De garnaal in breder perspectief

Transcriptie

1 De garnaal in breder perspectief Dr. Jan H. van Ee - Greenlincs Dag van de garnaal Lauwersoog 31 oktober

2 Inhoud Waar praten we over? De garnaal nutritioneel Wat is de rol van bepaalde belangrijke inhoudstoffen? De garnalendop Wat is de samenstelling en de structuur van chitine en chitosan? Wat zijn de belangrijkste ontwikkelingen wereldwijd? Wat zijn de ontwikkelingen en initiatieven in Noord Nederland? Welke nieuwe perspectieven zijn er te benoemen? Wat zijn de conclusies? 2

3 Samenstelling van garnalen/100 gram Rijk aan: Vitamine A,C en E Calcium, magnesium, selenium Bevat: Cholesterol Eiwitten Vet [> 80% onverzadigd] Koolhydraten [G.I. = 0] Water 20,3 gr 1,7 gr 0,9 gr 76,2 gr Choline 135 mg Astaxanthine 4,5 mg 3

4 Gezondheidsbelang van astaxanthine Als super anti-oxidant van groot belang o.a. voor het tegengaan van cellulaire ontstekingsreacties, hart en vaatziekten, kanker, [huid] cel veroudering en leveraandoeningen 4

5 Gezondheidsbelang van astaxanthine 5

6 Gezondheidsbelang van choline Als methyl donor van groot belang bij de vroege ontwikkeling en het functioneren van de hersenen [leren en onthouden] en het detoxificeren van de lever. Als bouwsteen van phophatidyl choline van groot belang voor het functioneren en jong houden van lichaamscellen. Als bouwsteen van acetylcholine, als neurotransmitter, van groot belang voor de optimale werking van het zenuwstelsel [prikkel overdracht ten behoeve van b.v. de hart- of darmfunctie]. 6

7 Gezondheidsbelang van choline 7

8 Isolatie van van chitine en chitosan Garnaal Mechanisch pellen Gepelde Garnaal Doppen Vleesresten verwijderen uitkoken met 0,5 N NaOH Ruw Chitine Chitine Chitosan Kalk verwijderen uitkoken met 1 N HCl Acetaatgroepen verwijderen uitkoken met 12 N NaOH 8

9 Eigenschappen van chitine en chitosan Natuurlijk materiaal Mileu vriendelijk Modificeerbaar Non-toxisch Biodegradeerbaar Bio-compatible met weefsel 9

10 Werkings mechanisme van chitosan Oplosbaar Oplosbaar Onoplosbaar 10

11 Toepassing van chitine en chitosan Geneeskunde Bio-compatibiliteit b.v. verbandgaas op en wonddichting van beschadigd weefsel Zuiveringsmembranen b.v. voor luchtfiltratie Tijd of plaats afhankelijke dosering van geneesmiddelen 11

12 Toepassing van chitine en chitosan Geneeskunde Chitosan gebaseerde ziekenhuis luchtfliters voor het invangen van griepvirussen 12

13 Toepassing van chitine en chitosan Geneeskunde Gedoseerde afgifte van ibuprofen afhankelijk van het type chitosan 13

14 Toepassing van chitine en chitosan Tandheelkunde Dental filling material Dental plugs die worden ingebracht in de ruimte na het trekken van een kies t.b.v. bloedstelping en wondgenezing Middel tegen plaque vorming en tandbederf 14

15 Toepassing van chitine en chitosan Voeding Niet verteerbare dieet vezel t.b.v. gewichtscontrole Bindt vetten/vetzuren en is cholesterol verlagend Ontslakker/ontgiftiger 15

16 Toepassing van chitine en chitosan Cosmetica Zeer tolerant voor de huid Hydraterend en uitdroging remmend b.v. in hand crèmes, Verhoging uitstraling van het kapsel, grotere souplesse, niet statisch b.v. in shampoos Verlaging contact allergieën door metaal binding Verlaging transpiratie geur 16

17 Toepassing van chitine en chitosan Landbouw Bodemverbetering middels stimulering van natuurlijke beschermende micro-organismen Tijd afhankelijke dosering van meststoffen Anti-microbium m.n. tegen schimmels en virussen infectie Bestrijdingsmiddel tegen nematoden/aaltjes 17

18 Toepassing van chitine en chitosan Waterzuivering Bindt polyanionen zoals eiwitten, polyacrylaten, CMC e.d. Bindt zware metalen zoals koper, cadmium, chroom en kwik Bindt bestrijdingsmiddelen zoals DDT, PCBs Hogere adsorptiecapaciteit en selectiviteit [Cu >> Hg > Zn > Cd > Ni > Co > Cr/Pt] dan zeolieten en actieve kool 18

19 Binding van eiwit door chitosan chitosan eiwit 19

20 Toepassing van chitine en chitosan Papier industrie Alternatief voor cellulose, als hoofdcomponent Grotere papiersterkte b.v in papierenzakken Papierverzachter b.v. in toiletpapier Hogere vochtbestendigheid b.v. in inpakpapier en karton Voedselverpakking door de antimicrobiële werking 20

21 Toepassing van chitine en chitosan Chemie Chitine bio-films met antimicrobiële activiteit en lage vochtdoorlaatbaarheid Chitine bio-vezels op basis van nat spinnen van chitine Bio-filamenten, bio-buizen, bio-vlechtwerken en bio coating 21

22 Grootte van de chitine stromen Hollandse garnalen aanvoer in Nederland is ca ton/jaar, daarvan wordt 97% handmatig en 3% machinaal gepeld. Dat is dus ca 600 ton/jaar. In geval van mechanisch pellen is ca 40% vlees en ca 60% doppen. De doppen bevatten op zich ca 75% water, ca 10% eiwit en ca 15% ruwe chitine [inclusief kalk en astaxanthine]. Het volume garanalen chitine in Nederland is dus ca 55 ton/jaar. Dit zal naar verwachting met een 5x efficiёntere pelmachine oplopen naar ca 275 ton chitine per jaar. Aanmaak [wereldwijd] van chitine is ca 50 miljard ton/jaar [t.o.v cellulose ca 100 miljard ton/jaar]. 22

23 Huidige onderzoek in Noord Nederland Voeding: Gebruik van garnalendoppen als basis voor garnalen bouillon en garnalen kroketten VHL Gebruik van garnalen doppen om m.b.v. schimmel fermentatie een soort tempé te maken - Bamboe 8 23

24 Huidige onderzoek in Noord Nederland Land en tuinbouw: Gebruik van garnalendoppen als bodemverbeteraar Greenlincs Gebruik van garnalendoppen in de glastuinbouw Cropeye Gebruik van garnalendoppen in nematoden bestrijding Biobrug Gebruik van chitosan als antibioticum - VHL 24

25 Huidige onderzoek in Noord Nederland Industrie: Gebruik van garnalendoppen in lijmen en coatings - Greenlincs Chemische en biologische omzetting van chitine in chitosan VHL Gebruik van wateroplosbare chitosan in de waterzuivering Greenlincs 25

26 Toekomst perspectieven 26

27 Toekomst perspectieven In hoeverre beinvloedt het kookproces aan boord, het denaturatie proces van het eiwit en de hechting aan het chitine pantser? Zijn er kook condities, waardoor het mechanisch pellen makkelijker gaat en de verliezen kleiner worden?

28 Toekomst perspectieven Het winnen van astaxanthine [uit het staartstuk] en choline uit de ruwe doppen en het terug injecteren in de gepelde garnalen om het anti-oxidanten en choline gehalte te verhogen tot premium gezond kwaliteit. astaxanthine choline 28

29 Toekomst perspectieven Invloed van chitosan op vet en cholesterol gehalte 29

30 Toekomst perspectieven Is het vlees zodanig uit de doppen terug te winnen dat het cholesterol blijft zitten? om het vlees daarna terug te injecteren in de garnalen t.b.v. een lager overall cholesterol gehalte? 30

31 Toekomst perspectieven Verbetering van de anti-microbiёle selectiviteit van chitosan door modificatie van de 2 amine groep. 31

32 Toekomst perspectieven Optimalisatie van de chitine/chitosan applicatie door modificatie van het acetylgehalte [DA] en/of de ketenlengte/mol. gewicht [MW] 32

33 Toekomst perspectieven Tracking and tracing 33

34 Toekomst perspectieven Kennis en documentatie centrum Gegevens Kennis Kennis Kennis Gegevens Gegevens Informatie Informatie Creatie Creatie Innovatie Gegevens Informatie Gegevens 34

35 Conclusies Momenteel is er wereldwijd al veel bekend en is er veel gaande op het gebied van toepassing/verwaarding van chitine en chitosan. Nu er belangrijke ontwikkelingen zijn op het gebied van mechanisch pellen, zijn er ook in Noord Nederland een aantal interessante initiatieven genomen om tot toepassing en verwaarding van chitine/chitosan te komen. Ook in breder perspectief zien de vooruitzichten/kansen op het genereren van meerwaarde voor de garnalenindustie er veel belovend uit. 35