Haver: oeroud gewas met gouden toekomst

Luud GilissenPPO-PRI - Bioscience

Wageningen UR 12-11-2012

Inhoud

Historie

Haver en gezondheid

Haver en coeliakie

Toekomst

Haver (Avena sativa)

De korrel

Avena sativa historie

9000 jaar geleden: tarwe (einkorn, emmer), gerst and peulvruchten als ‘gewassen’ in Klein Azië; haver als onkruid

Verhuizing van deze gewassen naar Europa 3000 jaar geleden: Ontwikkeling van haver als

gewas in NW-Europa Haver groeit het beste in koel, vochtig en maritiem

klimaat 2000 jaar geleden: hexaploid haver is een

belangrijk gewas in Europa

250 accessions bij CGN

Haver, huidige status

1850: selectie van zomer- en winterhaver landrassen

Recent: haververedeling is conservatief in de benadering, conventioneel in de methoden and beperkt in doelstellingen

Afnemende belangstelling

Verwaarloosd gewas

Waarom deze afnamen?

Veranderingen in het boerenbedrijf Van paard naar tractor Geen ‘on farm’ voederproductie meer

Haverpel ~25-40% gewichtsverlies (na pellen voor humaan

gebruik Extra stap in procesgang

Vervangen door tarwe en mais (‘saldo’) Economische balans tussen prijs en

voederkwaliteit

Huidige wereldmarkt van haver

Haver productie in1. EU2. Russia3. Canada4. US5. Australia6. South America (Chili)

Haver export uit1. Canada2. EU (Finland, Sweden) 3. Australia

Haver import in1. US2. Germany3. Mexico4. Japan5. Saudi-Arabia (camel

feed)

Onterecht verwaarloosd: Haver brengt gezondheid

Veld Voeder Voeding

Veld

Voordelen Robuust en duurzaam

Lage N behoefte (gelijke productie op klei en zand)

Lage ziektegevoeligheid Past goed in diverse gewasrotaties Positieve effecten op bodemgezondheid

(aaltjesbestrijding) Past prima in biologische landbouw Hoort thuis in het Nederlandse (NW-

Europese) landschap

Uitdaging Opbrengst in NL (in concurrentie met

wintertarwe) Legering Naakte haver

Voeder

Voordelen Bevordering gezondheid ingewanden Verhoging immuniteit (verlaging toepassing

antibiotica) Energie-rijk Houdt dieren rustig (verzadigingsgevoel) Gewichtsbeheersing

Uitdaging Concurrentie met andere granen (mais, tarwe) en soja

Voeding

Eiwit Totaal eiwit : 15-20% Verteerbaarheid: 90% Hoog in essentiele aminozuren

Zetmeel Totaal zetmeel: 60% Langzaam, geheel verteerbaar (lage glycemische index; helpt bij diabetes

and obesitas) Vet

Totaal vet: 3-15 % Voornamelijk onverzadigde vetzuren (PUFAs) (helpt bij hart- en vaatziekten)

Vezels Totaal vezels : 4,5% (beta-glucans; oplosbaar) Vertraagde maaglediging: verbeterde vertering; verlengde verzadiging Verlaging serum cholesterol (officiële FDA en EFSA gezondheidsclaims)

Voeding

Uitdagingen Saai imago Smaak Geen nieuwe producten

Vervanger voor tarwe in dagelijks dieet

Als gluten-vrij product

Veelheid toepassingen in Azië Traditioneel Medicijn Noodles en pasta’s Dranken Cosmetica

Gut

Multiplex detection(IL, IG’s)

Flow sortingGC/MS

(metabolite volatiles)

MetagenomicsMetabolomics

(body fluids)Proteomics

‘Non-healthy’ Immune-system

‘Non-healthy’ Gut

Microflora

‘Healthy’Immune-system

‘Healthy’ Gut

Microflora

Food components (e.g. ß-glucans)

Immune biomarkers(e.g in bodyfluids)

Metabolic, genetic & ecophysiological

biomarkers

Proteomics(gut

permeability)

Physiological biomarkers

Onderzoek naar de rol van beta-glucanen in darmgezondheid

Haver, als voeding in vergelijking met tarwe

=

+++ (+: bevordering

gezondheid)++++geen

Nutritionele waarde (Kcal)

Eiwit (kwaliteit) Olie Zetmeel

Anti-oxidanten Onverz. vetzuren Vit B and E Voedingsvezels (b-

glucanen) Anti-nutritionele comp.

Groeiende interesse Verlaging cholesterol (FDA, EFSA

claims toegekend) Voedingsvezels (beta-glucanen)

Verbetering immuunreactie Beta-glucanen stimuleren

darmflora en immuunsysteem Veraging kans op HVZ (FDA claim)

Antioxidanten (voorkómen oxidatie van LDL cholestrerol)

Verlaging risico diabetes and obesitas Hoog Mg2+ stimuleert enzymen van

glucose-metabolisme Stabiliseert bloedsuikerniveau Vertraagt maaglediging, verlengt

verzadigingsgevoel

Veilig graan voor coeliakie patienten

Gut

Multiplex detection(IL, IG’s)

Flow sortingGC/MS

(metabolite volatiles)

MetagenomicsMetabolomics

(body fluids)Proteomics

‘Non-healthy’ Immune-system

‘Non-healthy’ Gut

Microflora

‘Healthy’Immune-system

‘Healthy’ Gut

Microflora

Food components (e.g. ß-glucans)

Immune biomarkers(e.g in bodyfluids)

Metabolic, genetic & ecophysiological

biomarkers

Proteomics(gut

permeability)

Physiological biomarkers

Coeliakie

Gluten intolerantie Tarwe, gerst, rogge

T-cel gemedieerde ontsteking in dunne darm

Diversiteit aan ziektebeelden diarree, vermoeidheid, gewichtsverlies, buikpijn, slechte

voedselopname, chronische hoofdpijn, ataxia, osteoporosis, dermatitis herpetiformis, verlaagde vruchtbaarheid, abortus, lymphoma

1-3% van de Westerse bevolking

Levenslang gluten-vrij dieet

Celiac Disease Consortium

Veilige voeding, verbeterde diagnostiek, betere behandeling

B, C- type LMW-GS/ α/β-, γ-gliadins

HMW-GS

ω-gliadinsD-type LMW-GS

Variety 1 2 3 4 5 6

SDS-PAGE (CBB)

kDa

200.0

116.397.4

66.2

45.0

31.0

21.5

Gluten eiwitten in tarwe

HMW-GS: high molecular weight glutenin subunit; LMW-GS: low molecular weight glutenin subunit

~70% starch

8-15% protein, mainly gluten

Gluten digestion

Haver en coeliakie

Veilig voor verreweg de meeste CD patiënten (Pulido et al., 2009)

T-cell stimulation (Koning et al., 2005)

Epitopen in tarwe, gerst en rogge niet waargenomen in haver (Londono et al., in prep)

Protein Epitope (note that some epitopes are shorter versions of others)

Reference

Avenin PYPEQQQPF (“a”) [13, 33]  PYPEQQEPF (“b”) [13, 33]  QQPFVQQQQPFVQQ (“c”) [19]α-gliadin PQPQLPYPQ [14, 15, 33]  PFPQPQLPY [14, 15, 33]  FRPQQPYPQ [14, 15, 33]  QGSFQPSQQ [14, 15, 33]  PYPQPQLPY [13, 34]  VRVPVPQLQ PQNPSQQQPQ [35]  QNPSQQQPQEQVPLVQQQ [35]  QVPLVQQQQFPGQQQPFPPQ [35]  LGQQQPFPPQQPYPQPQPF [35, 36]  LGQQQPFPPQQPY [37]  LGQQQPFPPQQPYPQPQPF [36, 37]  FPGQQQPFPPQQPYPQPQPF [35]  QPYPQPQPFPSQQPYLQL [35]  PQPFPSQQPYLQLQPFPQ [38]  QLQPFPQPQLPY [39]  PQPQLPYPQPQLPY [39]  QLQPFPQPELPY [40]  PQPELPYPQPELPY [40]  QLQPFPQPELPYPQPQS [40]  LQLQPFPQPQLPYPQPQLPYPQPQLPYPQPQPF [41]  PFRPQQPYPQPQPQ [42]  LIFCMDVVLQ [43]  QQPLQQYPLGQGSFRPSQQNPQAQG [44]  QYPLGQGSFRPSQQNPQA [45]  PSGQGSFQPSQQ [44, 46]  SGQGSFQPSQQN [44, 46]  PGQQQPFPPQQPY [47]

  PGQQQPFPPQQPYPQPQPF [36, 48, 49]  PGQQQPFPPQQPYPQPQPFPSQQPY [47, 49]  PQPQPFPSQQPY [47]  SQQPYLQLQPFPQPQLPYSQ [50]  LGQGSFRPSQQN [51]  QPFPQPQ [52]  RPQQPYP [52]  PPFSQQ [52]γ-gliadin FPQQPQQPF [15, 33]  PQQSFPQQQ [15, 33, 34]  IIQPQQPAQ [33, 34]  IQPQQPAQL [15]  LQPQQPFPQQPQQPYPQQPQ [34]  FPQQPQQPYPQQP [34]

FSQPQQQFPQPQ [34]

  QPQQSFPEQQ [53]  VQGQGIIQPQQPAQL [42]LMW-glutenin

FSQQQQSPF [15, 33]

  FSQQQQQPL [15, 33]  PFSQQQQSPF [42]  QSPF [52]  PFSQQQQQ [42]  QXPQQPQQF [15]  QQQQPPFSQQQQSPFSQQQQ [42]  QQPPFSQQQQQPLPQ [42]HMW-glutenin

QGYYPTSPQ [33]

  SGQGQRPGQWLQPGQGQQGYYPTSPQQSGQGQQLGQ

[54]

  QGQQGYYP [52]Glutenin PGQGQQGYYPTSPQQSGQ [54]  GYYPTSPQQSGQGQQLGQ [54]  GYYPTSPQQSG [54]  QGYYPTSPQQSG [54]  QQGYYPTSPQQSG [54]  GQQGYYPTSPQQSG [54]  GQQGYYPTSPQQS [54]  GQQGYYPTSPQQ [54]

  GQQGYYPTSPQ [54]Gluten QLPQQPQQF [33]  QPQPFPQQSEQSQQPFQPQPF [42]  QSEQSQQPFQPQ [42]  QQXSQPQXPQQQQXPQQPQQF [42]  QXPQQPQQF [42]Hordein PQPQQPFPQ [33]  PFPQPQQPF [33]  FPPQQPFPQ [33]Secalin PQPQQPFPQ [33]  PFPQPQQPF [33]  PQQSFPQQP [33]

Haver in NL voor CD

Veilige (= contaminatie-vrije) en duurzame voedselproductieketen op basis van haver:

HACCP protocol voor Glutenvrije productie Regels voor glutenvrije haverteelt en -productie

Landbouwer is gecertificeerd voor graanteelt Geen tarwe, gerst, rogge op perceel in voorafgaande twee jaren Registratie van de haverteelt (locatie, varieteit, oppervlak [ha], opbrengst,

aflevering, aanwezigheid wilde scheuten van tarwe, gerst, rogge) Teelt wordt minstens één maal gecontroleerd op aanwezigheid van wilde

scheuten Havervariëteit is in overeenstemming met afnemer Zaaizaad is gegarandeerd vrij van besmetting met tarwe, gerst, rogge, en

is als zodanig gecertificeerd Haverteelt is voldoende afgeschermd (afstand) van andere graanteelten Machines voor zaaien en oogsten zijn zorgvuldig schoongemaakt Afgeleverde producten aan afnemer zijn volledig traceerbaar Registratie van klachten over het product – maatregelen voor verbetering Productie van glutenvrije voedingsproducten op basis van haver is alleen

toegestaan in GV-gecertificeerde bedrijven

Commercial yields

2009: 7.9 mt

2010: 8.2 mt

2011: 7.8 mt

2012: 9.7 mt

Brood-onderzoek

Bloem analyse: zetmeelgehalte, zetmeelschade, eiwitgehalte, deeltjesgrootte

Volume Gewicht Textuur

EC Verordening 41/2009

Staat toe om haver als gluten-vrij te verhandelen mits de contaminatie met gluten lager is dan 20 ppm

Haverconsortium ‘De Nederlandse Haverketen’Letters of Intent van:VanDijke Semo: contracten met boeren (gluten-vrij, biologisch, gangbaar); collectie De Halm + Rosies: breakfast cereals (incl gluten-vrij)FreeOf: haverbroodWiersum Plant Breeding: haververedelingLI Frank-mill: glutenvrije molenaarr EuroProxima: detectie besmetting met gluten en mycotoxinesBorgesius/Veenhuis: bakkerij voor reguliere marktVereniging Innovatief Platteland: glutenvrije teelten, o.a. haver PAVO: paardenvoederLouis Bolk Instituut: biologische teeltTNO: receptuurontwikkeling glutenvrij haverbroodFontys Hogeschool: ontwerp (glutenvrije) haverproducten (brood) HealthGrain Holland (PA): teelt en gezondheidNederlands Bakkerij Centrum: product standaard Zeelandia: bakerij-ingrediënten Meneba; grootschalige molenaar (kennis, ervaring, infrastructuur en netwerk)Kellogg: ontbijtgranen (incl glutenvrij) Nederlandse CoeliakieverenigingDiabetes Vereniging NederlandCDC

Toekomst

Meer gezondheid met haver in Veld Voeder Voeding

Haver als totaalpakket

Projecten

Kennisbasis WUR Kennisinnovatie TNO Topsector Agri&Food; Topsector Tuinbouw&Uitgangsmaterialen EU KBBE 2013: OATS4EU EU KBBE 2013: Traditional Foods EFRO Oost-Nederland (Food Future)

Haver, de uitdagingen Landbouwkundige aspecten

Gewasrotatie Grondverbetering

Legering Veredeling op kortstro en compactere pluim Groeiregulatoren

Pel A. nuda type (welke genen betrokken?)

Als diervoeder In competitie met soja (eiwit), en mais en tarwe (zetmeel) Functionele diervoeder (verlaging of antibioticagebruik)

Ontwikkeling nieuwe voedingsproducten Haverbrood, havermelk, haverbier, havercrunchies, haverpizza, haverpasta,

gepofte haver; havercosmetica Hoog oliegehalte

Toepassingen in voeding en gezondheid Biobased (haver als model voor zetmeel-olie conversie)

Haver genome sequencing

Algemeen doel: Ontwikkeling van Haver Kennis en Expertise Centrum

Dank voor uw aandachtmede namensIngrid van der Meer, René Smulders, Elma Salentijn, Hetty van den Broeck, Wendy van ‘t Westende, Diana Londono (PRI) (CDC), Noortje Bas (CGN)Bert Pinxterhuis, Jan Kamp, Ruud Timmer (PPO), (Transforum)Rob Hamer, Tiny van Boekel (AFSG), Willem Marcelis (SSG), Jan Vos (PSG), Ruud Bottemanne (Fontys)Johan Vereijken (FBR) Alfons Jansman (ASG)The partners in De Nederlandse Haverketen© Wageningen UR