Dat blijkt uit de eerste veldproeven die zijn uitgevoerd in het kader van het Europese Horizon 2020-project LIBBIO, dat is gestart in 2016 en is gericht op het verbeteren van marginale landbouwgronden. ‘We zijn nu halverwege en de resultaten zijn veelbelovend’, zegt Rob van Haren, lector Transitie Bioeconomie aan de Hanzehogeschool in Groningen. Hij is betrokken bij het project vanwege de inhoudsstoffen die uit de lupine zijn te extraheren.
‘De droge stofopbrengst aan groene biomassa van sommige lupinesoorten is zeer hoog, opbrengsten van meer dan 16 ton/ha zijn mogelijk. Bovendien is de opbrengst aan boontjes vergelijkbaar met die van bestaande lupineteelten: 3 tot 4 ton per hectare. In Polen en Roemenië is het vanwege het oliegehalte nu al economisch te produceren bij een opbrengst van 2 ton per hectare. Dit betekent dat de Andes lupine een rendabel gewas is voor Europa. En we gaan het nog verder veredelen.’
Vergelijkbaar met soja
Lupineteelt heeft bijzonder lage voedingsbehoeften, maar het gewas heeft wel het vermogen om stikstof vast te leggen en bodemfosfaat te mobiliseren. Het verbetert daardoor de eigenschappen van de bodem. De Andeslupineboon bevat tegelijkertijd meer eiwitten dan soja (zo’n 40%) en ongeveer net zo veel olie (20%). De businesscase van lupine is dus vergelijkbaar met die van soja. Ook die heeft zowel food- als non-food toepassingen. Soja groeit echter niet op arme gronden in Europa en heeft ten opzichte van lupine een negatief imago vanwege de veelvuldige genetische modificatie en intensief gebruik van herbiciden en pesticiden.
Dankzij de goede vetzuursamenstelling is lupine-olie prima geschikt voor voedingstoepassingen zoals margarine en mayonaise, maar ook voor non-foodtoepassingen, zoals verf en voor farmaceutica en cosmetica, zoals lippenstiften of crèmes. De boon is bovendien zeer rijk aan eiwitten en alkaloïden. Deze eiwitten zijn bijvoorbeeld te gebruiken als functionele voedingsingrediënten en als veevoer, terwijl alkaloïden tegenwoordig volop in de belangstelling staan vanwege de mogelijke toepassing in geneesmiddelen tegen kanker en als natuurlijk biologisch afbreekbare gewasbeschermingsmiddelen.
Superkritische extractie
De inhoudsstoffen worden uit de plant gehaald met een geïntegreerde superkritische bioraffinaderij. Daarbij vindt de extractie plaats onder hoge druk. Van Haren: ‘Op deze manier kunnen we zowel de olie als de alkaloïden oplosmiddelvrij uit de lupine halen. Ter vergelijking: olie uit sojabonen wordt geëxtraheerd met hexaan. Dat is een giftige stof, waarvan altijd een residu achterblijft. Met superkritische extractie heb je daar geen last van. Bovendien halen we in één bewerking ook de alkaloïden uit het gewas, wat het proces kosteneffectief maakt.’
Op laboratoriumschaal is dat al gelukt. Om het proces op te schalen, heeft de Zernike Advanced Processing faciliteit van de Hanzehogeschool Groningen (hbo), Rijksuniversiteit Groningen (wo) en Noorderpoort (mbo) onlangs een semi-industriële superkritische extractie-unit opgezet, met twee in serie geschakelde reactorvaten van elk 10 liter. Van Haren: ‘Hiermee kunnen we de druk van het ene vat in het andere pompen, waardoor ook de CO2 wordt gerecycled. Op deze manier verbruiken we bijna geen CO2, wat een verdere kostenbesparing oplevert.’
De installatie bestaat verder uit een vier meter hoge fractioneringskolom, warmtewisselaars, procescontrolesystemen en superkritische CO2 sproeidrogers. Met die laatste onderdelen zijn Van Haren en zijn studenten inmiddels druk bezig, eiwitten te isoleren uit de lupine. ‘Zo krijgen we puur eiwit. Ook dit proces gaan we opschalen. Dankzij de sproeidrooginstallatie kunnen we de eiwitten onder superkritische condities drogen en onder meer gebruiken als coating voor andere stoffen. Zo kunnen we bijvoorbeeld gecoate nanodeeltjes maken voor medicijnen, nutraceutica of cosmetica. Dat zijn interessante high-end toepassingen.’
Technology push en pull
De vooruitzichten voor lupineteelt in Europa zijn dus gunstig. Zaadveredelingsbedrijven hebben al aangegeven, in de verdere ontwikkeling van het gewas te willen investeren. ‘Dat is de eerste stap in de keten die op gang moet komen. Aan het andere eind zie je dat de producten die daarmee worden gemaakt een grote aantrekkingskracht hebben op consumenten. Er is dus zowel een technology-push als een technology-pull. Die laatste wordt gecreëerd door de hoogwaardige eindproducten en die push onder andere door het project van de Hanzehogeschool.’
Inmiddels is er een structurele samenwerking opgezet met een genetisch centrum in Ecuador, voor het uitwisselen van genetisch materiaal tussen Europa en Zuid-Amerika. Ook worden nieuwe tools toegepast zoals de GWAS (Genome Wide Association Study), ontwikkeld om de veredeling te versnellen en zo nog sneller nieuwe rassen op de markt te kunnen krijgen. ‘Dat zijn belangrijke doorbraken.’
Het LIBBIO project is gestart op 1 oktober 2016 en zal naar verwachting eindigen op 30 september 2020. De geschatte projectkosten bedragen 5 miljoen euro. Hanzehogeschool is wetenschappelijk coördinator van het LIBBIO project waar 14 partners uit 8 landen samenwerken voor de ontwikkeling van een duurzame lupine supply chain.
Dit artikel kwam tot stand in samenwerking met de Hanzehogeschool Groningen
