Plant parasitaire aaltjes (nematoden) zijn een groot probleem in de land- en tuinbouw. Chemische bestrijding is niet langer gewenst. Biologische bestrijding van aaltjes is een welkom alternatief. Het Afrikaantje (Tagetes erecta) is een biologische bestrijder van het uiterst schadelijke wortellesie aaltje Pratylenchus penetrans, dat veel schade in de bollen- en aardappelteelt veroorzaakt. De inzet van Tagetes wordt beperkt door de hoge teeltkosten zonder dat daar een oogstbaar product tegenover staat. Tagetes wordt na teelt in zijn geheel in de bodem als groenbemester ingewerkt. De bloemen van Tagetes zijn rijk aan de carotenoïde inhoudstoffen luteïne en zeaxanthine. Luteïne heeft een actieve werking onder andere bij het voorkomen van leeftijd gerelateerde netvlies degeneratie (ARMD) en als anti-aging ingrediënt bij huidverzorgende cosmetica. Luteïne is een krachtig antioxidant en beschermt de huid tegen schadelijke UV-stralen. Het doel van dit onderzoek is het ontwikkelen van een circulair ontwerp voor het duurzaam bestrijden van plant parasitaire aaltjes met Tagetes vanggewassen waarbij restproducten van de biologische bestrijding benut worden voor creëren van producten met extra toegevoegde waarde voor anti-aging cosmetica. Op deze wijze ontstaat een nieuwe productieketen die een volwaardig alternatief is voor chemische grondontsmetting waarbij tegelijkertijd hoogwaardige consumententoepassingen mogelijk zijn. Luteïne is met superkritische CO2 als groen extractie middel in zeer zuivere vorm uit de bloemen van Afrikaantjes geëxtraheerd. Mogelijke verbetering is door ook plantaardige olie (zonnebloemolie) te gebruiken. Luteïne extracten zijn in-vitro en in-vivo getest. Luteïne voorkwam collageen afbraak in huidcellen. Gebruik van luteïne rijke cosmetische crèmes door vrijwilligers verhoogde huidhydratie en huid elasticiteit.Kosten-Baten analyse van het circulaire luteïne productieproces met superkritisch CO2 extractie liet zien dat deze keten in principe rendabel kan zijn als plantaardige al mede-oplosmiddel gebruikt wordt. Hiermee is in principe een duurzaam circulair proces te creëren voor zowel biologische betrijding van planteziekten als voor hoogwaardige consumentenproducten.
Kiemkracht de innovatie-alliantie van Productschap Akkerbouw en Innovatienetwerk van het Ministerie van Economische Zaken (Landbouw) heeft samen met ondernemers Jaap Korteweg en Niko Koffeman de Vegetarische Slager opgericht met behulp van de conceptuation methode. De Vegetarische Slager is een transitie proces voor het stimuleren van consumptie van plantaardige eiwitten waaronder lupine. Europees geteelde lupine is een duurzaam alternatief voor vlees maar ook voor EU geïmporteerde soja.
De eiwittransitie is de transitie van het gebruik van dierlijke eiwitten naar plantaardige eiwitten. Naast de groei van de wereldbevolking en de welvaart, zijn duurzaamheid en dierenwelzijn belangrijke drijfveren achter deze transitie. De bovengenoemde definitie van eiwittransitie geeft gelijk de grenzen van mijn lectoraat aan. Het gaat over de eiwittransitie van dierlijk naar plantaardig. Dit sluit het gebruik van insecten als alternatieve eiwitbron uit van het onderzoek binnen het lectoraat. Insecten zijn dieren, wel is waar met een gunstige voederconversie, maar als dierlijk eiwit draagt de consumptie van insecten niet bij aan de eiwittransitie. De tweede afbakening ligt in de toevoeging ‘in voeding’. Hiermee wordt de focus van mijn lectoraat aangegeven. Binnen mijn lectoraat richten wij ons op de toepassing van plantaardige eiwitten in humane voeding en niet op de toepassing van alternatieve of plantaardige eiwitten in diervoeder. Tot slot, richten wij ons op de eiwittransitie in de volle breedte van de voeding, dus op de vervanging van alle dierlijke eiwitten, zoals die uit melk, ei en vlees.
MULTIFILE
De katalytische omzetting van chemische stoffen uit hernieuwbare bronnen, zoals vetzuren uit plantaardige oliën, is een belangrijke stap naar een meer duurzame chemische industrie. Oliezuur (cis-9-octadeceenzuur) is een van de meest voorkomende vetzuren uit olijfolie en andere plantaardige oliën. Het bevat een C=C dubbele binding die specifiek gehydrateerd kan worden tot 10-hydroxystearinezuur door het enzym Oleaat hydratase. Dit product is een ‘oleochemical’ dat wordt gebruik in de cosmetica en polymeer industrie. Het enzymatische proces vind in een waterige omgeving plaats en er worden geen afvalstoffen geproduceerd. De uitdaging is dat oliezuur en hydroxystearinezuur slecht oplosbaar zijn in water, en het enzym is niet stabiel in organische oplosmiddelen. Deze schijnbaar onoverbrugbare tegenstelling kan opgelost worden door het enzym te immobiliseren op een vaste drager en deze nieuwe katalysator te gebruiken in een twee-fasen flow proces. Het twee-fasen systeem bestaat uit een waterige fase die voor optimale activiteit van het enzym zorgt, en een organische fase die zorgt voor optimale opbrengst van het product. Het continue flow-proces heeft een hogere ‘space-time yield’ en werkt onder veiligere en meer duurzame condities (energieverbruik) dan een vergelijkbaar ‘batch’ proces. Hierdoor is hergebruik van het enzym mogelijk en kan het product makkelijker verkregen worden uit het proces. Het einddoel van het project is om een efficiënt en duurzaam continue proces te ontwikkelen voor de omzetting van oliezuur naar 10-hydroxystearinezuur. Hiermee ontstaat een industrieel proces dat uit hernieuwbare biobased grondstoffen een belangrijke stof voor de cosmetica en polymeerindustrie kan maken met optimaal hergebruik van de katalysator en minimale productie van afvalstoffen. Dit zal de basis vormen van een nieuw, schaalbaar en duurzaam chemisch proces.
Dit voorstel is gericht op het vervangen van synthetische materialen zoals schuim (polyurethaan) en carbon-epoxy door mycelium carboncomposiet. Het toepassingsgebied is luchtvaart en de specifieke constructie waarvoor deze vervanging wordt onderzocht is de vliegtuigstoel. De hele keten (van grondstof tot en met eindgebruikers) is vertegenwoordigd aan de vraagzijde; van de tuinbouw, biocomposiet producent tot en met de vliegtuigbouwer. Dit deel van het project richt zich expliciet op de beginfase: welke materiaaleigenschappen zijn mogelijk bij een ontwerp met een combinatie van materialen zoals textiel, carbon, en mycelium? In deze KIEM worden enkele basis-mechanische eigenschappen van een mycelium-carbon sandwichcomposiet onderzocht. Het is bekend dat de mechanische eigenschappen van een composiet o.a. afhangen van de chemische binding tussen de materialen (in dit geval mycelium en carbon). Deze KIEM-testen geven een referentiekader voor vervolgonderzoek naar de chemische innovaties die wellicht nodig zijn om de binding te verbeteren. Daarnaast geven zij een referentie voor mechanische eigenschappen die bijvoorbeeld onder aanwezigheid van vocht degraderen. De toepassing van bio-based materialen, die bovendien volledig circulair kunnen zijn, is allesbehalve gebruikelijk in de vliegtuigbouw en vele andere toepassingsgebieden. De impact van dit project is in eerste instantie op de kwaliteit van een vervolgvoorstel en op de onderwijsomgeving waarin de resultaten worden gedeeld. De samenstelling van het samenwerkingsverband is hoogst origineel; niet eerder werkten partijen uit de luchtvaart, glastuinbouw en materiaalontwikkeling samen aan een dergelijk circulair thema. De partners afzonderlijk hebben relevante ervaring, proactieve houding, en door korte communicatielijnen wordt een flexibele en effectieve samenwerking verwacht.
Aanleiding Klimaatverandering door overmatig gebruik van fossiele brandstoffen bedreigt onze planeet. Mondiaal zoekt men daarom naar alternatieven om de CO2-uitstoot te verlagen. Een aantal bedrijven heeft HAN BioCentre benaderd om hen te helpen een alternatieve olie te vinden als basis voor hun kleurstof-concentraten, verven en bitumineus materiaal. Vanwege de nadelen van plantaardige olie als grondstof, zijn de bedrijven specifiek geïnteresseerd in de mogelijkheden van microbiële olie (tweedegeneratie bio-olie). Doelstelling Hoofddoelstelling van het project is om te komen tot een duurzame en economisch rendabele productie van microbiële olie met een samenstelling die voldoet aan de eisen van de bedrijven. Hiervan afgeleid heeft het onderzoek 3 subdoelen: " het met gist ontsluiten van biomassa (afvalstromen, o.a. papierpulp) naar een tweedegeneratie bio-olie; " de samenstelling van de olie op maat maken door de gist genetisch aan te passen en de groeicondities te optimaliseren; " het verhogen van de olieopbrengst en isolatie-efficiëntie om het proces economisch rendabel te maken. Het onderzoek is georganiseerd in 6 werkpakketten (WP) waarbij ieder werkpakket eigen 'deliverables' en een specifieke expertise heeft. De werkpakketten starten gelijktijdig, ieder onder leiding van een domeinexpert. Daarbij bevat WP1 de in silico-activiteiten (bio-informatica en 'comparative genomics'), WP2 de moleculaire biologie (mutagenese en qPCR), WP3 de chemische analyse (GC en LC/MS) en WP5 de bioraffinage. De centrale werkpakketten zijn WP4, de productie van bio-olie met stam HBC025 (fermentatie van biomassa), en WP6, het testen van de gezuiverde olie in de praktijk. Beoogde resultaten 1) De ontwikkeling van een microbiële olie die men economisch rendabel en maatschappelijk verantwoord kan produceren en die in samenstelling aangepast kan worden aan verschillende producttoepassingen. 2) Het uitbreiden en verduurzamen van het bestaande netwerk rond gistenolie. Hiertoe wordt een consortium gevormd van onderwijsinstellingen, bedrijven en brancheorganisaties dat de hele keten van grondstof tot aan toepassing dekt, zowel op het gebied van kennis als op economische activiteit. Het project is geïntegreerd in het bestaande curriculum Biologie & Medisch, Chemie en Bio-Informatica. De HAN vernieuwt de chemieminor 'Discovery, analysis and production of bio-molecules' en ontwikkelt een minor bio-informatica en een onderwijsmodule voor professionals (i.s.m. consortiumpartners). Brancheorganisatie MVO rapporteert de voortgang van het onderzoek aan bedrijven die zich bezighouden met duurzame productie. Na afloop van het onderzoek zal de betrokken promovendus vakinhoudelijk onderwijs verzorgen. De communicatie- en disseminatieactiviteiten worden in het tweede projectjaar nader uitgewerkt.
