Lupineschillen (lupine zaadhuid) zijn een reststroom van lupineverwerking. Lupineschillen vormen 25% van de totale biomassa van de lupineboon, terwijl sojaschillen slechts 5% van de totale biomassa van de sojaboon zijn. Er zijn onvoldoende rendabele toepassingen voor lupineschillen waardoor de rentabiliteit van de lupine supply chain achter blijft bij de veel competitievere soja supply chain. Lupineschillen zijn rijk aan de actieve stof lupeol waarvan recent farmaceutische en cosmetische anti-aging werkingen zijn vastgesteld, waaronder anti-tumor werking. Lupeol komt naast lupine ook in hoge concentraties voor in berkenbast. Berkenbast bevat bovendien een chemische voorloper van lupeol namelijk betuline. Recentelijk is er een chemische syntheseroute ontwikkeld voor lupeol op basis van betuline. Als deze syntheseroute kosteneffectief is, dan kan deze route de ontwikkeling van nieuwe toepassingen van lupineschillen blokkeren.Het doel van deze studie is het opstellen van een circulair ontwerp voor lupeol extractie uit twee reststromen met behulp van superkritische CO2 extractie en de kosteneffectiviteit van deze circulaire ontwerpen met elkaar vergelijken voor het selecteren van het meest optimale proces voor lupeol extractie en/of synthese. Bovendien worden mogelijke cosmetische anti-aging effecten van lupeol getest.Met behulp van superkritische CO2 extractie is het mogelijk om lupeol kosteneffectief uit lupineschillen te extraheren. De alternatieve syntheseroute van lupeol uit betuline zoals deze in de wetenschappelijke literatuur was gepubliceerd bleek niet reproduceerbaar te zijn. Patentliteratuur leverde een reproduceerbare syntheseroute. Vergelijking van de twee routes was nog niet mogelijk vanwege de lage omzetting efficiënties van de syntheseroute. Daarnaast zijn er mogelijke intellectuele eigendom issues. De effectiviteit van lupeol is in vitro en in vivo getest. Hieruit bleek dat lupeol in tegenstelling tot de literatuur minimale effecten had op huidcellen. De huidelasticiteit bij proefpersonen nam enigszins toe na gebruik van een cosmetische formulering met lupeol.Uit onze studie is gebleken dat we kosteneffectief lupeol kunnen extraheren met behulp van superkritische CO2, dat de alternatieve routes voor lupeol synthese nog niet mogelijk zijn en dat we enige anti-aging effecten van lupeol hebben kunnen vinden bij toepassing in cosmetische producten.
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.
Biomassa afkomstig van stedelijk groenbeheer is grondstof voor biocascadering van benutbare biomassa componenten. Planten bevatten waardevolle inhoudstoffen die als grondstof kunnen dienen voor onder andere farmaceutica, cosmetica, voeding, veevoer, chemie, biomaterialen en bio-energie. Stedelijk groen draagt bij aan kwaliteit van leven voor burgers en biodiversiteit in de stad. Introductie van kwalitatief hoogwaardig stedelijk groen met multifunctionele eigenschappen ten aanzien van stedelijk klimaatsverbetering is op dit moment niet haalbaar vanwege de hoge kosten van aanleg en onderhoud. Het op meerdere manieren benutten van stedelijk snoeimateriaal en het circulair maken van de mineralen kringloop moet het mogelijk maken kosteneffectieve hoogwaardige beplantingen in de stedelijke ruimte te realiseren. Het groenbeheersbedrijf Ecorridors BV en het farmaciebedrijf Syncom BV hebben samen met het Kenniscentrum Biobased Economie (KCBBE) van de Hanzehogeschool Groningen onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van nieuwe circulaire supply-chains voor het aanvoeren, extraheren en benutten van plantinhoudstoffen uit biomassa snoeimateriaal voor farmaceutische, cosmetische en nutraceutische toepassingen waarbij restmaterialen worden gecomposteerd en weer teruggebracht in de kringloop.Het project heeft het proof-of-principle van deze ideeën aangetoond en er indicatieve business-plannen voor ontwikkeld. Concreet zijn de mogelijkheden voor supply chains op basis van taxus, verfbrem en hondsroos onderzocht. Taxus is grondstof voor paclitaxel een cytostatica die in de chemotherapie van kanker wordt benut. Hanzehogeschool heeft groen extractie proces op basis van een superkritisch CO2 hiervoor ontwikkeld. Verfbrem is grondstof voor de anti-aging fytosterol genisteine. Genisteine in huidverzorgingsproducten stimuleert de aanmaak van huideigen collageen en verhoogt daarmee de huidelasticiteit. Hanzehogeschool heeft een superkritisch CO2 extractieproces hiervoor ontwikkeld en zowel met behulp van in vitro als in vivo testen de werking van cosmetica met genisteine gedemonstreerd. De derde keten is op basis van rozebottels van de hondsroos. Rozebottels zijn rijk aan antioxidanten in het vruchtvlees en olie in het zaad. Voor beide ingrediënten heeft de Hanzehogeschool superkritische extractieprocessen ontwikkeld. Toepassingen hiervoor zijn in voeding (antioxidant) en in cosmetica (olie).De voorlopige business-cases van al deze grondstoffen zien er veel belovend uit. Bij realisatie van deze business-cases dragen de project partners bij aan verder vergroenen en circulair maken van onze economie en samenleving. Vervolgonderzoek waarbij onder andere ook wordt gekeken naar de hoeveelheid microverontreinigingen in het materiaal moet uitwijzen of deze ketens ook daadwerkelijk gerealiseerd kunnen worden.
Micro and macro algae are a rich source of lipids, proteins and carbohydrates, but also of secondary metabolites like phytosterols. Phytosterols have important health effects such as prevention of cardiovascular diseases. Global phytosterol market size was estimated at USD 709.7 million in 2019 and is expected to grow with a CAGR of 8.7% until 2027. Growing adoption of healthy lifestyle has bolstered demand for nutraceutical products. This is expected to be a major factor driving demand for phytosterols. Residues from algae are found in algae farming and processing, are found as beachings and are pruning residues from underwater Giant Kelp forests. Large amounts of brown seaweed beaches in the province of Zeeland and are discarded as waste. Pruning residues from Giant Kelp Forests harvests for the Namibian coast provide large amounts of biomass. ALGOL project considers all these biomass residues as raw material for added value creation. The ALGOL feasibility project will develop and evaluate green technologies for phytosterol extraction from algae biomass in a biocascading approach. Fucosterol is chosen because of its high added value, whereas lipids, protein and carbohydrates are lower in value and will hence be evaluated in follow-up projects. ALGOL will develop subcritical water, supercritical CO2 with modifiers and ethanol extraction technologies and compare these with conventional petroleum-based extractions and asses its technical, economic and environmental feasibility. Prototype nutraceutical/cosmeceutical products will be developed to demonstrate possible applications with fucosterol. A network of Dutch and African partners will supply micro and macro algae biomass, evaluate developed technologies and will prototype products with it, which are relevant to their own business interests. ALGOL project will create added value by taking a biocascading approach where first high-interest components are processed into high added value products as nutraceutical or cosmeceutical.
Biomassa afkomstig van stedelijk groenbeheer is grondstof voor biocascadering van benutbare biomassa componenten. Planten bevatten waardevolle inhoudstoffen die als grondstof kunnen dienen voor onder andere farmaceutica, cosmetica, voeding, veevoer, chemie, biomaterialen en bio-energie. Stedelijk groen draagt bij aan kwaliteit van leven voor burgers en biodiversiteit in de stad. Introductie van kwalitatief hoogwaardig stedelijk groen met multifunctionele eigenschappen ten aanzien van stedelijk klimaatsverbetering is op dit moment niet haalbaar vanwege de hoge kosten van aanleg en onderhoud. Het op meerdere manieren benutten van stedelijk snoeimateriaal en het circulair maken van de mineralen kringloop moet het mogelijk maken kosteneffectieve hoogwaardige beplantingen in de stedelijke ruimte te realiseren. Het groenbeheers bedrijf Ecorridors BV en het farmaciebedrijf Syncom BV hebben samen met het Kenniscentrum Biobased Economie (KCBBE) van de Hanzehogeschool Groningen onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van nieuwe circulaire supply-chains voor het aanvoeren, extraheren en benutten van plantinhoudstoffen uit biomassa snoeimateriaal voor farmaceutische, cosmetische en nutraceutische toepassingen waarbij restmaterialen worden gecomposteerd en weer teruggebracht in de kringloop.Het project heeft het proof-of-principle van deze ideeën aangetoond en er indicatieve business-plannen voor ontwikkeld. Concreet zijn de mogelijkheden voor supply chains op basis van taxus, verfbrem en hondsroos onderzocht. Taxus is grondstof voor paclitaxel een cytostatica die in de chemotherapie van kanker wordt benut. Hanzehogeschool heeft groen extractie proces op basis van een superkritisch CO2 hiervoor ontwikkeld. Verfbrem is grondstof voor de anti-aging fytosterol genisteine. Genisteine in huidverzorgingsproducten stimuleert de aanmaak van huideigen collageen en verhoogt daarmee de huidelasticiteit. Hanzehogeschool heeft een superkritisch CO2 extractieproces hiervoor ontwikkeld en zowel met behulp van in vitro als in vivo testen de werking van cosmetica met genisteine gedemonstreerd. De derde keten is op basis van rozebottels van de hondsroos. Rozebottels zijn rijk aan antioxidanten in het vruchtvlees en olie in het zaad. Voor beide ingrediënten heeft de Hanzehogeschool superkritische extractieprocessen ontwikkeld. Toepassingen hiervoor zijn in voeding (antioxidant) en in cosmetica (olie).De voorlopige business-cases van al deze grondstoffen zien er veel belovend uit. Bij realisatie van deze business-cases dragen de project partners bij aan verder vergroenen en circulair maken van onze economie en samenleving. Vervolgonderzoek waarbij onder andere ook wordt gekeken naar de hoeveelheid microverontreinigingen in het materiaal moet uitwijzen of deze ketens ook daadwerkelijk gerealiseerd kunnen worden.
Lupineschillen (lupine zaadhuid) zijn een reststroom van lupineverwerking. Lupineschillen vormen 25% van de totale biomassa van de lupineboon, terwijl sojaschillen slechts 5% van de totale biomassa van de sojaboon zijn. Er zijn onvoldoende rendabele toepassingen voor lupineschillen waardoor de rentabiliteit van de lupine supply chain achter blijft bij de veel competitievere soja supply chain. Lupineschillen zijn rijk aan de actieve stof lupeol waarvan recent farmaceutische en cosmetische anti-aging werkingen zijn vastgesteld, waaronder anti-tumor werking. Lupeol komt naast lupine ook in hoge concentraties voor in berkenbast. Berkenbast bevat bovendien een chemische voorloper van lupeol namelijk betuline. Recentelijk is er een chemische syntheseroute ontwikkeld voor lupeol op basis van betuline. Als deze syntheseroute kosteneffectief is, dan kan deze route de ontwikkeling van nieuwe toepassingen van lupineschillen blokkeren.Het doel van deze studie is het opstellen van een circulair ontwerp voor lupeol extractie uit twee reststromen met behulp van superkritische CO2 extractie en de kosteneffectiviteit van deze circulaire ontwerpen met elkaar vergelijken voor het selecteren van het meest optimale proces voor lupeol extractie en/of synthese. Bovendien worden mogelijke cosmetische anti-aging effecten van lupeol getest.Met behulp van superkritische CO2 extractie is het mogelijk om lupeol kosteneffectief uit lupineschillen te extraheren. De alternatieve syntheseroute van lupeol uit betuline zoals deze in de wetenschappelijke literatuur was gepubliceerd bleek niet reproduceerbaar te zijn. Patentliteratuur leverde een reproduceerbare syntheseroute. Vergelijking van de twee routes was nog niet mogelijk vanwege de lage omzetting efficiënties van de syntheseroute. Daarnaast zijn er mogelijke intellectuele eigendom issues. De effectiviteit van lupeol is in vitro en in vivo getest. Hieruit bleek dat lupeol in tegenstelling tot de literatuur minimale effecten had op huidcellen. De huidelasticiteit bij proefpersonen nam enigszins toe na gebruik van een cosmetische formulering met lupeol.Uit onze studie is gebleken dat we kosteneffectief lupeol kunnen extraheren met behulp van superkritische CO2, dat de alternatieve routes voor lupeol synthese nog niet mogelijk zijn en dat we enige anti-aging effecten van lupeol hebben kunnen vinden bij toepassing in cosmetische producten.
