Industrie & Milieu - Onderzoek
Inhoudsopgave
Wetenschappers zijn doorlopend op zoek naar nieuwe stoffen en hun toepassingen, zoals nieuwe medicijnen en alternatieve, biologische brandstoffen. Daarnaast onderzoeken ze ook hoe ze de biologische productieprocessen (bioprocessen) van bestaande stoffen kunnen verbeteren.
Industriële productieprocessen worden zo effectief mogelijk ingericht, maar blijken soms nog voor verbetering vatbaar: bijvoorbeeld sneller, milieuvriendelijker of goedkoper. Micro-organismen kunnen daarbij een rol spelen. Soms kan een bepaald enzym bijvoorbeeld beter door een ander micro-organisme worden geproduceerd of door een organisme dat genetisch is gemodificeerd dan via een chemisch productieproces, zoals het enzym chymosine dat nodig is voor de productie van kaas. Dit eiwit werd vroeger uit de magen van jonge kalveren gehaald, maar kan nu veel sneller, eenvoudiger en diervriendeljiker geproduceerd worden met behulp van genetisch gemodificeerde micro-organismen.
Bioprocessen
Het verbeteren van productieprocessen vergt veel onderzoek; wetenschappers moeten immers achterhalen welk micro-organisme of enzym het meest geschikt is voor de productie van een bepaalde stof.
Onderzoek naar productieprocessen kan zowel in een bedrijf als op een universiteit worden uitgevoerd. Het Kluyvercentrum in Delft is één van de onderzoeksinstituten die onderzoek doen naar fermentatie- en biokatalyse processen.
Biochemicaliën
- Bioplasticproducerende micro-organismen
Met behulp van enzymen of cellen afkomstig van micro-organismen kunnen biochemicaliën worden geproduceerd. Onder biochemicaliën vallen onder andere voedselingrediënten zoals bepaalde vitaminen, medicijnen en fijne chemicaliën zoals ingrediënten voor verf, zeep, cosmetica, lijm en additieven.
B-Basic, een samenwerkingsverband van universiteiten, industrieën en onderzoeksinstituten, doet onderzoek naar bioprocessen voor de productie van chemicaliën
De Universiteit van Groningen doet met name onderzoek naar de productie van antibiotica met behulp van enzymen. Zo kijken ze of de enzymatische reactie kan worden verbeterd, zodat antibiotica makkelijker kunnen worden geproduceerd.
Ook sommige voedingsmiddelen behoren tot de biochemicaliën. Dit zijn voedingsmiddelen waarbij biotechnologische processen worden ingezet, zoals bij de productie van bier. Het NIZO in Ede doet onderzoek naar de verbetering van voedingsmiddelen. Dit doen ze in opdracht van de voedingsmiddelenindustrie.
TNO is ook een belangrijk kennisinstituut in Nederland op het gebied van biotechnologie en voeding. TNO doet onderzoek voor zowel de industrie als voor de overheid.
Het Dutch Polymer Institute (DPI) zorgt voor goede basiskennis over polymeren, waaronder biopolymeren. Biopolymeren kunnen als vervangers voor kunststoffen dienen. Bij DPI werken bedrijven, onderzoeksinstituten en universiteiten samen.
Biobrandstoffen
Er wordt veel onderzoek gedaan naar biobrandstoffen. Dit zijn brandstoffen die de traditionele fossiele brandstoffen kunnen vervangen en de uitstoot van het broeikasgas CO2 door auto's en fabrieken verlagen. Ethanol (of alcohol) is de bekendste biobrandstof.
Ethanol wordt nu nog vooral gewonnen door de omzetting van suiker afkomstig van gewassen als suikerbiet, suikerriet en maïs. Voor de omzetting van suiker tot ethanol wordt bakkersgist gebruikt. Met één type suiker dat veel in hout voorkomt heeft de gist moeite, namelijk xylose. Wanneer xylose zou worden omgezet tot alcohol zou de alcoholproductie aanzienlijk stijgen.
Onderzoekers van de Technische Universiteit van Delft hebben ontdekt dat in olifantenpoep een schimmel voorkomt die wel xylose kan omzetten naar alcohol met een enzym en hebben dit enzym in het genoom van bakkersgist ingebouwd. Daarmee zou de bakkersgist met eenzelfde hoeveelheid grondstof, bijvoorbeeld suikerbieten, méér ethanol kunnen produceren, en is er minder afval. Ook het B-Basic onderzoeksprogramma doet onderzoek naar de productie van biobrandstoffen.
Bioinformatica
DNA-onderzoek levert tegenwoordig enorme hoeveelheden gegevens op. De DNA-code van één mens loopt al in de miljarden basenparen. Om met die informatie onderzoek te kunnen doen zijn krachtige computers en slimme software nodig. Dat is het domein van de bioinformaticus. Bioinformatica is het gebied dat de nieuwste inzichten uit de informatica, wiskunde en ICT toepast op biologisch onderzoek, vooral genomics en proteomics experimenten.