Nuttige inhoudsstoffen van gewassen staan in binnen- en buitenland steeds meer in de belangstelling. Het gaat zowel om vitamines en antioxidanten, als om stoffen die geschikt zijn als specerijen, geneesmiddelen of gewasbeschermingsmiddelen. De gehaltes variëren nogal en zijn met teeltmaatregelen te sturen.
[wcm_nonmember]
Voor het bekijken van deze content heeft u een lidmaatschap nodig, of log in als u al een lidmaatschap heeft.
[/wcm_nonmember]
[wcm_restrict]
Een van de meest verbazingwekkende hypes van de afgelopen jaren was de grote populariteit van boerenkool in hip New York. Op een gegeven moment zat het overal in: salades, smoothies, chips, pizza, ijs, bier, chocola en zelfs cosmetica. Hoogtepunten waren optredens van zangeres Beyoncé in een sweater met het woord Kale erop en de promotie van boerenkoolchips door Michelle Obama. Het is een duidelijk voorbeeld van de economische waarde van gezonde inhoudsstoffen, mits op de juiste manier gehypet. Bij de kool gaat het om antioxidanten en vitamines.
Modes komen en gaan, maar er zijn ook langlopende trends: de aandacht voor gezonde voeding is een blijvertje, zeggen trendwatchers en supermarktdirecteuren keer op keer. Op verpakkingen van groenten verschijnen steeds meer aanduidingen als: vitamine C 31%, foliumzuur 33%. Dat geeft aan hoeveel procent van de dagelijkse aanbevolen hoeveelheid in 100 gram groente zit. Bij paddenstoelen is opvallend hoe gedetailleerd de aanduiding is.
Gezondheidsbevorderend
De vraag is echter of die gehaltes er werkelijk in zitten. Die wisselen namelijk nogal en zijn sterk afhankelijk van het ras en de teeltomstandigheden. Bij proeven van Wageningen University & Research bijvoorbeeld bleken met LED’s belichte tomaten tot twee keer zoveel vitamine C te bevatten als de niet-belichte.
De consument ervaart die wisselende gehaltes niet als een probleem. Of wellicht: nog niet.
Maar het wordt wel een punt wanneer je gewassen gaat gebruiken voor de productie van specerijen, medicijnen en natuurlijke gewasbeschermingsmiddelen. Dan maakt het voor de rentabiliteit van de teelt nogal wat uit hoeveel je eruit weet te winnen.
Naast de aandacht voor gezondheidsbevorderende stoffen is er een toenemende belangstelling voor planten als groen fabriekje, bijvoorbeeld voor de productie van medicijnen. De wereldwijde markt voor plantaardige medicijnen is al gigantisch met een waarde van 107 miljard dollar. De perspectieven nemen nog toe, nu er in toenemende mate genetisch gemodificeerde gewassen worden ontwikkeld die medicijnen of vaccins zouden kunnen produceren tegen bijvoorbeeld cholera, griep of malaria. Japanse onderzoekers zijn heel actief op dit gebied.
Secundaire metabolieten
De inhoudsstoffen waar het om gaat, heten secundaire metabolieten. Dat zijn alle stoffen die niet gerelateerd zijn aan groei, ontwikkeling en voortplanting. Ze zijn verantwoordelijk voor smaak, kleur en gezondheid van de producten. Veel ervan spelen ook een rol bij de weerbaarheid van het gewas. De plant investeert pas in deze stoffen wanneer er genoeg suikers over zijn en/of als het nodig is, bijvoorbeeld om stress te weerstaan. Dit betekent dat de teelt van invloed is: er moeten genoeg suikers voorhanden zijn – dus het gewas moet goed groeien – en er moeten prikkels aanwezig zijn om de stoffen te gaan maken.
Er is internationaal regelmatig onderzoek gedaan hoe je de gehaltes kunt verhogen. Het eerste aanknopingspunt is de rassenkeuze (voor de teler) of veredeling, specifiek gericht op de gewenste componenten. In wilde varianten zijn soms van nature hogere gehaltes aanwezig en door inkruisen is zo’n eigenschap in een cultuurras te brengen.
Door stress meer inhoudsstoffen
Als de genetische basis aanwezig is – het gewas is in staat redelijke hoeveelheden van een stof te produceren – komt het aan op de teelt. Thais/Japans onderzoek liet zien dat bepaalde planten die medicijnen produceren, onder perfecte omstandigheden (in een ‘plant factory’) dertig tot veertig keer zoveel bevatten als exemplaren die in de open lucht werden geteeld.
Maar optimale omstandigheden zijn vaak niet voldoende. Secundaire metabolieten ontstaan juist vaak bij stress. Japanse onderzoekers lieten de sierplant Catharanthus roseus eerst opgroeien onder optimale omstandigheden, terwijl de planten de laatste dagen een dosis UV-straling kregen. Daardoor maakten ze meer vinblastine aan dan planten zonder de UV-behandeling. Vinblastine wordt gebruikt bij chemotherapie. Op deze manier – eerst vertroetelen, daarna stressen – combineerden ze een goede biomassa-productie met een hoog medicijngehalte.
Sturen van stoffen
De belangrijkste instrumenten om gewenste stoffen te sturen zijn: EC, watergift of waterstress, bemesting, lichtniveau, lichtspectrum, temperatuur en CO2-gehalte.
Zoals hierboven al gemeld liep het vitamine C-gehalte van tomaten aanmerkelijk op bij LED-belichting, waarbij bovendien van belang was dat het licht rechtstreeks op de vruchten viel. Bij Duits onderzoek met rode sla bleek dat de gehaltes van sommige inhoudsstoffen niet daalden bij veel schermen en andere wel, terwijl de laatste wel weer stegen als er niet meer werd geschermd; ze bleven dus niet permanent lager na een periode van verlaagd lichtniveau.
Ander Duits slaonderzoek liet zien dat forse CO2-dosering (1.000 ppm vergeleken met 200 ppm) niet alleen tot zwaardere kroppen leidde, maar ook tot hogere gehaltes gezonde stoffen. Vooral de laatste tien teeltdagen waren belangrijk voor de concentraties.
Met stikstof kwaliteit manipuleren
Interessant is ook wat bij een derde Duits onderzoek gebeurde: slaplanten kregen een aanzienlijk lagere stikstofbemesting dan normaal. Daardoor stegen de gehaltes aan flavonoïden, glucosiden, caffeïnezuur en sucrose, maar daalden de gehaltes chlorofyl, caroteen en xanthines. Met andere woorden: je kunt de stikstofbemesting gebruiken om de kwaliteit te manipuleren. De gehaltes aan stoffen die wellicht een rol spelen om kanker tegen te gaan, nemen toe, maar het gaat wel ten koste van andere nuttige stoffen.
Bij tomaat namen antioxidanten toe bij stijgende EC, maar ze reageerden nog sterker op licht en temperatuur. Bij sla zorgde een lage temperatuur voor de ophoping van cyanidine, een stof waarvan wordt aangenomen dat hij beschermt tegen verschillende ziekten.
Soms vertroetelen, soms pesten
En zo zijn er nog veel meer onderzoeken die elk aantonen dat nuttige inhoudsstoffen te sturen zijn. Relatief nieuw is het inzicht dat dit bovendien met lichtkleuren valt te realiseren.
De conclusie uit al die onderzoeken: er is niet één recept om gehaltes aan gewenste stoffen te bevorderen. Welke factor het meest doortikt, verschilt per gewas en zelfs per ras. Daarbij kan het ook nog zo zijn dat de ene gewenste stof wel stijgt, terwijl de andere op gelijk niveau blijft. Bij teelt voor de inhoudsstoffen is dus per ras en gewas een recept nodig, maar dan ook nog gericht op een bepaalde stof.
Soms helpt vertroetelen, soms een beetje pesten, soms een combinatie. Regelmatig komt terug dat een hoge productie aan gewenste stoffen kan worden bereikt door het gewas eerst flink te laten groeien en in de laatste teeltfase te stressen. Voor gegarandeerde gehaltes aan stoffen met een hoge economische waarde, zoals medicijnen, zal teelt in afgesloten cellen (plant factories) veel perspectief bieden, is de overtuiging van Japanse wetenschappers. In Japan gaat de opmars van plant factories hard.
Samenvatting
Gezond voedsel staat steeds meer in de belangstelling en dat geldt ook voor de teelt van gewassen omwille van de inhoudsstoffen. De gehaltes aan die stoffen zijn positief te beïnvloeden door veredeling maar zeker ook door teeltmaatregelen. Er is echter niet één teeltrecept; het verschilt per gewas en ras welke aanpak het beste uitwerkt. Het recept moet bovendien gericht zijn op een bepaalde inhoudsstof.
Tekst: Ep Heuvelink (Wageningen Universiteit) en Tijs Kierkels. Foto’s: Wageningen University & Research en Wilma Slegers.
[/wcm_restrict]