artikel

Natuurlijke verrijking van gefermenteerde producten met vitamine K

Algemeen

Vitamine K is een belangrijk vitamine voor de gezondheid. Hoewel gezonde mensen in het algemeen geen vitamine K-deficiëntie hebben, wordt hoge vitamine K-inname in verband gebracht met een aantal verbeterde gezondheidsparameters, waaronder verhoogde botsterkte en een verlaagde kans op aderverkalking.

Tekort aan vitamine K kan leiden tot verminderde bloedstolling, bijvoorbeeld bij mensen die een langdurige antibioticumkuur ondergaan en ouderen met een slecht voedingspatroon. Vitamine K komt voor in bladgroenten en in gefermenteerde voedingsmiddelen, zoals kaas.

NIZO food research ontwikkelde een methode om zuurselbacteriën, die gebruikt worden voor productie van gefermenteerde voedingsmiddelen, te screenen op productie van vitamine K. Goedscorende bacteriën kunnen direct toegepast worden voor de natuurlijke verrijking van producten met dit vitamine. Op deze manier kan de vitamine K-status bij mensen worden verhoogd, resulterend in verbetering van bovengenoemde gezondheidsparameters.

Bloedstollingsfactoren in de lever
Vitamine K is vooral bekend als co-factor in de productie van bloedstollingsfactoren in de lever. Vitamine K is vetoplosbaar en wordt deels opgenomen via de voeding en deels geproduceerd door de darmflora. Consumenten kunnen gericht vitamine K tot zich nemen via consumptie van voedingsmiddelen die rijk zijn aan vitamine K.

De aanbevolen in te nemen hoeveelheid vitamine K is 60 tot 80 microgram per dag. Daarbij wordt geen onderscheid gemaakt tussen vitamine K1 en K2 (zie verderop). Bij mensen met een vitamine K-tekort, waaronder patiënten die een langdurige antibioticumkuur ondergaan en ouderen met een slecht voedingspatroon, kan verminderde bloedstolling optreden [1]. Hoewel algemeen wordt aangenomen dat gezonde mensen geen tekort aan vitamine K hebben, zijn er recente aanwijzingen dat een hoge vitamine K-inname in verband wordt gebracht met een aantal verbeterde gezondheidsparameters, waaronder verhoogde botsterkte bij ouderen [2] en een verlaagde kans op aderverkalking [3].

Vitamine K is nodig als co-factor in de secundaire modificatie van osteocalcine, een eiwit dat calcium in de botmatrix bindt. Vitamine K helpt osteoporose voorkomen bij vrouwen na de menopauze [4]. Aangetoond is dat inname van een hoge (45 milligram) dagelijkse dosis door ouderen resulteerde in een reductie van 77% in heupfracturen, 60% in wervelfracturen en 81% in andere botbreuken [2].
Tenslotte heeft vitamine K als essentiële co-factor in de aanmaak van MGP (Matrix Gla Protein, een mineraalbindend eiwit dat helpt bij het tegengaan van aderverkalking) een gunstig effect op hart en bloedvaten [5].

Verhoogde vitamine K-inname lijkt daarmee niet alleen wenselijk voor bepaalde doelgroepen, maar ook voor gezonde personen met een suboptimale vitamine K-inname [6]. Voor patiënten die antistollingmiddelen gebruiken is echter voorzichtigheid geboden ten aanzien van verhoogde vitamine K-inname. Vitamine K heeft een antagonistische werking op bepaalde antistollingmiddelen.

Vitamine K1 en K2
Er bestaan twee natuurlijke vormen van vitamine K: vitamine K1 (phylloquinon) en vitamine K2 (menaquinon, ook wel aangeduid als MK) (figuur 1). Vitamine K1 heeft een plantaardige oorsprong en wordt vooral aangetroffen in groene bladgroenten, zoals broccoli, spinazie en sla. Vitamine K2 wordt in de darm gevormd door de darmflora maar kan ook worden opgenomen via de voeding, bijvoorbeeld door consumptie van bepaalde gefermenteerde producten, zoals kaas, yoghurt, karnemelk en gefermenteerde sojaproducten (zie tabel). Vitamine K2 komt in verschillende vormen voor als gevolg van variatie in lengte van de zijketen. Het aantal zogenaamde prenylgroepen in de zijketen kan variëren van 1 tot 10 (aangeduid als MK-1 tot MK-10).

Biologische beschikbaarheid
Na opname in de darm vindt transport van vitamine K plaats via lipoproteïnen in het bloed. Uit een studie waarin de biologische beschikbaarheid van vitamine K1 en vitamine K2 (MK-7 uit gefermenteerde soja) in het bloed van vijftien mensen werd geanalyseerd na orale inname van 100 microgram bleek dat de biologische beschikbaarheid van de vitamine K2 hoger is dan die van vitamine K1. De niveaus in het bloed vertoonden voor beide vitaminen een dosis-responsrelatie vier uur na consumptie. Binnen 24 uur was K1 echter niet meer aantoonbaar, terwijl de niveaus van K2 na 68 uur nog steeds op 50% lagen. In tegenstelling tot K1 blijft K2 dus beschikbaar via de bloedcirculatie.

Uit een eerdere studie bleek dat de beschikbaarheid van langketenige vitamine K2 beter is dan die van kortketenige vormen: de halfwaardetijd van MK-9 in de bloedcirculatie was langer dan die van MK-4 [11], vermoedelijk door de hogere vetoplosbaarheid van de langketenige MK’s. Door de langere halfwaardetijd in bloed hebben deze een betere beschikbaarheid voor vitamine K-afhankelijke eiwitten zoals osteocalcine en MGP, die op hun beurt een rol spelen in het tegengaan van osteoporose en arteriosclerose.

Melkzuurbacteriën
Melkzuurbacteriën kunnen vitamine K2 produceren [7]. Het soort MK’s dat geproduceerd wordt en de mate waarin productie plaatsvindt varieert sterk per stam: sommige stammen produceren hoge concentraties, terwijl andere stammen weinig of niets produceren. Bij NIZO food research is een methode ontwikkeld om zuurselbacteriën, die gebruikt worden bij de productie van gefermenteerde voedingsmiddelen, te screenen op productie van vitamine K.

Stammen die hoge concentraties produceren kunnen direct worden toegepast in fermentaties van voedingsmiddelen en zo natuurlijke verrijking met dit vitamine tot stand brengen. De optimale productieomstandigheden voor vitamine K2 zijn bepaald voor een scala aan melkzuurbacteriën, waaronder Lactococcus lactis subsp. cremoris, een stam die wordt toegepast in kaasbereiding en van belang is voor goede geur- en smaakontwikkeling (figuur 2).

Verder is een analysemethode ontwikkeld waarmee direct onderscheid gemaakt kan worden tussen de verschillende vormen van vitamine K2. Analyses laten zien dat er grote variatie bestaat in de MK-ketenlengtes per stam. Een aantal stammen produceren vooral langketenige MK’s, maar verscheidene andere stammen produceren ook aanzienlijke hoeveelheden kortketenige MK’s (tot 50% MK-3). De technologie bij NIZO maakt het mogelijk stammen te selecteren die vooral langketenige MK’s produceren. Deze MK’s hebben relatief lange halfwaardetijden in het bloed, van waaruit ze beschikbaar zijn voor eiwitten betrokken bij gezondheidbevorderende mechanismen.

Natuurlijke verrijking
Verhoogde vitamine K-inname lijkt wenselijk voor gezonde personen, aangezien de gebruikelijke vitamine K-inname niet toerijkend lijkt [6]. Verder is verhoogde vitamine K-inname wenselijk voor bepaalde doelgroepen, zoals mensen die een langdurige antibioticumkuur ondergaan en ouderen met een slecht voedingspatroon. Vitamine K2 komt van nature voor in kaas, maar kan ook worden geproduceerd in andere gefermenteerde producten, zoals yoghurt of natto (sojaproduct).

Hoge vitamine K2-producerende melkzuurbacteriën kunnen 600 nmol vitamin K2 per gram drooggewicht bereiken [7]. Omgerekend komt dit neer op 12 microgram vitamine K2 per 100 ml gefermenteerd product. Door de goede biologische beschikbaarheid van vitamine K2 ten opzichte van K1 en de mogelijkheid melkzuurbacteriën te selecteren die tevens actief zijn in de darm is het mogelijk gefermenteerde voedingsmiddelen te produceren die een substantiële bijdrage leveren aan een verhoogde vitamine K-inname, met gunstige gezondheidseigenschappen.

Reageer op dit artikel