Persbericht Wageningen Universiteit: nr 032, 12 april 2006
Witte biotechnologie biedt innovatie, kostenreductie en duurzaamheid
Bacteriën die afbreekbaar plastic maken, medisch toepasbare materialen die niet door het lichaam worden afgestoten of hernieuwbare brandstoffen. Enkele voorbeelden van 'witte biotechnologie', waarbij op industriële schaal biotechnologische processen worden ingezet voor een kostenbesparende, innovatieve en duurzame productie van grondstoffen. De witte biotechnologie brengt nieuwe toepassingsgebieden versneld dichterbij. Dat betoogt prof.dr. Gerrit Eggink bij de aanvaarding van het ambt van hoogleraar Industriële biotechnologie op 13 april aan Wageningen Universiteit.
De zogenoemde witte biotechnologie zit in de lift. De energievoorziening uit fossiele brandstoffen is onzeker, afvalarme productielijnen krijgen steeds meer de voorkeur, de uitstoot van kooldioxide moet omlaag. Daarom zijn veel zinnen gezet op innovaties met duurzame alternatieven voor gangbare bedrijfsvoeringen. Onderzoeksbureau Mckinsey verwacht dat in de chemische productie de witte biotechnologie zal toenemen van circa vijf procent in 2004 tot zo'n tien à twintig procent in 2010, met bijbehorende stijging van de wereldomzet naar 160 miljard dollar.
In zijn oratie 'Industriële biotechnologie: een duurzaam proces', gaat prof.dr. Gerrit Eggink in op de manieren waarop micro-organismen, zoals bacteriën kunnen worden ingezet om duurzame of bijzondere grondstoffen te bereiden. Het gaat daarbij met name om de productie van zogeheten natuurlijke polymeren - die in tegenstelling tot synthetische polymeren in organismen worden aangemaakt. Voorbeelden zijn zetmeel in planten, eiwitten zoals collageen, natuurrubber of cellulose. In de witte biotechnologie worden vooral micro-organismen ingezet om specifieke natuurlijke polymeren, ook biopolymeren genaamd, te maken.
Een voorbeeld van een biopolymeer is biopolyester, een stof die in de bacterie als reservestof dient, vergelijkbaar met de vetopslag bij zoogdieren. Biopolyester heeft de eigenschappen afbreekbaar te zijn, geen afweerreacties te veroorzaken in het (menselijk) lichaam en via het 'voer' dat de bacteriën wordt 'voorgezet', te variëren is op bijvoorbeeld elasticiteit of sterkte. Inmiddels is het mogelijk bacteriën als 'plasticfabriekjes' te laten draaien voor verpakkingsmaterialen, caotings voor kaas, lijmen, verfbinders en folies. Onderzoek in Wageningen heeft inmiddels een reactor opgeleverd waarbij bacteriën plantaardige oliën omzetten in polyester met een rendement van vijftig procent. De rest is nodig voor de groei van de bacteriën.
Onderzoek naar de levenscyclus van deze grondstoffen toont aan dat ze duurzamer zijn dan de conventionele plastics uit de petrochemie: er zijn minder grondstoffen en energie nodig en de CO2-uitstoot is geringer. Zo is een koffiebekertje van bioplastic, gemaakt van zetmeel met een biopolyester laagje eroverheen, goedkoop en volledig composteerbaar.
Een andere vorm van bacteriële biopolymeren zijn polysacchariden, zoals zetmeel, opgebouwd uit aan elkaar geschakelde suikermoleculen en veel gebruikt als verdikkingsmiddel in voedingsproducten. Voor andere typen polysacchariden zijn medische toepassingen, zoals antistollingsfactor ter voorkoming van trombose en toepassingen in de medische en cosmetische chirurgie.
Tenslotte is er een derde groep biopolymeren, de eiwitpolymeren, waarvan collageen een bekende vertegenwoordiger is. De basistechnologie om eiwitpolymeren te synthetiseren ten behoeve van toepassingen als ultrasterke vezels, bloedvervanger, zichzelf herstellende materialen en caotings is inmiddels onder de knie. Daarbij wordt eerst de benodigde eiwitstructuur ontworpen, die wordt vertaald naar een genstructuur die voor dat eiwit codeert. Het gen wordt in gist ingebouwd dat in een bioreactor het geproduceerde eiwitpolymeer uitscheidt. Dat is na zuivering toepasbaar.
De leeropdracht van prof. Eggink is Industriële biotechnologie, met bijzondere aandacht voor microbiële productie van polymeren en polymeerbouwstenen.
Wageningen Universiteit