Wat heeft de productie van staal te maken met de productie van visvoer? Als het van UGent’ers Myrsini Sakarika en Nele Ameloot afhangt: alles. Zij helpen namelijk CO₂ van staalproducent ArcelorMittal Belgium om te zetten in proteïnen, die op hun beurt kunnen dienen voor visvoer. Baanbrekend onderzoek, al moet er nog een en ander gefinetuned worden: “Vissen zijn nogal veeleisend als het op hun dieet aankomt.”
Het project is een mooi voorbeeld van hoe onderzoek een weg vindt naar de bedrijfswereld. Bio-ingenieur Myrsini Sakarika (vakgroep Biotechnologie) kon in haar labo het broeikasgas CO₂ omzetten in tien gram microbieel eiwit. Haar collega Nele Ameloot maakte als business developer afspraken met twee bedrijven voor een groter onderzoeksproject naar de omzetting van het problematische CO₂ in duurzaam en lekker visvoer: staalproducent ArcelorMittal Belgium en een bedrijf dat voederadditieven maakt.
Een duurzaam alternatief voor soja
Maar waarom is dat nodig? Plantaardige eiwitten zoals soja winnen aan belang voor de voeding van mens en dier. Ze worden gezien als duurzaam alternatief voor eiwitrijk vlees. Soja voor menselijke consumptie wordt vooral in Europa geteeld, maar soja voor diervoeder is minder duurzaam dan het op het eerste gezicht lijkt.
“Bij ons groeide soja uit tot een van de belangrijkste grondstoffen voor diervoeder”, zegt Myrsini. “Maar die wordt massaal geïmporteerd uit landen als Brazilië. Voor de aanleg van de sojaplantages wordt ontzettend veel amazonewoud gekapt. De sojateelt vraagt ook enorm veel water, pesticiden en mest.”
Het is in die problematiek dat het onderzoek van Myrsini een rol kan spelen. “Microbieel eiwit heeft al die nadelen niet. Het wordt gewonnen uit microben of micro-organismen die veel eiwitten in hun cellen hebben. Wij winnen ons microbieel eiwit uit CO₂, een afvalstroom die schadelijk is voor het milieu. Dat maakt het extra duurzaam. We moeten daarvoor niet naar Brazilië, maar vinden onze grondstof in overvloed in de Gentse haven, bij ArcelorMittal Belgium.”
Myrsini Sakarika en Nele Ameloot verwerken de CO₂ van ArcelorMittal Belgium tot visvoer voor een diervoederfabrikant.
Is er zoveel CO₂ te vinden bij de staalproducent?
Myrsini Sakarika: “ArcelorMittal Belgium vertrekt voor de productie van staal bij de ruwe grondstof ijzererts. Alle daaropvolgende stappen zorgen voor een overvloed aan gas, waarvan CO₂ en CO de hoofdmoot vormen. De fabriek in Gent is een van de belangrijkste emissiebronnen in Vlaanderen en is daarom ideaal om onze nieuwe technologie uit te testen. ArcelorMittal Belgium wil haar grote verantwoordelijkheid in het behalen van de klimaatdoelstellingen niet uit de weg gaan.”
Het is dus zowel in het belang van ArcelorMittal Belgium als van ons allemaal dat die CO₂ hergebruikt wordt voor duurzame doeleinden?
Myrsini: “Precies. De staalproducent spant zich nu al in om zoveel mogelijk CO₂ een ‘tweede leven’ te bezorgen. Ze zijn volop bezig met de uitbouw van Steelanol, een fabriek waar ze CO₂ en CO uit de industriële gassen omzetten in duurzame ethanol. Ze vangen het gas af dat tijdens de staalproductie vrijkomt, sturen het door een reactor en ‘voederen’ het zo aan micro-organismen die er duurzame ethanol van maken.
Zoals ik het nu vertel, lijkt het heel simpel, maar dat is het niet. Want er zijn heel wat tussenstappen nodig om van CO₂ en CO naar pure ethanol te geraken. Ons procedé om CO₂ naar eiwit voor visvoer om te zetten, is ook niet eenvoudig. Maar in ons lab toonden we aan dat het minstens even zinvol is.” Nele Ameloot: “We zijn nu volop bezig met het opschalen van het proces waar Myrsini en haar collega’s aan werken. Als die scale-up goed draait, willen we die uitbouwen tot een fabriek met bioreactors voor de vervaardiging van microbieel eiwit uit CO₂, vlak naast Steelanol.”
Hoe nieuw is het idee en de technologie om eiwitten uit micro-organismen te winnen?
Myrsini: “In de jaren zeventig vreesden steeds meer mensen voor voedseltekorten. Het leek alsof de voedselproductie nooit de snelgroeiende wereldbevolking zou kunnen blijven voeden. Dus kwam er een zoektocht op gang naar manieren om die productie op te drijven. Toen ontstond het procedé om micro-organismen in eiwitten om te zetten. De bedrijven die zich daarmee bezighielden, gebruikten als voedingsbodem producten uit de petrochemische nijverheid. Wij maken gebruik van CO₂, een broeikasgas. Dat is heel vernieuwend.”
Waarom gebruiken jullie de uit CO₂ gewonnen eiwitten specifiek voor visvoer?
Nele: “Om zalm, forel of garnalen te kweken, is er veel vismeel nodig. Dat wordt nu geproduceerd door het vermalen van zeedieren die massaal in de oceanen worden gevangen. Dat is allesbehalve duurzaam en zet de mariene biodiversiteit zwaar onder druk. Ons visvoer zal veel duurzamer zijn. Daar komt bij dat ons productieproces vertrekt vanuit verschillende micro-organismen. Gelijkaardige procedés gebruiken er slechts één. Ons eindproduct, het visvoeder, zal tot 75 procent proteïnen bevatten. Bovendien is de samenstelling ideaal voor het kweken van vis. Allemaal dankzij de gloednieuwe gepatenteerde technologie van Myrsini en haar collega’s. Die kan trouwens ook gebruikt worden voor de productie van varkensvoer of veevoeder, zolang het maar om eiwitten gaat.”
Dus ook voor voedsel voor menselijke consumptie?
Myrsini: “De wetgeving voor de vervaardiging van menselijke voeding is terecht heel strikt. Het productieproces zal dan aangepast moeten worden om de veiligheid te garanderen. Dat is vrij ingewikkeld, daarom concentreren we ons voorlopig op visvoer. Dat hebben we intussen goed onder de knie. De voedingswaarde van onze eiwitten is vrij hoog. Ze zijn daarom zeer geschikt voor vissen, want die zijn nogal veeleisend als het op hun dieet aankomt.”
Jullie vormen nu de ongewone link tussen een staalproducent en een voederadditievenproducent?
Nele: “Wij vormen inderdaad de schakel tussen wat een merkwaardige combinatie lijkt. (lacht) Als universiteit werkten wij al nauw met die bedrijven samen. We brachten ze met elkaar in contact en dat was eerst niet zo vanzelfsprekend, want ze spraken twee verschillende talen. Maar de mensen die er werken, zijn slim en zagen meteen de mogelijkheden.
Voor dit duurzaam chemieproject ontvangen we subsidies van de Vlaamse overheid. Die heeft een eiwitstrategie en legt daar fondsen voor opzij. De Gentse regio is trouwens uniek in het onderzoek naar, en de ontwikkeling van microbieel eiwit. We verenigden ons in The ProteInn Club en promoten zo eiwitten op basis van micro-organismen. Dankzij de subsidies gaan we nu met een eerste scale-up van start.”
Is er een groot verschil tussen een opstelling in het lab en productie op industriële schaal?
Nele: “Zeker, en zelfs na onze eerste opschaling halen we nog niet de grote industriële schaal. Nu gaan we van vijf liter tot 1500 liter en ruilen we het lab in voor een semi-industriële site. Ons voorlopig eindproduct ziet eruit als poeder, wat als voedsel voor een vis niet aantrekkelijk genoeg is. Diervoederproducenten hebben alle kennis en ervaring in handen om van onze proteïnen een lekkernij voor vissen te maken.”
Ook methaan is ideaal voor omzetting in eiwit
“Het Center for Microbial Ecology and Technology (CMET) van de UGent zoekt al een tijd naar interessante componenten waar microbiële eiwitten uit geproduceerd kunnen worden”, zegt bio-ingenieur Norah Benmeridja. “Zo kwam het biogas methaan in beeld. Als doctoraatsstudent onderzoek ik de omzetting ervan naar eiwitten.”
Methaan is net als CO₂ een broeikasgas. “Het doel is om methaan om te zetten naar een waardevol, duurzaam product. Methaan ontstaat tijdens de vergisting van bijvoorbeeld groenafval, zoals aardappelschillen op de composthoop. Van dit biogas willen wij iets eetbaars maken. Zo zetten we afval via een omweg om naar een eiwitrijke bron.”
Die eiwitten kunnen dan onderdeel vormen van diervoeding, zoals visvoer, maar ook van voedsel voor mensen? “Zeker. Ons onderzoek zit nog in de laboratoriumfase. We weten intussen exact welke micro-organismen we nodig hebben om methaan naar eiwit om te zetten. We hebben ook al een prototype van enkele grammen eiwit in poedervorm.”
De theorie werkt in de praktijk. “Ook wij bereiden ons nu voor om op te schalen. We voeren de grootte van onze bioreactoren op en plannen om volgend jaar testen uit te voeren met visvoer op basis van ons microbieel eiwit.” Zijn er al afspraken met de industrie? “Nog niet, maar de belangstelling is héél groot.”
"Het Center for Microbial Ecology and Technology (CMET) van de UGent zoekt al een tijd naar interessante componenten waar microbiële eiwitten uit geproduceerd kunnen worden. Zo kwam het biogas methaan in beeld. Als doctoraatsstudent onderzoek ik de omzetting ervan naar eiwitten”, zegt bio-ingenieur Norah Benmeridja.
Lees ook
Onderzoek met de ‘o’ van ontwikkelingssamenwerking
Hun onderzoek naar giftige schimmels in voeding is de basis, maar professoren Sarah De Saeger en Marthe De Boevre doen een pak meer. Een gedeelde passie voor ontwikkelingssamenwerking geeft hen een concreet doel: ze willen de gevaarlijke stoffen, die in het Globale Zuiden nog vaak tot doden leiden, volledig uitroeien.
Potgrond lijkt ecologisch, maar is vaak heel slecht voor het klimaat
Het ecologisch imago van potgrond bedriegt. Het is dan wel een goede voedingsstof om je planten te laten groeien, maar potgrond met turf is bijzonder belastend voor het klimaat. “Het is een fossiel materiaal dat in het rijtje van steenkool, aardolie en aardgas past”, zegt UGent-onderzoeker Ruben Vanholme.
Internationale toperkenning voor onderzoekster die strijdt tegen 'verborgen' honger
Professor Dominique Van Der Straeten mag zich voortaan fellow noemen van de prestigieuze American Association for the Advancement of Science (AAAS). Een internationale erkenning voor onderzoekers die een onschatbare bijdrage leveren aan de wetenschap en de toepassing ervan. In het geval van professor Van Der Straeten is dat voor haar onderzoek dat ‘verborgen’ honger en de gevolgen van de klimaatverandering moet terugdringen.
De CO₂-neutrale toekomst is haalbaar volgens Marten
We worden om de oren geslagen met nieuws over energiemaatregelen. Maar er gaapt een kloof tussen wat er als beleid wordt uitgestippeld en wat mensen écht doen.
