Rob van Haren (1961) is als Lector Bioeconomie verbonden aan de Hanzehogeschool, zijn officiële installatie is eind maart 2016. Van Haren (zie kader) heeft een uitgebreid cv, met een loopbaan die zich voornamelijk in fundamenteel en toegepast onderzoek in de primaire sector heeft afgespeeld. Zo ontwikkelde hij onder meer teeltmethodieken voor aardappeltelers en deed hij baanbrekend werk op gebied van natuurlijke bestrijding van plaagdieren.
Momenteel zijn plaagdieren wel de laatste organismen waar Van Haren zich mee bezighoudt. De focus van zijn lectoraat ligt, zoals vermeld, op extractiemethoden die vriendelijker zijn voor de portemonnee (uiteindelijk), het milieu en het eindproduct. ‘Je kunt inhoudsstoffen extraheren via oplosmiddelen als hexaan. Dat is uiteindelijk geen duurzame oplossing. Omdat je deze solvents vaak ook weer moet scheiden van de inhoudsstoffen, en deze vaak toxisch en explosief zijn, is het door afgewentelde kosten niet goedkoop en kom je in de knel met Europese wetgeving (REACH).’
Superkritische CO2
Superkritische CO2-extractie is een van de duurzamere extractiemethoden die binnen het lectoraat nader zullen worden onderzocht. Deze methode is gebaseerd op superkritische “groene” oplosmiddelen. Vaak wordt CO2 gebruikt dat boven 31 ˚Celsius en bij een kritische druk van 73 bar in de superkritische fase komt. Hierbij is CO2 vloeibaar en heeft het het gedrag van een organisch oplosmiddel zoals hexaan. Een bijkomend voordeel is dat superkritische CO2 ook kan worden ingezet als droogmethode, water lost immers op in CO2.
‘Het is een veelbelovende technologie, maar we zullen wel per business case moeten onderzoeken – onder meer in de pilotfaciliteit ZAP – of de proceskosten opwegen tegen de baten. We werken hier onder meer samen bedrijven als Feye- Con die opereren in dit domein. Binnen ZAP hebben we inmiddels een indrukwekkend arsenaal aan apparatuur: extractoren, extruders, sproeidrogers en een scCO2-chromatograaf, waarmee we tot kilogramschaal chirale moleculen kunnen scheiden. Dat is met name bij farmaceutisch onderzoek van belang.’
Deep Eutectic Solvents
Naast superkritische CO2-extractie worden ook andere groene extractiemethoden onderzocht, zo stelt Van Haren. Andere ‘kandidaten’ voor groene extractie zijn bijvoorbeeld subkritisch water en deep eutectic solvents. Bij de eerste methode wordt water tussen het kookpunt en 374 graden Celsius onder druk gehouden zodat deze vloeibaar blijft. De vloeistof gedraagt zich onder deze omstandigheden als een organisch oplosmiddel doordat de waterstofverbindingenworden gevormd door mengsels van twee vaste stoffen die – eenmaal gemengd – vloeibaar worden door waterstofbrugdonatie tussen beide componenten. Het mengsel heeft een smeltpunt dat significant lager ligt dan van de afzonderlijke stoffen: het eutectisch punt. Hierdoor kunnen vaste stoffen vloeibaar worden bij kamertemperatuur en onder atmosferische druk.
Beide methoden zijn, vergeleken met superkritische CO2, in een minder vergevorderd stadium, maar kunnen zich wel op termijn ontwikkelen tot interessante alternatieven. ‘De Hanzehogeschool en de bijbehorende onderzoeksfaciliteiten, zoals het eerder genoemde ZAP, kunnen daarbij de verbindende schakel zijn tussen lab en industriële schaal’, aldus Van Haren.
Bioceuticals
Via de bovengenoemde extractiemethoden moeten bioceuticals, bio-actieve bestanddelen, worden geoogst. Deze werkzame stoffen kunnen vervolgens door de farmaceutische industrie, de cosmetica-industrie en de voedingsmiddelen/ supplementenindustrie worden gebruikt. ‘In de praktijk zijn het niet de Merck’s of L’Oréals van deze wereld, maar vaak kleinere toeleveranciers aan deze multinationals’, zo stelt Van Haren. ‘Sommige van deze toeleverende bedrijven zijn ook betrokken bij onze projecten. We hebben gekozen voor verschillende strategieën wat betreft de eindmarkten. In farma ligt de focus op de ontwikkeling van grondstoffen voor medicijnen die al op de markt zijn. Dat houdt in dat dure klinische dossiers niet nodig zijn. We kijken daarbij naar business cases waar een bepaald bestanddeel schaars is, bijvoorbeeld het actieve bestanddeel podofyllotoxine als grondstof voor het anti-kanker medicijn etoposide en teniposide. Een precursor hiervan is te vinden in de wortels van fluitenkruid. Momenteel is een plantje, Podophyllum hexandrum, in de Himalaya de belangrijkste bron. Dit plantje wordt echter door het intensief plukken met uitsterven bedreigd.’
Lupine
Andere alternatieve ‘farmaroutes’ die binnen het Lectoraat worden onderzocht, zijn die op basis van cannabinoïden (cannabiniol) en paclitaxel (taxol, van de taxusplant) en artemisinine (van de zomeralsem). Deze inhoudsstoffen worden gebruikt, cq. hebben potentieel als medicijn bij de behandeling van tumoren, waarbij ze de deling van kankercellen remmen. De cosmetica- en nutraceuticalsmarkt zijn iets gemakkelijker te betreden omdat deze minder streng zijn gereguleerd dan farma. Een interessante kandidaat is de lupine, Van Haren’s favoriete gewas. ‘Lupine bindt stikstof uit de lucht en verrijkt daarmee de bodem. Bovendien is het gewas, afhankelijk van de soort, rijk aan onverzadigde oliën, eiwit en prebiotische oplosbare vezels. Daarnaast bevat het vitamines, mineralen en verschillende bio-actieve componenten, waaronder terpenoïden, flavenoïden en alkaloïden. Zo is aangetoond dat lupine-eiwit het LDL- cholesterolgehalte bij patiënten met hypercholesterolemie verlaagt.’
Diversiteit en diversificatie
Een bijkomend effect van rotatiegewassen als lupine is dat boeren minder afhankelijk worden van hun hoofdgewassen als aardappelen, suikerbieten of graan. ‘Het is niet alleen een kwestie van het op peil houden van de biodiversiteit, maar ook van diversificatie met bedrijfseconomische voordelen. In geval van lupine kunnen de eiwitten in de boon worden gebruikt in vleesvervangers. Dat gebeurt al, onder meer door Vivera, Meatless en de Vegetarische Slager. De schil van de lupineboon is daarbij nog een uitdaging. Deze bevat wellicht collageen-stimulerende bestanddelen die mogelijk in cosmetica als “anti-verouderend middel” kunnen worden gebruikt. Een andere optie is om de voedingsvezels van lupine te verwerken in veevoer, waarbij de prebiotische werking leidt tot een betere darmgezondheid, of tot functionele voeding voor de mens waar de prebiotische stoffen de probiotische werking van producten versterken.’ Uiteindelijk moet een meer gevarieerde ‘gewasportfolio’ leiden tot een betere onderhandelingsen inkomenspositie van boeren, aldus Van Haren. ‘Dat gaat niet van de ene dag op de andere. Ketens, zoals de lupine, moeten worden opgezet. Bij voorkeur moet het gewas zo optimaal mogelijk worden benut. Dat is vaak ook de achilleshiel van bioraffinage van veel gewassen: de eindproducten moeten allen gaan ‘vliegen’, wil de business case zich rond rekenen. Dat is overigens geen reden om het niet te doen. Als het gemakkelijk zou zijn, zou iedereen het kunnen.’
Dr. ir. Rob van Haren (Nijmegen, 1961) studeerde Biologie aan Wageningen UR en promoveerde in 1995 aan de Vrije Universiteit te Amsterdam. Hij was tot 2001 werkzaam bij Plant Research International in Wageningen als programmaleider en senior-onderzoeker Agro-Ecologie. Van 2001 tot eind 2007 was hij werkzaam bij Avebe als onderzoekscoördinator “duurzame keteninnovatie AGROBIOKON”. Van Haren was tevens projectdirecteur KiemKracht waar hij namens de akkerbouwsector verantwoordelijk was voor het opstellen van de innovatieagenda 2030.
