A&F Agrotechnology & Food Innovations



5 mrt 2009
Onderdeel: Plant Research International en Leerstoelgroep Microbiologie

Plant Research International en de leerstoelgroep Microbiologie, beide onderdeel van Wageningen UR, hebben samen aardappelplanten ontwikkeld die in staat zijn om itaconzuur te produceren. Itaconzuur is een waardevolle grondstof voor de chemische industrie, bijvoorbeeld voor de productie van hoogwaardige kunststoffen. Met de uitvinding wil Wageningen UR een bijdrage leveren aan een meer duurzame productie van grondstoffen.

Planten zijn daar heel geschikt voor omdat ze de energie van de zon gebruiken voor hun groei. Ingrid van der Meer, een van de uitvinders: âWe willen nu gaan uitzoeken in welk onderdeel van de plant, en in welk compartiment van de cellen, het meeste itaconzuur kan worden gemaakt. We weten nu al dat het in knollen bijvoorbeeld behoorlijk veel beter gaat dan in bladerenâ

De chemische industrie gebruikt veelal aardolie en aardolieproducten als grondstof. Het gebruik van aardolie is echter weinig duurzaam. Bovendien is het gebruik van fossiele grondstoffen eindig. Het kan nog wel 50 jaar duren voordat de aardolie begint op te raken, maar dat betekent wel dat we nu moeten beginnen met de ontwikkeling van alternatieve en het liefst hernieuwbare bronnen. Daarom onderzoekt Wageningen UR de mogelijkheid om planten stoffen te laten produceren die petrochemische producten zouden kunnen vervangen.

Planten zijn een heel aantrekkelijk productiesysteem voor grondstoffen voor de chemie. Planten zijn geschikt voor de productie van grote hoeveelheden van één stof. Dat kan gaan tot 100.000-den tonnen per jaar. Dat is ook de schaal waarop de chemie opereert. Daarnaast hebben planten van nature al een enorme âchemische machinerieâ voor het maken van inhoudsstoffen. Die machinerie kan via moleculaire veredeling relatief eenvoudig in een bepaalde richting aangepast worden.
Doordat planten gebruik maken van zonne-energie, is het gebruik van planten ook nog eens een duurzame manier om grondstoffen te produceren.

Bij het onderzoek naar de duurzame productie van grondstoffen door planten, kijken de onderzoekers vooral naar stoffen die te gebruiken zijn voor veel verschillende halffabricaten en eindproducten. Dergelijke stoffen worden wel âplatformchemicaliënâ genoemd, omdat ze als basisgrondstof kunnen dienen voor allerlei volgende chemische omzettingen.

Eén van de stoffen die deze rol kunnen hebben is itaconzuur, een natuurlijke stof die qua structuur enigszins lijkt op citroenzuur. Met itaconzuur kunnen veel verschillende producten gemaakt worden, zoals kunststoffen, coatings en bouwmaterialen.
Itaconzuur wordt in de natuur onder andere gemaakt door de schimmel Aspergillus terreus. Deze schimmel is familie van de schimmel die nu al gebruikt wordt voor de industriële productie van itaconzuur. Deze productiewijze is vrij duur en kost veel energie. Door de hoge kostprijs wordt itaconzuur op dit moment nog maar in kleine hoeveelheden gebruikt: minder dan 10.000 ton per jaar.

De Wageningse onderzoekers hebben eerst in de schimmel de genetische code voor de productie van itaconzuur geïdentificeerd. Daarna is de erfelijke informatie via genetische modificatie bij aardappelplanten ingebouwd. Daardoor werd de toch al uitgebreide chemische machinerie van de aardappelplant met een extra stap uitgebreid. De planten bleken inderdaad in staat om itaconzuur te maken.

De onderzoekers weten nog niet wat de beste manier zal zijn om dit systeem in de praktijk te gebruiken. Zijn de knollen bijvoorbeeld de beste plaats om itaconzuur te produceren? En hoe kan het itaconzuur het beste worden gewonnen?
Â
Als het aan de Wageningse onderzoekers ligt, worden planten spoedig gebruikt als duurzame bron voor de productie van een aantal stoffen waarvoor nu aardolie nog de grondstof is. De uitvinding van de onderzoekers is een belangrijke stap in het waarmaken van dit toekomstbeeld.

---

Contact
Meer informatie:
Erik Toussaint, Hoofd Communicatie Plant Sciences Group, Wageningen UR 0317 - 480867 / 06 - 51565949
erik.toussaint@wur.nl

Expert:
Ingrid van der Meer, Senior Onderzoeker Biotechnologie