Kennis van inhoudsstoffen en eigenschappen voor optimale valorisatie: witloofwortel als case-study

Transcriptie

1 Kennis van inhoudsstoffen en eigenschappen voor optimale valorisatie: witloofwortel als case-study Lies Kips Promotors: Bart Van Droogenbroeck & Katleen Raes Co-promotor: Els Van Pamel Genesys studiedag juni

2 1. CONTEXT & ONDERZOEKSFOCUS 2

3 CONTEXT Witloof: ton/jaar ONDERZOEKSFOCUS Witloofwortel: ton/jaar Bevatten o.a. sesquiterpeen lactonen (bitterstoffen) met biologische activiteiten => ton biomassa wordt niet ten volle benut Fundamenteel inzicht vergaren in de samenstelling van witloofwortel als functie van diverse behandelingen om zo potentiële valorisatietrajecten te identificeren. 3

4 2. STAALNAME 4

5 EXPERIMENTELE OPZET Wat meten we? sesquiterpeenlactonen, fenolische componenten en antioxidantcapaciteit Welke stalen nemen we? Variëteit, matrix, forcering, bewaring, seizoen Variëteit dataset Topmodel dataset Topmodel Fakir Takine Van Hamme Van Tongelen De Winter 1 Cichorei Niet geforceerd 21 d Geforceerd Bewaard, niet geforceerd Krop Niet geforceerd 21 d Geforceerd Bewaard, niet geforceerd Krop Verse wortels (Nov) Start forceerseizoen (Mei) Einde forceerseizoen (Sept) 5

6 3. RESULTATEN: SESQUITERPEENLACTONEN 6

7 STRUCTUUR SESQUITERPEENLACTONEN Vrije vormen Glycosiden Oxalaten Figuur A Figuur B Lactucine R 1 = OH; R 2 = OH Dihydrolactucine Lactucine-15-oxalaat R 1 = OH; R 2 = OCOCOOH Dihydrolactucine-15-oxalaat Lactucine-15-glycoside R 1 = OH; R 2 = OGlucose Dihydrolactucine-5-glycoside 8-deoxylactucine R 1 = H; R 2 = OH Dihydro-8-deoxylactucin 8-deoxylactucine-15-oxalaat R 1 = H; R 2 = OCOCOOH Dihydro-8-deoxylactucine-15-oxalaat 8-deoxylactucine-15-glycoside R 1 = H; R 2 = OGlucose Dihydro-8-deoxylactucine-15-glycoside Lactucopicrine R 1 = ; R 2 ; R 2 = OH Dihydrolactucopicrine Lactucopicrine-15-oxalaat R 1 = ; ; R ; R 2 = OCOCOOH Dihydrolactucopicrine-15-oxalaat 7

8 SESQUITERPEENLACTONEN IN DE TOPMODEL DATASET PC2 ( 19 % ) 4 LCP DHLCP snf1_c snf1_b snf1_a 3 Niet geforceerde wortels DHLACglyc DHdoLACglyc DHdoLACox DHLCPox DHdoLAC dolacglyc snf2_a snf2_b snf2_c NF2_a NF2_b NF1_a NF2_c2 NF1_c NF1_b 1 PC1 ( 61,7 % ) F1_b F2_c F2_a F2_b LCPox DHLACox F1_a LACglyc DHLAC F1_c C1_a C1_b C1_c Witloofkrop C2_a C2_b C2_c Geforceerde wortels LACox dolacox -4 LAC dolac -5 Bitterstoffen in krop verschillen van deze in wortel In de wortel worden de bitterstoffen aangerijkt na forceren => reststroom verhoogd in bitterstoffen! Voornamelijk gebonden bitterstoffen (74% in wortel, 83% in krop) 8

9 SESQUITERPEENLACTONEN IN DE TOPMODEL DATASET Niet geforceerde wortel: einde forceerseizoen Niet geforceerde wortel: begin forceerseizoen Geforceerde wortel Effect van seizoen enkel zichtbaar in niet geforceerde witloofwortels waarin concentratie bitterstoffen verhoogt hoe later op het seizoen 9

10 SESQUITERPEENLACTONEN IN DE VARIETEITEN DATASET 20 PC2 ( 28,9 % ) DHdoLAC DHdoLACglyc 15 DHLCP DHdoLACox DHLAC DHLACglyc 10 LCP DHLACox DHLCPox dolac dolacox Chicorei Topmodel Van Hamme Takine LACglyc 5 Takine_a LCPox Takine_b Topmodel_a Takine_c Topmodel_b Topmodel_c Van Hamme_a Van Hamme_b Van Hamme_c LAC 0 - Chicory_a Chicory_c De Winter_c Chicory_b De Winter_a De Winter _b De Winter Fakir Van Tongelen Fakir_a Fakir_b LACox Fakir_c dolacglyc Van Tongelen_a Van Tongelen_b Van Tongelen_c Chicorei differentieert zich niet van witloofwortel op basis van gemeten SL n Variëteit beïnvloedt SL profiel (? Effect van de bodem?) PC1 ( 38,9 % ) 10

11 3. RESULTATEN: FENOLEN 11

12 STRUCTUUR FENOLEN 12

13 µg/g DW µg/g DW FENOLEN IN DE TOPMODEL DATASET Voornamelijk chlorogeenzuur (99%) [Wortel] > [Krop]: meer dan 2x zoveel: valorisatiepotentieel Start forceerseizoen: bij forceren Bewaring geen effect 8000 Einde forceerseizoen: 6000 c c Effecten minder uitgesproken chlorogenic acid d a c b c a Ook caffeinezuur en flavonolen rutine, quercetine-3-o-glucuronide en isoquercetine: Significant hogere concentratie in krop (~50 x hoger in flavonolen) NF1 snf1 F1 C1 NF2 snf2 F2 C2 rutin b b a a a a a a NF1 snf1 F1 C1 NF2 snf2 F2 C2 13

14 FENOLEN IN DE VARIETEITEN DATASET chlorogenic acid Voornamelijk chlorogeenzuur (99%) 2x zoveel aanwezig in DW, Fak, VH Chicorei: laagste concentratie a a,b b c a,b c c Chic TM Tak VH VT Fak DW Ook caffeinezuur, rutine, quercetin-3-o-glucuronide en isoquercetin: Significant hogere concentratie in chicorei 2,5 2 1,5 1 b rutin 0,5 0 a a a a a a Chic TM Tak VH VT Fak DW 14

15 3. RESULTATEN: ANTIOXIDANTCAPACITEIT 15

16 ANTIOXIDANTCAPACITEIT IN DE TOPMODEL DATASET A [Kroppen] [niet geforceerde wortels] AOC stijgt bij forcering (grootte orde spinazie en broccoli): valorisatiepotentieel! 16

17 ANTIOXIDANTCAPACITEIT IN DE VARIETEITEN DATASET Variatie in AOC binnen variëteiten Fenolische profilering komt overeen met ORAC AOC kleiner dan bij bewaarde en geforceerde wortels Meer informatie nodig om trends te kunnen verklaren 17

18 4. CONCLUSIE EN VERVOLGONDERZOEK 18

19 DUS: Via een profilering van de bitterstoffen, fenolen en antioxidant capaciteit in witloof in verschillende matrices (verschillende variëteiten, blad- & wortelmatrix, forcering, bewaring en seizoen) werd FUNDAMENTELE KENNIS GEGENEREERD DIE KAN WORDEN GEBRUIKT VOOR Verder onderzoek: Valorisatie van geforceerde witloofwortel: Grootschalige extractie van bitterstoffen en fenolen Testen van bioactiviteit van extracten rijk aan sesquiterpeenlactonen en fenolen Werking als biostimulantia, biopesticides, bio-repellants Food & farma: medicinale werking in celmodellen Oplosbare en onoplosbare witloofvezel in humane voeding Bittere smaak Smaakanalyses koppelen aan analyse van SL om de meest bittere componenten te identificeren Metabolische pathways onderzoeken om bitterstoffensynthese te beïnvloeden en tailor-made witloof te maken. 19

20 Bedankt! Infographic: Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek Brusselsesteenweg Melle België T + 32 (0) F +32 (0) Burg, Van Gansberghelaan Merelbeke België T + 32 (0) F +32 (0) T&V@ilvo.vlaanderen.be Lies.kips@ilvo.vlaanderen.be 20

21 Programma 9u00 9u30 9u30 9u50 Ontvangst met koffie Verwelkoming en toelichting systeeminnovatie aanpak 9u50 10u15 Thema 1: Innoveren in de bio-economie: Waar hou je rekening mee en hoe pak je het aan? Thema 2: Raffinage en stabilisatie van plantaardige reststromen: tomaat als case-study Thema 3: Vissilage: een rendabele vismeel vervanger? 4 parallelle thema s Zaal Mensa Polyzaal Mediazaal Thema 4: Boerderijcompostering met stikstofrijke oogstresten: wat zijn de mogelijkheden en welke koolstofrijke stromen kunnen bijgemengd worden? Auditorium 10u15 10u35 10u35-11u00 Thema 5: Samenwerken tijdens innovatie: Hoe doen innovatieve bio-economie bedrijven het? Thema 6: Kennis van inhoudsstoffen en eigenschappen voor optimale verwaarding: witloofwortel als case-study Koffiepauze 3 parallelle thema s Zaal Mensa Polyzaal Thema 7: Hoe stikstofverliezen beperken en agronomische kwaliteit optimaliseren tijdens opslag en behandeling van vaste dierlijke mest? Auditorium 11u00-11u45 11u45-12u00 12u00 14u00 13u30 Praktijkgetuigenissen Conclusies en blik op de toekomst Lunch, netwerkmoment en infomarkt Bezoek aan de Food Pilot en/of composteersite