Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Sundhedsfremmende kostfibre i korn Henrik Vibe Scheller Institut for Plantebiologi Det Biovidenskabelige Fakultet Københavns Universitet

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN

Typisk tokimbladet plante Kornplante/græs, frøhvide Kornplante/græs, blade Cellevæggens sammensætning i forskellige planter

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Kornsorterne indeholder to slags kostfibre Beta-glucan = 1-3,1-4-beta-glucan Arabinoxylan

Mange undersøgelser har vist en sammenhæng mellem kost med mange fibre og ’sundhed’. Lav forekomst af cancer, hjerte-kar sygdomme, diabetes og fedme. Statistisk sammenhæng er ikke det samme som direkte årsagssammenhæng. Det er sikkert at frugt og grønt er sundt, men vi ved stadig ikke hvorfor. Er det kostfibrene? Antioxidanter? Noget helt tredje? Inhibition of human cancer cell growth and metastasis in nude mice by oral intake of modified citrus pectin. Nangia-Makker P, Hogan V, Honjo Y, Baccarini S, Tait L, Bresalier R, Raz A. J Natl Cancer Inst 2002 Dec 18;94(24):

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Kostfibre er meget vanskelige at oprense i ren form. Derfor er der meget få undersøgelser med sundhedseffekter af veldefinerede kostfibre. Mange undersøgelser er epidemiologiske hvor det er næsten umuligt at afgøre, hvad der måske er de aktive stoffer. Kontrollerede undersøgelser – dyreforsøg – med blandinger er også svære at fortolke. Der er et kæmpe hul i vores viden om kostfibres sundhedseffekter!

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Diets containing barley significantly reduce lipids in mildly hypercholesterolemic men and women Behall KM, Scholfield DJ, Hallfrisch J AMERICAN JOURNAL OF CLINICAL NUTRITION 80 (5): NOV 2004 Beta-glucan fra byg og havre er vist at sænke cholesterol og forbedre regulering af blodsukker i kontrollerede undersøgelser. Den aktive mængde på ca. 3-6 g/dag er et realistisk indtag i kosten. Four-week low-glycemic index breakfast with a modest amount of soluble fibers in type 2 diabetic men. M. Kabir Metabolism, Volume 51, Issue 7, Pages

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Indholdet af betaglucan varierer meget mellem kornsorterne Beta-glucanArabinoxylan Byg4-15%2% Havre7% Rug2% Hvede1%2% Ris0.2%

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Arabinoxylan er indikeret i flere undersøgelser som et stof der kan beskytte mod tyktarmskræft. Beta-glucan har også været indikeret. Der er ingen kontrollerede undersøgelser. Er der en specifik virkning? Er det kostfibre generelt der har en effekt? Er det andre (kost)faktorer hos folk der spiser mange kostfibre, der er vigtige?

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN KVLs projekt ’BEST’ – Byg En Sund Tilværelse – har fokus på beta-glucan Hvad er strukturen af beta-glucan? Er der forskel på beta-glucan fra forskellige kilder? Effekten af beta-glucan skyldes bl. a. binding af galdesalte. Hvilke andre lavmolekylære stoffer bindes til beta-glucan? Har interaktioner mellem beta-glucan og fx fyto-østrogener betydning for den sundhedsfremmende virkning? Kan vi forøge syntesen af beta-glucan i andre planter end byg?

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Generne der er ansvarlige for beta-glucan- syntesen er nu kendt Burton et al., Science 2006

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Byg-mutanter med højt og lavt indhold af beta-glucan benyttes i BEST-projektet lys5f – høj betaglucan lys3a – lav betaglucan Ulla Christensen Sukkersammensætning i cellevæggens polysaccharider i bygkerner 38 dage efter blomstring

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Vi ved (næsten) hvordan beta-glucan bliver syntetiseret Vi kender biosyntese-generne og enzymerne Vi mangler viden om genernes regulering Der er variation som kan benyttes i forædling Vi har gode screeningsmetoder

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Øget Beta-glucan vil være fordelagtigt ud fra andre synsvinkler: Et højere forhold mellem beta-glucan og arabinoxylan giver bedre dyresundhed

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Kornsorterne indeholder to slags kostfibre Beta-glucan = 1-3,1-4-beta-glucan Arabinoxylan

Plantekongres 9. januar 2007 – © Henrik Vibe Scheller Plant Biochemistry UNIVERSITY OF COPENHAGEN Beta-glucan er opløseligt og nedbrydes let af enzymer. Nedbrydningsproduktet er glukose som umiddelbart kan omsættes til bioethanol. Arabinoxylan er mindre opløseligt, stærkt krydsbundet med lignin, nedbrydes vanskeligt af enzymer. Nedbrydningsprodukterne er pentoser (xylose og arabinose) som er vanskelige at omsætte effektivt til bioethanol. Der er derfor mange grunde til at det er interessant at forske i at forøge beta-glucan i græsser. Brachypodium – modelplante for forskning i bioenergi