OptiPPREM

Onderzoek naar optimaal gebruik van Plantaardige Protease Remmers.

De nutritionele waarde van plantaardige eiwitten is vaak lager dan die van dierlijke eiwitten door van nature aanwezige anti-nutritionele factoren, waaronder proteaseremmers die eiwitvertering vertragen. Maar deze proteaseremmers kunnen ook positieve en ontstekingsremmende effecten hebben in de darm. In dit project werkten UMCG en Royal Avebe samen aan het verbeteren van de nutritionele waarde van plantaardige eiwitten én naar een mogelijk positief effect op de darmgezondheid.

Dit project richtte zich op beide aspecten van plantaardige proteaseremmers: 1) verwijdering of in-activatie van deze anti-nutritionele factoren met als doel een verhoogde bio-beschikbaarheid van plantaardig eiwit en 2) de toepassing van plantaardige proteaseremmers als mogelijke therapie voor chronische darmontstekingen.

Beschikbaarheid van aminozuren

Dat de nutritionele waarde van plantaardige eiwitten over het algemeen lager is dan dierlijke eiwitten, wordt veroorzaakt door tenminste twee factoren:

• Niet alle essentiële aminozuren die de mens uit zijn voeding opneemt zijn in voldoende mate aanwezig in plantaardige eiwitten. Voorbeelden hiervan zijn een laag gehalte van de zwavelhoudende aminozuren methionine en cysteïne, in bijvoorbeeld eiwitten uit erwt en veldboon. Of een laag gehalte aan het aminozuur lysine in bijvoorbeeld rijst- en tarwe-eiwitten. Door eiwitten uit verschillende plantaardige eiwitbronnen in een dieet te combineren, kan in een aantal gevallen toch een compleet aminozuurprofiel ontstaan.
• De beschikbaarheid van deze aminozuren in het eiwit bepaalt ook de nutritionele waarde. Een eiwit met een ideale aminozuur samenstelling kan namelijk alsnog een lage nutritionele waarde hebben als de aminozuren tijdens de vertering onvoldoende beschikbaar komen.

Anti-nutritionele factoren

De opname van aminozuren in het menselijk lichaam kan ook worden beperkt. Dan spreken we van anti-nutritionele factoren. Die worden door de plant gemaakt om zich te beschermen tegen bijvoorbeeld vraat door insecten en herbivoren. Dit mechanisme maakt de knollen en zaden minder aantrekkelijk en vergroot daarmee de kans op een volgende generatie gewas.

Deze anti-nutritionele factoren bestaan uit een groep van diverse moleculen: toxische verbindingen, verbindingen die de vertering remmen (proteaseremmers), of de adsorptie van mineralen uit het dieet tegengaan. Door de proteaseremmers uit de plantaardige eiwitfractie te verwijderen of te inactiveren, verbetert de verteerbaarheid van het eiwit. Hierdoor neemt de bio-beschikbaarheid van de aanwezige aminozuren in het plantaardige eiwit toe.

Proteaseremmers

Naast de ongewenste anti-nutritionele effecten van proteaseremmers in voeding, kunnen deze remmers juist ook gebruikt worden in het voorkomen en herstel van huidontstekingen. De ontstekingsremmende eigenschap van proteaseremmers opent de mogelijkheid om weefselherstel in de (zieke) darmen te bevorderen. Ontstekingsreacties in de darm, zoals aanwezig bij chronische darmziekten als de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa, kunnen mogelijk baat hebben bij het gebruik van plantaardige eiwitten met ontstekingsremmende eigenschappen.

Onderzoeksresultaten

Avebe onderzocht de in-activatie en isolatie van proteaseremmers uit aardappeleiwitextracten. Hiervoor hebben zij een gevalideerde meetmethode opgezet voor metingen naar proteaseremmende eigenschappen. Het UMCG onderzocht vervolgens de toepassingsmogelijkheden van deze proteaseremmers voor de bescherming van de menselijke darmwand. Samen zijn ze tot de volgende resultaten gekomen:

Behandeling van aardappeleiwit

Warmtebehandeling van aardappeleiwit laat een tijds- en temperatuurafhankelijke daling in remmingsactiviteit zien. Dit resulteert in een product met een hoge verteerbaarheid en een verbeterde nutritionele waarde.

PerfectaMAR®

Als onderdeel van dit project is de remmende werking op protease-enzymen onderzocht die een negatieve rol spelen bij de verwerking van visproducten, zoals surimi. De aanwezigheid van deze enzymen in het productieproces, zorgen voor kwaliteitsverlies in de textuur van het eindproduct. Aardappelproteaseremmers voorkomen dit verlies. De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift. In april 2025, lanceerde Avebe een nieuw product ‘PerfectaMAR®’ waar aardappeleiwit wordt toegepast in de productie van surimi.

Proteaseremmers en darmgezondheid

Het UMCG heeft het effect van aardappelproteaseremmer (PI)-fractie op darmbiopten van patiënten met een chronische darmontsteking onderzocht. Ook keken zij naar het effect van de aardappel-PI op het darmepitheel en de darmbarrière. De resultaten laten zien dat aardappel-PI geen meetbare negatieve effecten heeft op menselijk darmweefsel en darmepitheel. Dat niet alleen, er is zelfs een zwak, maar aantoonbaar helend effect waargenomen op ontstoken darmweefsel en darmepitheel. Dit is een belangrijke bevinding en aanmoedigend voor veilig gebruik van aardappel-PI bij de mens en bevordering van darmgezondheid.