2 min
Chinese onderzoekers hebben een kosteneffectieve methode ontwikkeld om veevoereiwitten te produceren. De grondstof? Steenkool.
China is een van de grootste producenten ter wereld van vlees, vooral van varkensvlees. Het land is goed voor bijna de helft van het varkensvlees dat wereldwijd wordt geproduceerd.
Maar China heeft een structureel tekort aan eiwitrijke grondstoffen om tot veevoer te verwerken en kan zich niet permitteren om zijn akkers massaal in te zetten om veevoer te telen. Daarom importeert China meer dan 80% van de benodigde sojabonen uit het buitenland, een afhankelijkheid die de Chinese overheid niets zint. Want ook wereldwijd neemt de vraag naar vlees toe - nodig voor een gezonde wereldbevolking, volgens de FAO - en dientengevolge de vraag naar eiwitten voor gebruik in veevoer.
Maar veel van die restproducten hebben al bestaande toepassingen en de variabele aanvoer en kwaliteit maken grootschalige industriële productie 'een uitdaging'. De aanvoer ervan is immers onzeker. Het alternatief is een industriële fermentatie, waarbij chemicaliën worden gebruikt die energie produceren. Een opmerkelijk voorbeeld is het gebruik van methanol, dat goedkoop kan worden gewonnen uit de grondstof steenkool.
Eiwitten uit steenkool
"Steenkool, met een wereldwijde reserve van ongeveer 1,07 biljoen ton, kan worden omgezet in methanol door middel van kolenvergassing," zegt hoogleraar Wu Xin in de South China Morning Post. "Methanol mengt goed met water, waardoor fermentatieprocessen veel efficiënter zijn dan gasvormige substraten en er geen speciale fermentatieapparatuur nodig is". Al sinds de jaren '80 wordt er onderzoek gedaan naar de synthese van eiwit uit methanol, waarbij de nadruk vooral lag op de selectie van geschikte gisten, zoals de giststam Pichia pastoris die (giftig) methanol kan omzetten in eiwitten, en het optimaliseren van het productieproces. Maar het procedé bleek erg duur en inefficiënt (20% van het methanol ging verloren in de vorm van kooldioxide en water) en kon dus niet concurreren met soja-eiwitten.
Geen landbouwgrond of kunstmest
De micro-organismen in het proces produceren niet alleen (veel) eiwitten, ze bevatten ook een compleet aminozuurprofiel, vitaminen, anorganische zouten, vetten en koolhydraten, waardoor ze geschikt zijn als alternatief voor eiwitbronnen zoals vismeel, sojabonen, vlees en mager melkpoeder. Belangrijker nog is dat er geen landbouwgrond of kunstmest voor nodig is. Een bioreactor kun je immers overal neerzetten en bovendien is er geen sprake van seizoens- of klimaatinvloeden. "Het is duizend keer efficiënter dan traditionele landbouwpraktijken," aldus hoofdonderzoeker Wu Xin. Ook bespaart het water en transportbewegingen. Dat zou van de beladen fossiele brandstof steenkool ineens een duurzaam alternatief voor bestaande eiwitbronnen, zoals soja, maken. En er komt natuurlijk ook nog mest uit dat weer op de akkers kan. En dat spaart weer de productie van koolstofemitterende kunstmestproductie. Het is wel even flink omdenken.
Het onderzoeksteam claimt al begonnen te zijn met opschalen en duizenden tonnen eiwit te kunnen maken, met een niet nader bekend gemaakte partner.
Dit artikel afdrukken
Maar China heeft een structureel tekort aan eiwitrijke grondstoffen om tot veevoer te verwerken en kan zich niet permitteren om zijn akkers massaal in te zetten om veevoer te telen. Daarom importeert China meer dan 80% van de benodigde sojabonen uit het buitenland, een afhankelijkheid die de Chinese overheid niets zint. Want ook wereldwijd neemt de vraag naar vlees toe - nodig voor een gezonde wereldbevolking, volgens de FAO - en dientengevolge de vraag naar eiwitten voor gebruik in veevoer.
Methanol kan goedkoop worden gewonnen uit steenkoolDat was de aanleiding voor onderzoekers van het Tianjin Instituut voor Industriële Biotechnologie van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) om op zoek te gaan naar een snelle, efficiënte methode om eiwitten van hoge kwaliteit te produceren. Ze focusten op biotechnologische synthese. Er zijn twee mogelijke aanvliegroutes voor biologische eiwitsynthese. De eenvoudigste manier is het vergisten van bij- en restproducten uit de voedsel- en landbouwindustrie, zoals bierbostel en stro tot hoogwaardige eiwitproducten.
Maar veel van die restproducten hebben al bestaande toepassingen en de variabele aanvoer en kwaliteit maken grootschalige industriële productie 'een uitdaging'. De aanvoer ervan is immers onzeker. Het alternatief is een industriële fermentatie, waarbij chemicaliën worden gebruikt die energie produceren. Een opmerkelijk voorbeeld is het gebruik van methanol, dat goedkoop kan worden gewonnen uit de grondstof steenkool.
Eiwitten uit steenkool
"Steenkool, met een wereldwijde reserve van ongeveer 1,07 biljoen ton, kan worden omgezet in methanol door middel van kolenvergassing," zegt hoogleraar Wu Xin in de South China Morning Post. "Methanol mengt goed met water, waardoor fermentatieprocessen veel efficiënter zijn dan gasvormige substraten en er geen speciale fermentatieapparatuur nodig is". Al sinds de jaren '80 wordt er onderzoek gedaan naar de synthese van eiwit uit methanol, waarbij de nadruk vooral lag op de selectie van geschikte gisten, zoals de giststam Pichia pastoris die (giftig) methanol kan omzetten in eiwitten, en het optimaliseren van het productieproces. Maar het procedé bleek erg duur en inefficiënt (20% van het methanol ging verloren in de vorm van kooldioxide en water) en kon dus niet concurreren met soja-eiwitten.
In gewone mensentaal betekent dat: met micro-organismen kun je eiiwitten maken van kolen. Ze bevatten een compleet aminozuurprofiel, vitaminen, anorganische zouten, vetten en koolhydraten, waardoor ze geschikt zijn als alternatief voor eiwitbronnen zoals vismeel, sojabonen, vlees en mager melkpoeder.Het team van Wu Xin pakte het daarom anders aan. Ze struinden wijngaarden, bossen en moerassen af in heel China en verzamelden daar meer dan 20.000 gistmonsters. Ze identificeerden stammen die efficiënt gebruik konden maken van verschillende suikers en alcoholen als koolstofbron voor de eiwitsynthese. Ze schakelden vervolgens in een wild-type Pichia pastoris specifieke genen uit, waardoor ze de methanoltolerantie en metabolische efficiëntie aanzienlijk wisten te verbeteren. "De onderzoekers bereikten een droog celgewicht en ruw eiwitgehalte van 120g/liter en 67,2% met hun gemodificeerde P. pastoris. En de omzettingsefficiëntie van methanol naar eiwit bereikte 92% van de theoretische waarde," aldus een rapport op de website van CAS. In gewone mensentaal betekent dat: je kunt eiwitten maken van kolen.
Geen landbouwgrond of kunstmest
De micro-organismen in het proces produceren niet alleen (veel) eiwitten, ze bevatten ook een compleet aminozuurprofiel, vitaminen, anorganische zouten, vetten en koolhydraten, waardoor ze geschikt zijn als alternatief voor eiwitbronnen zoals vismeel, sojabonen, vlees en mager melkpoeder. Belangrijker nog is dat er geen landbouwgrond of kunstmest voor nodig is. Een bioreactor kun je immers overal neerzetten en bovendien is er geen sprake van seizoens- of klimaatinvloeden. "Het is duizend keer efficiënter dan traditionele landbouwpraktijken," aldus hoofdonderzoeker Wu Xin. Ook bespaart het water en transportbewegingen. Dat zou van de beladen fossiele brandstof steenkool ineens een duurzaam alternatief voor bestaande eiwitbronnen, zoals soja, maken. En er komt natuurlijk ook nog mest uit dat weer op de akkers kan. En dat spaart weer de productie van koolstofemitterende kunstmestproductie. Het is wel even flink omdenken.
Het onderzoeksteam claimt al begonnen te zijn met opschalen en duizenden tonnen eiwit te kunnen maken, met een niet nader bekend gemaakte partner.
Nog 3
Je hebt 0 van de 3 kado-artikelen gelezen.
Op 5 mei krijg je nieuwe kado-artikelen.
Op 5 mei krijg je nieuwe kado-artikelen.
Als betalend lid lees je zoveel artikelen als je wilt, én je steunt Foodlog
Lees ook
Ik moet bij dit soort nieuws steeds weer denken aan deze start-up waarin DSM investeert. En aan het Finse Solein dat beweert eiwit van koolstof in de lucht te kunnen maken.
En nu komt het dus weer naar boven. Ja dus, er komt meer bij kijken dan koolstof alleen. Maar goed, koolstof slimmer gebruiken is 'hip'. Het verkoopt.
Waar het om gaat is: is het efficiënt(er) om eiwit te telen zonder plant of dier?
Ik hoor vooral Jopie zeggen 'ik denk het wel' (al je het maar niet weer in dieren stopt).
De microorganismen (gisten) maken de eiwitten, methanol is hun brandstof en koolstofbron. En er zal inderdaad ook een stikstofbron (en zwavelbron) in het medium moeten zitten.
Nico #6, Methanol lijkt mij ook als ik ChatGPT moet geloven.
'One example is the use of methanol in microbial fermentation processes, where certain microorganisms (such as certain strains of bacteria or yeast) can be engineered to produce proteins. Methanol is sometimes used as a carbon source in these processes, providing the necessary building blocks for the microorganisms to produce proteins.'
Ton Terlouw , het gaat om grote hoeveelheden methanol die (in een medium met het "Delft basic salt") door een methylotrophe gist (Picha pastoris) gebruikt worden als energiebron én als bouwsteen voor groei en reproductie. Dit is een gist die door de FDA het label GRAS (generally recognised as safe) heeft en waar uitgebreid aan ge Crispr-cassed is om gewenste eiwitten te produceren.
Elke vorm van methanol is goed, je kunt het uit CO2 en H2 (uit hernieuwbare bron) in elkaar knutselen, uit aardolie, uit plantenresten of zoals in China uit laagwaardige steenkool. En ik gok, dat die laatste optie het goedkoopst is en in enorme hoeveelheden beschikbaar.
Het produceren van Single Cell Protein is een oude techniek, warmee je ook direct eiwit kunt maken dat voor humane consumptie geschikt is, ipv veevoer.
Het nieuwe is het gebruik van laagwaardige steenkool voor de productie van methanol
En nog even ter verduidelijking: de constatering: "En dat spaart weer de productie van koolstofemitterende kunstmestproductie." is onjuist. Ook hier is stikstof nodig en dat moet gewoon met veel energie (en daar kun je theoretisch kiezen tussen fossiel en hernieuwbaar; ik gok op het eerste). Wél zou het kunnen betekenen dat de stikstofverliezen naar de omgeving bij de industriële processen veel minder zullen zijn dan bij sojateelt.
Super lang geleden - ik was student in Delft - deed ik mee met een wedstrijd, uit Wageningen kwam de vraag "wie komt er met het beste idee om bloembollen te verwerken en werkt het proces ook uit". Ons idee, koolstof vergassen, en van de C-tjes onder hoge druk diamanten maken. Het kon, of het idee zo goed was? Nee dat niet. Maar wel een aansprekend idee.
Vanavond heb ik uit de lucht gemaakte spruitjes en biefstuk gegeten.