Umami (“hartigheid”) is één van de vijf basissmaken en is in het begin van de vorige eeuw ontdekt in zeewier. Umami wordt veroorzaakt door bepaalde vormen van aminozuren, en daar wilden we het fijne van weten. In dit project hebben we eiwitten en de aminozuren waaruit die zijn opgebouwd chemisch gekarakteriseerd en sensorisch beoordeeld. Op termijn is het perspectief om uit zeewier, eendenkroos en reststromen van gewassen eiwitcomponenten te isoleren met toegevoegde waarde qua smaak.
MULTIFILE
Extra toegevoegde eiwitten in brood zorgen voor een positief effect op de gehele eiwitinname van geriatrische patiënten. Dit blijkt uit een studie uitgevoerd in het Medisch Centrum Leeuwarden (MCL) door hogeschool Van Hall Larenstein in samenwerking met Koopmans Koninklijke Meelfabrieken (KKM) en bakkerij van der Zee. Hoopgevende resultaten zijn verkregen met een brood waarin extra gunstige componenten zitten om de spieraanmaak te bevorderen.
MULTIFILE
In werkpakket A, Zeewierteelt, werd onderzocht wat het effect is van de nitraatconcentratie op de groei en eiwitgehalte van de zeewiersoorten Saccharina latissima en Ulva lactuca. Bij de laatste soort werd ook gekeken naar de aminozuursamenstelling. Hogere nitraatconcentraties zorgden bij beide zeewiersoorten voor een hogere groeisnelheid en een hogere eiwitgehalte. De totale aminozuurhoeveelheid van Ulva lactuca was hoger bij blootstelling aan een hogere nitraatconcentratie. Alle gemeten aminozuurgehaltes waren hoger, behalve die van methionine, die gelijk was ten opzichte van de Ulva lactuca die gekweekt werd onder lage nitraatconcentraties. Het is dus mogelijk om tijdens het groeiproces, de aminozuur- en eiwitgehalte van zeewier te verhogen. De toename in eiwitgehalte was zelfs zo snel, dat het mogelijk is om zeewier te verrijken door het twee weken voor de oogst onder verhoogde nitraatconcentraties te laten groeien.
MULTIFILE
De eiwittransitie slaat aan en zeewier, eendenkroos en reststromen van landbouwgewassen vormen een deel van de voedselbronnen van de toekomst. De kennis over de smaak van eiwitten en aminozuren is groeiende, maar de relatie tussen chemische structuur en smaak verdient aandacht en dat kan door te focussen op kleine peptiden en losse aminozuren. Het project “Aahminozuren!” maakt dat mogelijk. Met deze KIEM aanvraag willen de hogescholen Inholland (Delft, Amsterdam) en HZ University of Applied Sciences (Vlissingen) samen met het bedrijf Biorefinery Solutions (Raalte) verkennend onderzoek doen in een samenwerking met een helder lange termijnperspectief. Doelstelling is tot methoden te komen die het mogelijk maken om enkele kleine eiwitten - en de aminozuren waaruit die zijn opgebouwd – chemisch te karakteriseren en op een doelmatige wijze sensorisch te beoordelen. De deelnemende opleidingen zijn complementair qua expertise en hebben een gezamenlijke affiniteit voor de productie van nieuwe voedingscomponenten uit alternatieve plantaardige bronnen. Daarbij staat smaak voorop. Het langetermijnperspectief is om uit zeewier, eendenkroos en reststromen van landbouwgewassen waardevolle componenten te kunnen isoleren met een toegevoegde waarde op het gebied van smaak. De onderliggende kennis die de relaties tussen structuur en smaak verklaren zal zo kunnen worden gegenereerd, en academische kennis wordt rijp gemaakt voor toepassingen. Doel is ook om ons onderwijs met die kennis en onderzoeksmethoden te verrijken. Studenten hebben in dit project een grote rol. In juni 2021 hopen we met hen en met hun begeleiders een basis te hebben gelegd voor een verdergaande onderzoeksagenda.
Nederland is een waterland. Schoon oppervlaktewater is belangrijk voor de natuur, landbouw en voedsel‐ en drinkwaterproductie en het is daarom zeer belangrijk om verstoringen ervan goed te kunnen meten en begrijpen. Hoe eerder een verstoring van het aquatisch ecosysteem gemeten kan worden, hoe beter de mogelijkheden zijn voor waterbeheerders om het effect ervan te beperken door maatregelen te nemen. In dit project combineert het lectoraat Metabolomics van Hogeschool Leiden eMetabolomics en eDNA, zodat we ‘moleculaire foto’s’ van het onderwaterleven kunnen maken die een schat aan informatie bevatten. Met behulp van deze informatie kunnen we 1) de effecten van verstoringen eerder opsporen 2) de verstoringen beter begrijpen 3) aanknopingspunten identificeren om de verstoringen tegen te gaan. Hiertoe hebben we een consortium samengesteld waarin kennis op het wetenschappelijk gebied van analytische chemie, milieukunde, ecologie en biodiversiteit, bedrijven die actief zijn in deze werkvelden en potentiele eindgebruikers zijn samengebracht. Aan de hand van twee relevante casussen zullen wij eMetabolomics en eDNA technieken ontwikkelen en toepassen. De eerste casus is een relevante biologische verstoring door een invasieve exoot: de rode Amerikaanse rivierkreeft (Procambarus clarkii). De tweede casus een relevante chemische verstoring door het veel gebruikte insecticide thiacloprid. Het onderzoek zal gebruik maken van de laatste nieuwe technieken op het gebied van eMetabolomics en eDNA. Met deze technieken zullen rivierkreeften in detail worden onderzocht in, onder andere, aquaria. Daarnaast zal een belangrijk deel van het onderzoek plaatsvinden in het Levend Lab, een unieke proefopstelling van het Centrum voor Milieukunde van Universiteit Leiden dat bestaat uit 36 slootjes waarin de invloed van thiacloprid op het aquatisch ecosysteem zal worden onderzocht. De samenstelling van het consortium, de state‐of‐the‐art technologie die wordt toegepast én de setting waarin het onderzoek wordt uitgevoerd maken het project zeer aantrekkelijk voor zowel studenten als docenten, waardoor doorwerking in het onderwijs gegarandeerd is.
Gefermenteerde voedingsproducten zoals desembrood, kefir en kombucha worden de laatste jaren steeds populairder. Bedrijven die deze producten produceren moeten opschalen en hebben daardoor meer behoefte aan grip op het productieproces, zodat er een constante kwaliteit van het eindproduct kan worden geboden. De fermentatieproducten worden bereid met behulp van een complexe samenleving van micro-organismen. Deze complexiteit maakt het lastig om het fermentatieproces te monitoren en zo bijvoorbeeld effecten van grondstoffen en fermentatieomstandigheden te onderzoeken. Omics-technieken stellen ons in staat om het complexe fermentatieproces goed in kaart te brengen. Een goed voorbeeld hiervan is het monitoren van de microbiële samenstelling (fermentobioom) gedurende het fermentatieproces m.b.v. metagenomics; nanopore sequencing en de ontwikkeling van geavanceerde bio-informatica methoden geven dieper inzicht in de samenstelling en potentiële functionaliteit van het fermentobioom. Klassieke kweektechnieken (culturomics) benadrukken de aanwezigheid van de geprofileerde micro-organismen en geven informatie over specifieke kweekomstandigheden en functies. Metabolomics bevestigen niet alleen de voorspelde eigenschappen van de gevonden micro-organismen, maar bepalen de aanwezigheid van o.a. smaakbepalende componenten als suikers, vetzuren, organische zuren, phenolen en aminozuren. Hiermee zijn ze een waardevolle aanvulling op de metagenomics-resultaten. Een pilotstudie bij het Leiden Centre for Applied Bioscience waarbij Nanopore sequencing en metabolomics zijn ingezet voor onderzoeken naar de microbiële samenstelling tijdens de fermentatie van kombucha leverde al bruikbare resultaten op. In dit RAAK-mkb-project willen we bovengenoemde technieken verder toepassen en integreren om het complexe fermentatieproces van kefir, kombucha en desem te analyseren en deze verkregen kennis toegankelijk maken voor bedrijven die complexe fermentatieproducten produceren. In dit project zijn producenten van verschillende complexe fermentatie producten actief betrokken en er wordt samengewerkt met kennisinstellingen en kenniscentra, zoals de Universiteit Leiden, GrainLabs en Broodheeren. Dit onderzoek zal resulteren in de ontwikkeling van de onderzoekslijn Fermentobiomics.
