Haver: oeroud gewas met gouden toekomst 04/04/2017 Haver: oeroud gewas met gouden toekomst Luud Gilissen PPO-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 Haverpel 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 in EU Russia Canada US Australia South America (Chili) Haver export uit Canada EU (Finland, Sweden) Australia Haver import in US Germany Mexico Japan Saudi-Arabia (camel feed)

Onterecht verwaarloosd: Haver brengt gezondheid Veld Voeder Voeding

Veld Voordelen Uitdaging 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 Uitdaging 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 Zetmeel Vet Vezels 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)

Onderzoek naar de rol van beta-glucanen in darmgezondheid 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 Onderzoek naar de rol van beta-glucanen in darmgezondheid

Haver, als voeding in vergelijking met tarwe Nutritionele waarde (Kcal) Eiwit (kwaliteit) Olie Zetmeel Anti-oxidanten Onverz. vetzuren Vit B and E Voedingsvezels (b-glucanen) Anti-nutritionele comp. = + (+: bevordering gezondheid) geen

Groeiende interesse Veilig graan voor coeliakie patienten 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

Coeliakie Levenslang gluten-vrij dieet Gluten intolerantie 04/04/2017 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 is gluten intolerance. It’s an immune response to gluten peptides from the diet in genetically susceptible individuals It is a T-cell mediated disorder of the small intestine. The small intestine becomes damaged which result in symptoms like diarrhea, weight loss, malabsorption and many more. More than 0.5% of the Western population suffers from Celiac Disease. A large amount of potential patients is not diagnosed These toxic peptides are not only present in wheat but also in rye and barley Patients are restricted to a life-long gluten free diet.

Celiac Disease Consortium Veilige voeding, verbeterde diagnostiek, betere behandeling

Gluten eiwitten in tarwe Variety 1 2 3 4 5 6 kDa 200.0 116.3 97.4 66.2 45.0 31.0 21.5 HMW-GS ω-gliadins D-type LMW-GS B, C- type LMW-GS/ α/β-, γ-gliadins ~70% starch 8-15% protein, mainly gluten SDS-PAGE (CBB) HMW-GS: high molecular weight glutenin subunit; LMW-GS: low molecular weight glutenin subunit

Gluten digestion

T-cell stimulation (Koning et al., 2005) Haver en coeliakie Protein Epitope (note that some epitopes are shorter versions of others) Reference Avenin PYPEQQQPF (“a”) [13, 33]   PYPEQQEPF (“b”) QQPFVQQQQPFVQQ (“c”) [19] α-gliadin PQPQLPYPQ [14, 15, 33] PFPQPQLPY FRPQQPYPQ QGSFQPSQQ PYPQPQLPY [13, 34] VRVPVPQLQ PQNPSQQQPQ [35] QNPSQQQPQEQVPLVQQQ QVPLVQQQQFPGQQQPFPPQ LGQQQPFPPQQPYPQPQPF [35, 36] LGQQQPFPPQQPY [37] [36, 37] FPGQQQPFPPQQPYPQPQPF QPYPQPQPFPSQQPYLQL PQPFPSQQPYLQLQPFPQ [38] QLQPFPQPQLPY [39] PQPQLPYPQPQLPY QLQPFPQPELPY [40] PQPELPYPQPELPY QLQPFPQPELPYPQPQS LQLQPFPQPQLPYPQPQLPYPQPQLPYPQPQPF [41] PFRPQQPYPQPQPQ [42] LIFCMDVVLQ [43] QQPLQQYPLGQGSFRPSQQNPQAQG [44] QYPLGQGSFRPSQQNPQA [45] PSGQGSFQPSQQ [44, 46] SGQGSFQPSQQN PGQQQPFPPQQPY [47] PGQQQPFPPQQPYPQPQPF [36, 48, 49] PGQQQPFPPQQPYPQPQPFPSQQPY [47, 49] PQPQPFPSQQPY SQQPYLQLQPFPQPQLPYSQ [50] LGQGSFRPSQQN [51] QPFPQPQ [52] RPQQPYP PPFSQQ γ-gliadin FPQQPQQPF [15, 33] PQQSFPQQQ [15, 33, 34] IIQPQQPAQ [33, 34] IQPQQPAQL [15] LQPQQPFPQQPQQPYPQQPQ [34] FPQQPQQPYPQQP FSQPQQQFPQPQ QPQQSFPEQQ [53] VQGQGIIQPQQPAQL LMW-glutenin FSQQQQSPF FSQQQQQPL PFSQQQQSPF QSPF PFSQQQQQ QXPQQPQQF QQQQPPFSQQQQSPFSQQQQ QQPPFSQQQQQPLPQ HMW-glutenin QGYYPTSPQ [33] SGQGQRPGQWLQPGQGQQGYYPTSPQQSGQGQQLGQ [54] QGQQGYYP Glutenin PGQGQQGYYPTSPQQSGQ GYYPTSPQQSGQGQQLGQ GYYPTSPQQSG QGYYPTSPQQSG QQGYYPTSPQQSG GQQGYYPTSPQQSG GQQGYYPTSPQQS GQQGYYPTSPQQ GQQGYYPTSPQ Gluten QLPQQPQQF QPQPFPQQSEQSQQPFQPQPF QSEQSQQPFQPQ QQXSQPQXPQQQQXPQQPQQF Hordein PQPQQPFPQ PFPQPQQPF FPPQQPFPQ Secalin PQQSFPQQP T-cell stimulation (Koning et al., 2005) Veilig voor verreweg de meeste CD patiënten (Pulido et al., 2009) Epitopen in tarwe, gerst en rogge niet waargenomen in haver (Londono et al., in prep)

Haver in NL voor CD 04/04/2017 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: haverbrood Wiersum Plant Breeding: haververedeling LI Frank-mill: glutenvrije molenaarr EuroProxima: detectie besmetting met gluten en mycotoxines Borgesius/Veenhuis: bakkerij voor reguliere markt Vereniging Innovatief Platteland: glutenvrije teelten, o.a. haver PAVO: paardenvoeder Louis Bolk Instituut: biologische teelt TNO: receptuurontwikkeling glutenvrij haverbrood Fontys Hogeschool: ontwerp (glutenvrije) haverproducten (brood) HealthGrain Holland (PA): teelt en gezondheid Nederlands Bakkerij Centrum: product standaard Zeelandia: bakerij-ingrediënten Meneba; grootschalige molenaar (kennis, ervaring, infrastructuur en netwerk) Kellogg: ontbijtgranen (incl glutenvrij) Nederlandse Coeliakievereniging Diabetes Vereniging Nederland CDC

Toekomst Meer gezondheid met haver in Haver als totaalpakket 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 Legering Pel 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

04/04/2017 Dank voor uw aandacht mede namens Ingrid 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