaarheid niet verhoogde, kan deels te wijten zijn aan de vorming van stabiele mineraalcomplexen die het lichaam niet kan opnemen.

Hydrothermaal behandelen van tarwe in citraatbuffer verhoogt de biotoegankelijkheid van Fe en Zn en de Caco-2 biobeschikbaarheid van deze mineralen aanzienlijk, waarschijnlijk door de vorming van oplosbare mineraalcitraatchelaten. Het consumeren van ontbijtgranen gemaakt van deze behandelde tarwe leidde tot een iets hogere Zn-absorptie in verhouding tot de hoeveelheid Zn in de ontbijtgranen, maar de totale hoeveelheid geabsorbeerde Zn was niet hoger dan van gewone ontbijtgranen. De bescheiden toename in Zn-absorptie was onder andere te wijten aan de vorming van stabiele, niet bio-beschikbare Zn complexen en Zn-homeostase in het menselijke lichaam.

Over het algemeen is het fytaatgehalte een belangrijke, maar niet de enige bepalende factor voor de biotoegankelijkheid en biobeschikbaarheid van mineralen in tarwe. Zelfs wanneer het fytaatgehalte aanzienlijk wordt verlaagd, kunnen andere factoren de biobeschikbaarheid van mineralen nog steeds beperken. Dit werk biedt diepgaande inzichten in hoe eenheidsbewerkingen de biobeschikbaarheid van Fe en Zn beïnvloeden, en draagt zo bij aan de ontwikkeling en consumptie van voedingsmiddelen met een verbeterde nutritionele kwaliteit, wat uiteindelijk de volksgezondheid ten goede komt.