Maximaliseren van de aanrijking van langketen omega-3 vetzuren in de eidooier door supplementatie van autotrofe microalgen aan het voeder van leghennen.

De gezondheidsvoordelen gerelateerd aan omega-3 vetzuren (n-3 PUFA) zijn algemeen gekend en aanvaard. Binnen de globale bevolking is echter veel minder geweten dat een duidelijk onderscheid dient gemaakt te worden tussen de kortere keten n-3 PUFA, zoals α-linoleenzuur (ALA), en de langere keten (LC) n-3 PUFA, zoals eicosapentaeenzuur (EPA) en docosahexaeenzuur (DHA). De gezondheidsbevorderende eigenschappen worden namelijk hoofdzakelijk gerelateerd aan de n-3 LC-PUFA, maar de omzetting van ALA tot EPA en DHA is in het menselijk lichaam zeer beperkt. Directe inname van n-3 LC-PUFA is dus van groot belang. De dagelijkse aanbevolen hoeveelheid n-3 LC-PUFA, namelijk 250 mg EPA+DHA, wordt echter nauwelijks bereikt in westerse landen, omwille van de lage consumptie van voedingsproducten natuurlijk rijk aan n-3 LC-PUFA, zoals vette vis. Aanrijking van frequent geconsumeerde voedingsproducten met n-3 LC-PUFA kan ervoor zorgen dat de dagelijkse aanbevolen hoeveelheid toch bereikt wordt. In dit opzicht vormen eieren een potentieel voedingsproduct om aan te rijken met n-3 LC-PUFA. Ze worden wereldwijd aanvaard en maken een integraal deel uit van het voedingspatroon. Bovendien kan het n-3 PUFA profiel van het ei eenvoudig aangepast worden door supplementatie van verschillende n-3 PUFA rijke bronnen aan het voeder van leghennen. Visolie, als bron van n-3 LC-PUFA, kan, bijvoorbeeld, aan het voeder van leghennen gesupplementeerd worden om eieren aangerijkt met n-3 LC-PUFA te bekomen. Omwille van de gelimiteerde visvoorraden en de smaak- en geurafwijkingen die waargenomen worden in deze aangerijkte eieren, wordt er echter gezocht naar alternatieve n-3 LC-PUFA bronnen. In dit opzicht zijn microalgen een mogelijk alternatieve bron van n-3 LC-PUFA. Vissen bevatten immers enkel n-3 LC-PUFA door de consumptie van microalgen, die de eerste stap in de mariene voedselketen vertegenwoordigen. Onderzoek werd al verricht rond de supplementatie van heterotrofe microalgen (d.w.z. gekweekt op basis van een organische koolstofbron d.m.v. fermentatieprocessen) aan het voeder van leghennen om eieren aan te rijken met n-3 LC-PUFA. Echter, vanuit duurzaamheidsperspectief is het meer aangewezen om autotrofe microalgen (d.w.z. gekweekt op basis van zonlicht en koolstofdioxide) als alternatieve bron van n-3 LC-PUFA te gebruiken om eieren aan te rijken met n-3 LC-PUFA.

Het globale doel van deze doctoraatsstudie was het onderzoeken van de supplementatie van autotrofe microalgen aan het voeder van leghennen om eieren aan te rijken met n-3 LC-PUFA.

Eerst en vooral werd aangetoond dat de supplementatie van verschillende microalgensoorten (Phaeodactylum tricornutum, Nannochloropsis oculata, Isochrysis galbana en Chlorella fusca) leidt tot verschillende n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiënties in de eidooier. Dit kan verklaard worden door het verschillend n-3 PUFA profiel en de verschillende biotoegankelijkheid van de n-3 PUFA bij verschillende microalgensoorten. Chlorella, als ALA-rijke bron, geeft aanleiding tot de laagste n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiëntie in eieren aangezien de conversie van ALA tot n-3 LC-PUFA beperkt is. N-3 LC-PUFA rijke bronnen zoals Phaeodactylum, Isochrysis en Nannochloropsis geven aanleiding tot beduidend hogere n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiënties in vergelijking met Chlorella. De aanrijkingsefficiëntie bekomen door supplementatie van Nannochloropsis aan het voeder van leghennen lag echter beduidend lager in vergelijking met supplementatie van Phaeodactylum en Isochrysis. Nannochloropsis beschikt namelijk over een zeer harde, moeilijk verteerbare celwand, die waarschijnlijk leidt tot een lagere biotoegankelijkheid van de n-3 PUFA in vergelijking met de andere microalgensoorten zoals Phaeodactylum en Isochrysis, die niet over een moeilijk verteerbare celwand beschikken. Dit werd bevestigd door de n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiëntie bekomen door supplementatie van Nannochloropsis aan het voeder van leghennen te vergelijken tussen de intacte en gedisrupteerde vorm van Nannochloropsis. De gedisrupteerde vorm, met een hogere biotoegankelijkheid van de n-3 PUFA, gaf duidelijk aanleiding tot significant hogere aanrijkingsefficiënties in vergelijking met de intacte vorm. Het n-3 LC-PUFA profiel, daarentegen, heeft weinig invloed op de aanrijkingsefficiëntie aangezien geen verschil in efficiëntie werd waargenomen tussen de gedisrupteerde vorm van Nannochloropsis, als EPA bron, en Isochrysis, als DHA bron.

Niet enkel de verschillende microalgensoorten geven aanleiding tot verschillende n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiënties in de eidooier, maar ook de supplementatiedosis heeft een beduidende impact. Een toenemende n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiëntie, door supplementatie van Isochrysis aan het voeder van leghennen, werd waargenomen tot een supplementatiedosis van 120 mg n-3 PUFA per 100 g voeder. Hogere dosissen resulteerden in een daling van de n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiëntie. Bijgevolg wordt 120 mg n-3 PUFA per 100 g voeder als meest geschikte supplementatiedosis gezien. Ook werd waargenomen dat het n-3 LC-PUFA aanrijkingsproces in de eidooier gradueel verloopt, met een maximale aanrijking na 14 dagen supplementatie.

Bij supplementatie van autotrofe microalgen aan het voeder van de leghennen werd, naast de aanrijking aan n-3 LC-PUFA in de eidooier ook een beduidende kleurverandering van de eidooier waargenomen. Deze veranderingen in eidooierkleur kunnen toegeschreven worden aan de aanrijking in de eidooier van carotenoïden, afkomstig van de autotrofe microalgenbiomassa. Deze aanrijking aan carotenoïden in de eidooier kan aanleiding geven tot extra voordelen zoals de bescherming van de n-3 LC-PUFA tegen oxidatie, omwille van de antioxidatieve eigenschappen gerelateerd aan carotenoïden. Maar, aangezien de eidooierkleur een belangrijke kwaliteitsparameter is, moet deze steeds aanvaardbaar blijven voor de consument.

Tot slot werd een vergelijkende studie gemaakt waarbij de n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiëntie bekomen door supplementatie van commerciële n-3 PUFA bronnen (lijnzaad, visolie en een commercieel beschikbare heterotrofe microalg, namelijk schizochytrium) en autotrofe microalgen vergeleken werd. Als autotrofe microalg werd Isochrysis gesupplementeerd aan het voeder van de leghennen aangezien met deze alg de hoogste n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiëntie bekomen werd terwijl de eidooierkleur nog steeds aanvaardbaar was voor de consument. De vier verschillende n-3 PUFA bronnen werden gesupplementeerd in de meest geschikte supplementatiedosis: 120 mg n-3 PUFA per 100 g voeder. Niet alleen het n-3 PUFA profiel maar ook de biotoegankelijkheid van de n-3 PUFA bleken een beduidende invloed op de n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiëntie te hebben. Visolie, als bron van EPA en DHA, leidt tot de hoogste n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiëntie in de eidooier in vergelijking met de andere n-3 PUFA bronnen. Dit suggereert een hogere biotoegankelijkheid van de n-3 PUFA indien gesupplementeerd onder de vorm van olie in plaats van biomassa. De verschillende aanrijkingsefficiënties bekomen door de supplementatie van de andere bronnen, allen onder de vorm van biomassa, kan verklaard worden door het verschil in n-3 PUFA profiel. Een hogere verhouding aan ALA+SDA (met een eerder inefficiënte omzetting tot DHA) ten opzichte van n-3 LC-PUFA geeft aanleiding tot lagere n-3 LC-PUFA aanrijkingsefficiënties.

Uiteindelijk kon geconcludeerd worden dat autotrofe microalgen een mogelijke bron van n-3 LC-PUFA kunnen zijn om eieren aan te rijken met deze interessante vetzuren. Er dient echter rekening gehouden te worden met het n-3 PUFA profiel en de biotoegankelijkheid van de n-3 PUFA bij de keuze van een geschikte autotrofe microalgensoort. Vanuit economisch standpunt is de kostprijs van de autotrofe microalgenbiomassa momenteel te hoog, in vergelijking met de huidige commercieel beschikbare n-3 PUFA bronnen, om een economisch rendabel n-3 LC-PUFA aangerijkt ei op de markt te brengen. Verschillende instanties, microalgenproducenten en onderzoekers voorspellen echter in de toekomst een beduidende daling in kostprijs, wat concurrentie met de huidige n-3 PUFA bronnen wel mogelijk zou maken. Daarnaast biedt de supplementatie van autotrofe microalgen aan het voeder van leghennen mogelijk extra voordelen, zoals bijvoorbeeld de hogere oxidatieve stabiliteit van de n-3 LC-PUFA in de eidooier door aanrijking van de dooier met carotenoïden, afkomstig van de autotrofe microalgenbiomassa.