FLANDERS' FOOD RADAR

Microalgen – klein maar met enorm veel potentieel!

Microalgen worden niet voor niets ook wel eens het groene goud genoemd. Naast een hoge concentratie eiwitten bevatten ze immers ook een heel spectrum aan andere interessante nutriënten, gaande van essentiële vetzuren tot mineralen en antioxidanten. Een overzichtje van wat deze kleine algen allemaal in hun mars hebben!

Algen vs. Microalgen

Wanneer we spreken over algen denken we vaak onmiddellijk aan de grote wieren uit de zee. Maar de familie van de algen is eigenlijk een erg grote, diverse groep die evolutionair gezien niet altijd even verwant zijn met elkaar. Sommige algen zijn immers eencellig en anderen kunnen tot wel 60 m lang worden! Bovendien hebben sommige algen zelfs meer weg van protozoa of fungi dan van andere algen. In het algemeen omschrijft men algen als aquatische organismen die aan fotosynthese doen. De meeste algen noemt men macroalgen of wieren. Microalgen daarentegen vormen een groep van algen die slechts enkele micrometers groot zijn en bijgevolg niet met het blote oog te zien zijn. Hoewel er naar schatting enkele honderdduizenden soorten microalgen bestaan, worden er nu slechts enkelen op industriële schaal geproduceerd. De meest bekende, althans voor voedingstoepassingen, zijn ongetwijfeld Chlorella en Arthrospira platensis. Doet deze laatste niet meteen een belletje rinkelen? Onder de naam Spirulina ongetwijfeld wel! Spirulina behoort eigenlijk tot de cyanobacteriën maar wordt omwille van de gelijkaardige eigenschappen ook tot de microalgen gerekend. 

Chlorella (links) en Spirulina (rechts)

Chlorella en Spirulina to the rescue!

Na de tweede wereldoorlog werd Chlorella naar voor geschoven als een mogelijke oplossing om het voedseltekort door de enorme bevolkingsgroei aan te pakken. Het werd uitvoerig bestudeerd en de wetenschappelijke wereld was enorm enthousiast over de hoge gehaltes aan eiwitten, vitamines en mineralen. Het bleek echter een zeer grote uitdaging om de grootschalige teelt van Chlorella op korte termijn te optimaliseren en bovendien kwamen ze tot de ontdekking dat de celwand van deze alg eerst gebroken moest worden om de inhoudsstoffen in het lichaam vrij te stellen. Omdat er nog teveel verder onderzoek nodig was, werd Chlorella destijds niet weerhouden als kortetermijnoplossing. Japan erkende echter het enorme potentieel van deze alg en startte in de jaren ’60 met de grootschalige commerciële productie van Chlorella. Ook de consumptie van Spirulina gaat al zeer ver terug. Zo zouden de Azteken deze microalg regelmatig op het menu hebben gezet en ook in Afrika worden er al van oudsher dagelijks cakes gegeten met Spirulina van het Tsjaadmeer. Sinds NASA Spirulina naar voren bracht als een ideale voedingsbron voor astronauten werd het geprofileerd als hét food of the future. Een project van het European Space Agency onderzoekt bovendien of Spirulina geschikt is om op basis van afvalstoffen en CO2 voedsel, zuurstof en water te produceren om langere ruimtereizen in de toekomst mogelijk te maken. Circulariteit to the next level! 

Nutritioneel rijk

Maar we hoeven helemaal niet naar de ruimte of de toekomst te gaan om de voordelen van microalgen te ontdekken. Door hun hoge eiwitgehalte van 50 à 60 % op droge stof basis zijn ze zeer interessant om ook nu al in onze voeding te gaan gebruiken. Bovendien is het aminozuurprofiel van Spirulina en Chlorella zeer vergelijkbaar met dat van soja en eieren. Chlorella is bovendien rijk aan het essentiële α-linoleenzuur (ALA) en Spirulina bevat hoge concentraties γ-linoleenzuur (GLA) waarmee verschillende gezondheidsvoordelen geassocieerd zijn. Daarnaast zijn microalgen in het algemeen ook rijk aan antioxidanten, vitaminen en mineralen. Daarbij zien we dat Spirulina in het algemeen iets rijker is aan mineralen maar dat Chlorella een bron is van ijzer en fosfor. Als we kijken naar de vitamines is Spirulina rijk aan vitamine K, B1 en B12 en Chlorella een bron van o.a. vitamine A en C. Momenteel zijn microalgen dan ook voornamelijk op de markt in de vorm van voedingssupplementen of als veevoederadditief. Maar sommige microalgen worden ook gekweekt om er de waardevolle inhoudsstoffen uit te extraheren. Zo wordt Dunaliella salina commercieel geteeld voor het fotosynthetische pigment β-caroteen en Spirulina voor de blauwe kleurstof fycocyanine waar blauwe ijsjes mee worden gemaakt. De laatste jaren zien we echter ook heel wat producten opduiken waarin microalgen in hun geheel verwerkt zijn. Zo is het broodje van de 'Dutch Weed Burger' gemaakt met Chlorella en teelt de Bertolini Farm in Italië zijn eigen Spirulina om er pasta en energierepen mee te maken. En wat dacht je van chocolade met Spirulina? De mogelijkheden zijn eindeloos!

Microalgen in Vlaanderen

Wereldwijd worden er jaarlijks ongeveer 10 000 ton microalgen geproduceerd en dan voornamelijk in Azië en Noord-Amerika. Maar ook in Europa worden er reeds microalgen geteeld en dan vooral in Duitsland, Frankrijk en Italië. Door de beperkte hoeveelheid zonlicht- en intensiteit is het klimaat in Noord-Europa echter niet altijd even geschikt voor de teelt van microalgen. Om het jaarrond algen te kunnen telen, dienen microalgen bij ons dus vooral in gesloten serres of fotobioreactoren gekweekt te worden. Dit vraagt natuurlijk hogere investerings- en productiekosten. Ook voor het transport, de verwerking en de consumentenacceptatie is er in onze contreien nog wat onderzoek nodig en dit is net waarop men met het Interreg North-West Europe project IDEA antwoord wil bieden. Zowel het ontwikkelen van een duurzaam en economisch rendabel productiesysteem als de processing van microalgen komen hierin uitgebreid aan bod. Het ultieme doel is om een waardeketen van microalgen te ontwikkelen in de Noord-West Europese regio waarin alle schakels nauw verbonden zijn. 

De afgelopen jaren werden microalgen ook in een aantal Flanders’ FOOD projecten bestudeerd. In het project PRESERVALG werd bijvoorbeeld de toepassing van antioxidantia uit microalgen voor de voedingsindustrie onderzocht. In het project OMEGA-OIL werden microalgen als bron van langeketen omega-3 vetzuren geëvalueerd voor gebruik in supplementen en verrijkte voedingsmiddelen en in OMEGA-EI werd onderzocht of het omega-3-gehalte van eidooiers verhoogd kon worden door microalgen in te mengen in het kippenvoer. Maar ook nu nog komen microalgen uitvoerig aan bod in verschillende projecten. Zo wordt in het SBO project Effsep de extractie van macronutriënten uit o.a. microalgen bestudeerd. De functionele eigenschappen van Spirulina en Chlorella worden in het CropExplore project onder de loep genomen en uitgetest in een aantal voedingsproducten. Ook de nutritionele eigenschappen van deze maar ook andere algen zullen te vinden zijn in de CropExplore database die volgend jaar beschikbaar zal zijn. Daarnaast is Flanders’ FOOD partner in het Interreg-2 zeeën project ValgOrize waarin verschillende aspecten van de (micro)algenproductieketen onderzocht zullen worden zoals de kweek, veiligheid, smaak en consumentenacceptatie.  

De wondere wereld van de microalgen is dus volop in ontdekking!

Bronnen

Tekst:

Niccolai A., Zittelli G.C., Rodolfi L., Biondi N. en Tredici, M.R. Microalgae of interest as food source: Biochemical composition and digestibility. Algal Research 42 (2019).

Habib A.B.B., Parvin M., Huntington T. en Hasan, M.R. A review on culture, production and use of Spirulina as food for humans and feeds for domestic animals and fish. Food and Agriculture Organization of the United Nations (September 2008).

Karkos P.D., Leong S.C., Karkos C.D., Sivaji N. en Assimakopoulos, D.A. Spirulina in Clinical Practice: Evidence-based human applications. Evid. Based Complement Alternat. Med.(2011).

Angelo Paggi Matos. Essential fatty acids from microalgae. Inform Vol.27 (10) (2016).

ötleş S. and Pire R. Fatty Acid Composition of Chlorella and Spirulina Microalgae Species. Journal of AOAC International Vol. 84 No. 6 (2011).

Priyadarshani I. and Rath B. Commercial and industrial applications of micro algae- A review. J.Algal Biomass Utln. 3 (4): 89-100 (2012).

E.W. Becker. Micro-algae as a source of protein. Biotechnology Advances 25 207–210 (2007)

Wolkers H., Barbosa M., Kleinegris D., Bosma R., Wijffels R.H. Microalgae: the green gold of the future? : large-scale sustainable cultivation of microalgae for the production of bulk commodities. Wageningen University (2011).

Microalgae-based products for the food and feed sector: an outlook for Europe. JRC Scientific and Policy Reports (2014): https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC85709/final%20version%20online%20ipts%20jrc%2085709.pdf

Brief on algae biomass production - The European Commission’s Knowledge Centre for Bioeconomy: https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC118214/kcb_brief_algae_biomass_production_online_version.pdf  

https://algorigin.com/en/algae/chlorella/chlorella-history/ 

https://www.britannica.com/science/algae

https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Belgium_-_Nederlands/MELISSA_onderzoek_voor_de_ruimte_nuttig_voor_de_aarde

CropExplore project: database

Webinar 'Microalgen, een nieuwe jaarrond teelt voor NW Europa': https://www.innovatiesteunpunt.be/nl/inspiratie/webinar-microalgen-een-nieuwe-jaarrond-teelt-voor-nw-europa  

Nuttige links