Achtergrond

Bulkfermentatie gaat bio

Harmen Kamminga |

Ruud Weusthuis maakt fermentatietechnologie geschikt om laagwaardige chemicaliën en bio­brandstoffen te produceren op grote schaal.

‘De meeste bioreactoren voor melkzuurproductie werken bij neutrale pH, wat veelal calciumlactaat oplevert. Dit kun je met zwavelzuur omzetten in melkzuur. Dat levert echter veel gips als bijproduct. Oliemaatschappij Total vroeg ons om een methode om dat te omzeilen’, begint Ruud Weusthuis (51), universitair hoofd­docent microbial biotechnology bij Wage­ningen University & Research.

De oplossing die Weusthuis in juli publiceerde in Metabolic Engineering laat direct de werkwijze zien die de microbiële biotechnoloog hanteert. ‘Een stam van Monascus ruber gedijt goed in een groeimedium met een lage pH en een relatief hoge concentratie melkzuur. Door de schimmel genetisch zo aan te passen dat hij extra melkzuur maakt, dat zuur zelf niet meer verteert en ook geen ethanol produceert, lukte het ons om in een fermentatieproces rechtstreeks aanzienlijke hoeveelheden melkzuur te produceren, dat als grondstof voor polymelkzuur kan dienen.’ Om de cirkel rond te maken: ‘Een groot voordeel is dat onze reactor werkt bij een pH onder de pKa van melkzuur, zodat zich ook echt melkzúúr vormt.’

Kostbaar

Fermentatietechnologie is al eeuwenoud, maar de toepassing beperkt zich grotendeels tot levensmiddelen en farmaceutische producten. ‘Wie op grote schaal biobased grondstof voor kunststof of biobrandstof wil maken, ziet zich nog gesteld voor uitdagingen’, zegt Weusthuis. Een zuiver product uit een bioreactor krijgen, is op industriële schaal immers nog relatief duur. ‘Je kunt blijven proberen je reactor aan te passen, maar je wint veel meer door te zoeken naar de meest efficiënte micro-organismen voor je product, naar een combinatie van meerdere alternatieve metabole pathways om de productie te verhogen en door aan te sturen op een product dat door fasescheiding efficiënt aan het groeimedium is te onttrekken.’

‘Ik ga uit van het product'

Zo vroeg AkzoNobel Weusthuis of het mogelijk is om azijnzuur goedkoop uit biomassa te maken. Azijnzuur winnen uit de fermentatievloeistof is echter kostbaar. ‘Wij kijken nu of we E. coli de vluchtige ester ethylacetaat kunnen laten maken, die we in dampvorm kunnen afvangen. De ester kun je daarna eenvoudig omzetten in azijnzuur en ethanol.’

Puzzelen

Aan micro-organismen en fermentatieprocessen puzzelen fascineert Weusthuis al zijn hele loopbaan. ‘Ik ga uit van het product. Eerst kijk ik naar de manier waarop je het uit de vloeistof kunt halen, dan zoek ik welk micro-organisme dat het best kan doen en ten slotte hoe je het metabolisme van dat organisme zo kunt aanpassen dat het in een bioreactor het meest efficiënte proces oplevert.’

Na zijn biologiestudie in Groningen en promotie in de microbiële biotechnologie in Delft, werkte Weusthuis een aantal jaren als senior onderzoeker en afdelingshoofd voor het Wageningse contractonderzoeksinstituut Food & Biobased Research. Een aantal jaren geleden stapte hij over naar de universiteit. ‘Daar zit ik goed op mijn plek. Ik heb er de vrijheid om een eigen onderzoekslijn te ontwikkelen. En onderwijs geven en aio’s begeleiden vind ik fantastisch.’ De relatie met toegepast onderzoek raakte hij niet kwijt. ‘Iets maken dat een paar jaar later ook echt in een fabriek draait en bijdraagt aan een betere wereld geeft mij veel voldoening.

Tijdens het wetenschappelijke congres en de beurs Labtechnology op 3 en 4 oktober in Utrecht laat Ruud Weusthuis zien hoe metabolic engineering kan leiden tot efficiënte bulkfermentatie van interessante biomoleculen.

Deel deze pagina
Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven