HOE DE MINERAALKWALITEIT VAN DE GEWONE BOON WORDT BEÏNVLOED DOORHEEN DE KETEN

In de strijd tegen mineraaldeficiënties spelen gezonde diëten met een gebalanceerd nutritioneel profiel een belangrijke rol. De gewone boon en andere peulvruchten zijn rijk aan mineralen en worden daarom ook steeds vaker een sleutelrol toebedeeld in gebalanceerde diëten. Jammer genoeg wordt de mineraalkwaliteit van een voedingsproduct niet enkel bepaald door de hoeveelheid mineralen die aanwezig is, maar ook door de biotoegankelijkheid van deze mineralen. Biotoegankelijke mineralen zijn mineralen die beschikbaar zijn voor opname in het menselijk lichaam. In dit doctoraat werd de biotoegankelijkheid van magnesium (Mg), calcium (Ca), ijzer (Fe) en zink (Zn) in de gewone boon onderzocht. Mg en Ca zijn voorbeelden van mineralen die in grote hoeveelheden nodig zijn voor het menselijk lichaam (>100 mg/dag) terwijl Fe en Zn in kleinere hoeveelheden nodig zijn (<100 mg/dag). Mg-, Ca‑, Fe- en Zn-deficiënties zijn wereldwijd een veelvoorkomend probleem.

In een plantencel worden voedingsstoffen, en dus ook mineralen, omgeven door een voor de mens onverteerbare celwand. Daarenboven bevat de gewone boon moleculen die mineralen kunnen binden en zo onverteerbare mineraal-complexen vormen. Deze moleculen, zoals onder andere fytaat en pectine, worden mineraalantinutriënten genoemd. Omdat mineralen enkel in het lichaam kunnen worden opgenomen als ze kunnen migreren naar de darmwand, waar absorptie plaatsvindt én als ze vrij (i.e. niet gebonden aan antinutriënten) zijn, werd in dit werk verondersteld dat fysische (gehinderd door de celwand) en/of chemische barrières (gebonden door mineraalantinutriënten) de hoeveelheid opneembare mineralen kunnen reduceren. Hiervoor werd de oplosbare (i.e. vrije en ongebonden) hoeveelheid mineralen gemeten voor en na het openbreken van de celwand en tevens voor en na het selectief afbreken van fytaat en pectine. Uit dit experiment is enerzijds gebleken dat de celwand in gekookte bonen geen natuurlijke barrière vormt voor de diffusie van mineralen en dus ook geen effect zal hebben op de mineraalbiotoegankelijkheid. Anderzijds werd aangetoond dat de aanwezigheid van mineraalantinutriënten de oplosbare hoeveelheid mineralen duidelijk verlaagt en dus ook potentieel de mineraalbiotoegankelijkheid kan beïnvloeden. Ondanks het feit dat de gewone boon dus rijk is aan mineralen kan het inschatten van de mineraalkwaliteit, op basis van de concentratie alleen, leiden tot een substantiële overschatting.

Doorheen de voedselketen van de gewone boon worden verschillende factoren en stadia verondersteld invloed te hebben op zowel de mineraalconcentratie als het niveau van mineraalbinding, en kan dit dus de uiteindelijke mineraalkwaliteit van de gewone boon bepalen. Dit onderzoek focust zich voornamelijk op het effect van bewaring van de zaden na oogsten, het verwijderen van de zaadhuid en koken op de mineraalkwaliteit. Het bewaren van rauwe bonen bij 35°C en 80% relatieve vochtigheid gaat gepaard met het ontwikkelen van het ‘hard-to-cook’ defect. Hierdoor moeten de bonen langer gekookt worden om een eetbare hardheid te verkrijgen als ze langer bewaard werden. Er wordt verondersteld dat mineralen een belangrijke rol te spelen in het ontstaan van het ‘hard-to-cook’ defect, maar de impact van deze soort bewaring van de gewone boon op de mineraalbiotoegankelijkheid werd voorheen nog niet onderzocht. In dit onderzoek werd geconstateerd dat de fractie van de aanwezige mineralen die gebonden is door het celwandmateriaal stijgt naarmate de bonen langer bewaard worden. Als gevolg hiervan neemt de mineraalbiotoegankelijkheid af. Daarenboven daalt de mineraalbiotoegankelijkheid ook in functie van toenemende kooktijd. We veronderstellen dat, door het kookproces vrije bindingsplaatsen voor mineralen op mineraalantinutriënten beter toegankelijk worden (bijvoorbeeld door pectine-solubilisatie). Bijgevolg daalt de vrije mineraalfractie en dus de mineraalbiotoegankelijkheid. Omdat de gewone boon bestaat uit cotyledonen die omgeven zijn door een zaadhuid en deze twee structurele onderdelen een verschillende nutritionele samenstelling hebben, werd de mineraal-biotoegankelijkheid ook bepaald voor en na het verwijderen van de zaadhuid. In tegenstelling tot Mg en Ca, neemt de hoeveelheid biotoegankelijk Fe en Zn toe na het verwijderen van de zaadhuid.

Om de mineraalbiotoegankelijkheid in gekookte bonen te maximaliseren, is het aangeraden om verse bonen (die niet ‘hard-to-cook’ zijn) te prefereren, ze zo kort mogelijk te koken (een optimum tussen de ideale hardheid en een maximale biotoegankelijke mineraalfractie) en de zaadhuid te verwijderen voor het koken indien de nood aan Fe en Zn primeert. Ondanks deze adviezen zal steeds een zekere hoeveelheid mineralen gebonden zijn aan mineraalantinutriënten. Om de mineraalbiotoegankelijkheid toch nog verder te verhogen werd in dit onderzoek de enzymatische afbraak van mineraalantinutriënten voor of tijdens de vertering in de dunne darm onderzocht. Indien een gezonde man (tussen 18 en 65 jaar) 100 gram gekookte cotyledonen van de gewone boon zou consumeren, zou de biotoegankelijke fractie hiervan bijdragen tot 20% van de nodige dagelijkse hoeveelheid Fe. Wanneer hij diezelfde portie zou consumeren, maar tegelijkertijd enzymen, die mineraalantinutriënten afbreken in de dunne darm (bijvoorbeeld door gebruik te maken van een maagresistente capsule), zou innemen, dan zou deze bijdrage bij benadering kunnen stijgen tot 30%.

Door middel van meer fundamentele pectine-mineraal modelsystemen werd de competitie tussen Zn en Ca voor het binden op pectine onderzocht. Wanneer de Ca concentratie hoger is dan de Zn concentratie, stijgt de biotoegankelijkheid van Zn, met een maximaal effect bij een 4:1 verhouding tussen Ca en Zn. Het toevoegen van Ca aan bepaalde maaltijden met een hoog pectinegehalte zou dus de Zn biotoegankelijkheid kunnen verhogen. Aangezien in bonen de Ca concentratie al meer dan 10 keer hoger ligt dan de Zn concentratie, zal deze strategie in dit geval jammer genoeg niet leiden tot een stijging in de Zn biotoegankelijkheid.

In het algemeen kan besloten worden dat bonen een interessante hoeveelheid mineralen bevatten maar dat de aanwezigheid van mineraalantinutriënten de mineraalbiotoegankelijkheid, en dus de mineraalkwaliteit, verlaagt. Om de mineraalbiotoegankelijkheid van de gewone boon te verhogen, ligt de oplossing in het reduceren van de mineraalbindingscapaciteit van mineraalantinutriënten. Helaas kan dit niet door gewone procesvoeringstechnieken, zoals koken, maar door al dan niet de zaadhuid te verwijderen voor het koken en door geschikte kooktijden te selecteren kan het verder verlagen van de biotoegankelijkheid beperkt worden. Bovendien werd aangetoond dat het enzymatisch afbreken van mineraal-antinutriënten (voor of tijdens vertering) potentieel heeft om de mineraal-biotoegankelijkheid, en dus de mineraalkwaliteit, van de gewone boon verder te verhogen.