Zetmeelaardappel in plaats van aardolie

Veel chemicaliën worden uit aardolie gemaakt. Maar de olievoorraden zijn eindig en bovendien zijn de fabrikageprocessen vaak niet milieuvriendelijk. Sommige van die chemicaliën zijn nu al met plantaardige grondstoffen te maken.

'De gebruikelijke aanpak is dan dat je uitgaat van stoffen, zoals suikers, die al in de plant zitten. Die bouw je door fermentatie met micro-organismen om tot bouwstenen voor complexere moleculen', vertelt Ingrid van der Meer, businessunitmanager Bioscience van Wageningen UR.

Stap overslaan

'We zoeken echter naar manieren om die fermentatiestap over te slaan en de nuttige bouwstenen al in de plant zelf te maken. De vraag is dan: kun je een gewas dat je toch al teelt voor bijvoorbeeld zetmeel, mede gebruiken voor de productie van andere stoffen?'

Het oog is gericht op platformchemicaliën. Dat zijn de legoblokjes waarmee tal van polymeren zijn te maken. De chemische industrie hanteert een top 12 van grondstoffen die ze graag met voorrang uit biomassa geproduceerd zou willen zien. Een daarvan is itaconzuur. Die stof zit nu niet in planten, maar wordt wel door een schimmel gemaakt, namelijk Aspergillus terreus.

Eén gen

Het blijkt dat het vermogen van de schimmel om de stof te maken, op één gen berust. De Wageningse wetenschappers hebben dat gen door middel van genetische modificatie in de zetmeelaardappel gezet.

De vraag die zich opdringt, is dan waarom je de schimmel zelf niet gebruikt om itaconzuur te maken. 'Dat gebeurt ook wel, maar onderzoekers zijn er al twintig jaar mee bezig om dat snel en efficiënt te laten verlopen. Het moeizame proces is de reden dat itaconzuur heel duur is. Als je het uit een gewas kunt halen dat toch al op het veld staat, kan de productie goedkoper', legt Van der Meer uit.

Hoge kosten

De stof wordt toegevoegd aan glasvezel en zit in tapijtruggen. Momenteel is het gebruik beperkt, vanwege de hoge kosten. De zetmeelaardappelteelt in de Veenkoloniën en de aangrenzende Noord-Duitse regio zou voldoende zijn voor de hele huidige wereldvraag naar itaconzuur.

'Maar als de productie goedkoper kan, zou het op den duur metacrylzuur kunnen vervangen. En dat is werkelijk een megamarkt. Het is een grondstof voor plexiglas, coatings, kunstvezels en plastics', zegt de projectleider.

Eerste proeven

In de eerste proeven zijn de gehaltes aan itaconzuur in de knollen al relatief hoog en er zijn mogelijkheden om ze nog hoger te krijgen.

Tegelijkertijd loopt onderzoek om in dezelfde aardappelen nog een andere chemische bouwsteen te produceren: caprolactam. Dat is een grondstof voor nylon. De productie daarvan uit aardolie is erg milieuonvriendelijk en een schoner alternatief zou welkom zijn.

Lysine

'De uitgangsstof voor caprolactam is het aminozuur lysine, dat de aardappel al produceert. Door de introductie van één enkele verandering in het aardappelgen dat betrokken is bij de synthese van lysine, kunnen we het lysinegehalte laten stijgen. Dat is nu vijftien keer zo hoog als normaal. De volgende opgave is dan om er in de knol al caprolactam van te maken. Dan hebben we werkelijk een stap gezet.'

De stand van zaken is dat de gemodificeerde zetmeelaardappel nu 2 procent itaconzuur en 1,5 procent lysine produceert. Om het economisch rendabel te maken, moeten deze gehaltes omhoog. De stoffen kunnen uit de protamylasse - de pulp die overblijft na de zetmeelwinning - worden gewonnen.

Veel interesse

De veredelingswereld is geïnteresseerd in deze ontwikkelingen en participeert in de onderzoeken om platformchemicaliën in landbouwgewassen te fabriceren. De procesindustrie heeft eveneens belangstelling, zeker als er financiële voordelen aan vastzitten. 'Ook de chemische industrie, zoals DSM, is geïnteresseerd in dit soort groene chemicaliën', geeft Van der Meer aan.

'Dit is echt een duurzame manier om chemicaliën te maken. Je haalt ze niet uit aardolie en er zijn geen vervuilende processen nodig. Dit is nog groener dan 'groene' chemicaliën. Verder gebruik je de biomassa, die er toch al is, zo intensief mogelijk.'

Genetische modificatie

Grote vraag is wie de nieuwe aardappel gaat telen. Als de houding tegenover genetische modificatie in Europa niet verandert, zullen dat eerder Amerikaanse dan Groningse en Drentse aardappeltelers zijn.

'We hebben met opzet een non-foodgewas gekozen omdat de acceptatie dan gemakkelijker zal zijn', vertelt Van der Meer. 'Er zitten veel voordelen aan deze manier van produceren, maar inderdaad: het hangt van de besluitvorming over genetische gemodificeerde gewassen af waar die productie zal plaatsvinden. De betrokken veredelaars maakt dat niet zoveel uit; die zijn wereldwijd actief.'