BIOBASED CIRCULAR ECONOMY
Tot de laatste vezel
Beeld: Shutterstock
DOOR Hanny Roskamp
Een jurk van paprikavezels of een vleesvervanger van aardappeleiwit. Als het aan Wageningse onderzoekers ligt, zijn planten in de toekomst zó veredeld dat zij in hun geheel en voor meerdere doeleinden te gebruiken zijn.
ER zijn weinig planten die in hun geheel bruikbaar zijn. Tarwe is een positieve uitzondering, omdat we niet alleen het graan oogsten, maar ook het stro gebruiken als bedekking van de stalvloer en als veevoer. Economisch gezien is de verkoop van stro hard nodig, want de verkoop van graan alleen levert te weinig op.
Bij de meeste planten gaat echter het grootste deel verloren. Terwijl er veel nuttige mineralen, vetten, vezels, eiwitten en actieve stoffen in zitten. Dat we ze weggooien past niet meer in ons streven de biologische en economische kringloop te sluiten. Daarom probeert hoogleraar Plantenveredeling Luisa Trindade planten te ontwerpen die van grotere waarde zijn.
Voor de goede orde: de veredeling van planten vindt niet plaats door genetische manipulatie, benadrukt Trindade. “De acceptatie van genetisch gemanipuleerde planten is in Europese landen nog klein, daarom beperken we ons tot het selecteren en kruisen van verschillende soorten. We gebruiken genetische manipulatie soms wel als instrument om snel te kunnen zien wat een langdurig kruisingstraject ons in de toekomst gaat opleveren.”
In de toekomst moet veredeling van planten dus helpen om álle delen van de plant hoogwaardig te benutten. Trindade bespreekt vijf interessante kandidaten.
Restafval en plantaardige stoffen, zoals stro, hennep en bananenblad zijn geschikt om duurzame stoffen van te maken. Foto: Presstigieux/Fashion For Good
Quinoa
Dit wonderlijke zaadje uit Zuid-Amerika werd in korte tijd een populaire ‘superfood’. Een belangrijke reden voor het succes is het hoge eiwitgehalte (hoger dan in rijst of pasta), waardoor het aansloeg bij vegetariërs en veganisten. Trindade: “Quinoa is een erg interessant gewas. Ook vanwege de hoge zouttolerantie, waardoor je het zou kunnen verbouwen in de kustregio’s.
Maar we willen vooral ook meer van deze plant kunnen maken, zoals biobrandstof en bio-plastics. Verder bevat quinoa een saponine, een stof die in de gewasbescherming nuttig zou kunnen zijn of die je als zeep zou kunnen gebruiken. Dat zijn trajecten voor quinoa in de toekomst.”
Tomaat
Paprika’s, aubergines, tomaten en aardappels behoren tot de nachtschadefamilie. Bij deze planten wordt een kleine deel van de opbrengst gebruikt voor voedsel. Nadat hun knollen en vruchten zijn geoogst, worden de stengels en bladeren weggegooid. In deze biomassa zijn veel nuttig componenten aanwezig zoals vezels die gebruikt kunnen worden voor biobrandstof, een duurzaam alternatief vormen voor fossiele brandstoffen.
“De vezels kunnen mogelijk ook geschikt gemaakt worden voor textiel, een jurk of een jas. Dat eist wel een verbetering van de samenstelling van de celwand. Een andere mogelijkheid is het benutten van de eiwitten, zodat we minder aangewezen zijn op dierlijke eiwitten. De planten van de toekomst moeten zowel voor voedsel als non-food doeleinden optimaal geschikt zijn.”
Maisstengels bevatten veel lignine om zware maiskolven te dragen. Foto: Oticki/Shutterstock
De vezels van hennep zijn interessant voor de productie van kleding. Foto: David Maska/Shutterstock
Mais
Mais is wereldwijd een ontzettend belangrijk gewas, zowel voor veevoer, als voor menselijke consumptie. Behalve de kolven die bol staan van de (meestal) gele zaadjes produceert maïs ook flinke stengels. Die zouden goed veevoer vormen, ware het niet dat ze zóveel lignine (houtstof, een vezelachtige substantie) bevatten, dat ze onverteerbaar zijn.
“Wij onderzoeken momenteel of we die hoeveelheid lignine kunnen verminderen, zonder dat de stengel slap wordt. De stengel moet namelijk sterk blijven om de zware maïskolven te dragen. Dat kan als zich in de stengel holle pilaren van lignine vormen. We hebben overigens al heel veel veranderd aan maïs. De wilde voorloper, teosinte, had kleinere, keiharde zaden die niet op een kolf zaten maar in een lange, dunne aar.”
Hennep
Het Laboratorium voor Plantenveredeling werkt momenteel aan hennep. Geliefd en verguisd wegens de kweek van marihuana heeft hennep veel meer in zijn mars dan het produceren van geestverruimende stofjes.
“Uit hennepzaad kunnen we olie halen. Daarnaast zijn er de cannabinoïden (zoals cannabidiol) die nu nog gezien worden als een novel food omdat hun veiligheid nog niet compleet in kaart is gebracht. Maar die kunnen waardevol zijn als voedingssupplement of medicijnen.”
De vezels van hennep zijn ook interessant voor de productie van kleding, als een alternatief voor de milieubelastende katoenteelt. “Eigenlijk willen we van hennep een multi purpose plant maken met meer cannabinoïden, meer olie en betere vezels. Daar komen we steeds dichterbij. De vezels zijn al heel sterk, maar nu kijken we naar de constitutie van de vezels zodat ze zacht genoeg zijn om te verwerken tot kleding.”
‘Hennep heeft veel meer in zijn mars dan het produceren van geestverruimende stofjes’
Aardappel
Planten die in Wageningen zijn bedacht, zijn wereldwijd een succes. Vooral in de teelt van aardappelrassen is de Wageningse kennis uniek. Trindade keek naar de aardappels die worden gebruikt in de zetmeelindustrie. Daarbij komt een grote hoeveelheid afvalwater vrij waarin de eiwitten van de aardappel zitten. Dat geeft veel stank en daarom mag dit water niet geloosd worden.
Die eiwitten zijn echter erg waardevol, bijvoorbeeld als grondstof voor vleesvervangers of eiwitdrankjes. “In de loop van de jaren heeft AVEBE, een Nederlandse coöperatie die wereldwijd producten levert op basis van aardappelzetmeel en aardappeleiwit, van het probleem een kans gemaakt. Op dit moment benutten ze het eiwit, dat per gram een veel hogere waarde heeft dan zetmeel.”
Maar om het nog interessanter en rendabeler te maken, hebben we aardappels nodig met een hoger eiwitpercentage. “Aardappels bevatten op dit moment 2 tot 3 procent eiwit. Ze produceren echter een enorm volume waardoor de opbrengst aan eiwit per hectare hoger is dan die van soja. Zou je de hoeveelheid eiwit verhogen tot 4 procent, dan betekent dat een enorme winst.”
“We hebben al achterhaald dat er iets is in de aardappel dat de eiwitproductie remt en dat proberen we te veranderen. We zijn al concreet bezig om nieuwe rassen te testen die meer eiwit gaan produceren. Het is belangrijk dat we bedenken wat we willen met onze planten, zodat we de industriële processen zodanig kunnen aanpassen dat we de hele plant gebruiken en de cirkel rond kunnen maken. Maar over dat laatste voeren wij niet de regie, dat is aan de consumenten en policy makers, wij kunnen de biobased en circulaire economie slechts faciliteren.”
WIE
Luisa Trindade, hoogleraar bij het Laboratorium voor Plantenveredeling
ONDERZOEK
Trindade, hoogleraar bij het Laboratorium voor Plantenveredeling
Onderzoek Improvement of maize biomass for a circular and biobased economy
TEAM
WUR-onderzoekers van Biobased Economy