Binnen het lectoraat zijn meerdere projecten gericht op het ontwikkelen van biobased materialen. Daarbij hanteren de onderzoekers verschillende benaderingen; een biologische route via fermentatie en een chemische route met bioraffinage. ‘Maar eigenlijk komen die op heel veel plekken ook weer samen’, zegt Karin Struijs, projectleider Bioraffinage en Analytische Chemie bij de HAN. Bijvoorbeeld het gebruik van bioraffinage om cellulose vrij te maken uit plantenmateriaal om die vervolgens via fermentatie weer verder om te zetten.

Gerichte fermentatie is ook een van de manieren om waarde te creëren uit plantenresten. Maar ze kijken hier ook naar wat een plant nog meer kan bieden. Dit onderzoek komt veelal voort uit vragen van mkb-bedrijven en wordt mede gefinancierd via RAAK-mkb subsidies van SIA/NWO. Naast studenten werken er aan de projecten dan ook meerdere bedrijven en andere kennisinstellingen mee. 

Vezelhennep 

Onlangs is een project rond vezelhennep afgerond. De stengel levert vezels voor de productie van textiel, maar er blijft daarnaast een hoop materiaal over. Denk aan de bladeren en bloemen. Ook die zijn bruikbaar. Vezelhennep maakt, net als z’n meer bekendere broertje cannabis, namelijk ook een heel scala aan interessante cannabinoïden, flavonoïden en terpenen. Deze vinden nu al hun weg naar een grote verscheidenheid aan commercieel verkrijgbare cannabidiol (CBD)-oliën. ‘Aan deze CBD-oliën hangen heel wat gezondheidsclaims, zonder goede wetenschappelijke onderbouwing’, zegt Struijs. Bijvoorbeeld dat ze de werking van het immuunsysteem ondersteunen of bijdragen aan gezonde spieren en gewrichten. De onderzoekers besloten deze claims eens onder de loep te nemen. De meeste CBD-oliën zijn net even anders qua samenstelling en de kwaliteit loopt nogal uiteen.

‘Aan deze CBD-oliën hangen heel wat gezondheidsclaims, zonder onderbouwing’

Karin Struijs

Het team besloot de verschillende extractiemethoden en de daaruit voortkomende oliën met behulp van vloeistofchromatografie en massa spectrometrie te analyseren. In een volgende stap bestudeerden ze het effect van de extracten op bewegingsgemak en ontstekingsremming. Hiervoor gebruikten ze een bekend modelorganisme, de rondworm Caenorhabditis elegans, en muis-macrofaag (RAW) cellijnen. Het onderzoek bevestigde dat wel of niet verhitten tijdens de extractie bepaalt of cannabinoïden in de gedecarboxyleerde respectievelijk gecarboxyleerde vorm worden verkregen. Dit had weer invloed op de ontstekingsremmende werking van het extract. Hoe hoger het gehalte aan gedecarboxyleerde cannabinoïden, hoe minder ontstekingsparameters de onderzoekers in de cellijnen observeerden.

Een effect op het bewegingsgemak van C. elegans konden de onderzoekers echter niet aantonen. Naast cannabinoïden zijn ook de andere inhoudsstoffen uit de vezelhennepstromen in kaart gebracht, maar de concentraties waren te laag om eventuele gezondheidseffecten te kunnen meten.  

‘Als je de plantenstengels uitperst komen er nog liters sap uit’

Carlien Verberne - van de Laak 

Plantenstengelsap 

Ook voor de allerlaatste restroom, het plantenstengelsap, probeerde het team een zinvolle toepassing te vinden. Dat bleek echter niet vanzelf te gaan. Voorheen was het al gelukt om de vezels uit plantenstengels te gebruiken voor plaatmateriaal of als koolstofbron voor fermentatie. ‘Maar als je de plantenstengels uitperst komen er ook nog liters sap uit’, zegt Carlien Verberne - van de Laak, programmamanager bij het HAN BioCentre. ‘De vraag was dus of we hier ook nog iets mee kunnen.’ Misschien via direct gebruik, fermenteren of extractie.

Aan ideeën was geen gebrek. Gehoopte eindproducten waren onder meer schoonmaakmiddelen, desinfectiemateriaal, of voedingstoffen. Toch vielen bijna alle opties af. De concentraties bleken te laag voor directe winning. Het sap bevatte ook te weinig suikers voor gerichte fermentatie of voor de groei van gunstige micro-organismen. Restte de vraag: kan het sap de meststoffen vervangen die in de kasteelt worden toegevoegd aan de bewatering? Een nadeel is dat het sap veel klontjes en drab bevat, die kunnen het bewateringssysteem verstoppen. De eerste stap was daarom het vergelijken van methodes om een heldere vloeistof te krijgen, zoals wild fermenteren, flocculeren, en een combinatie van die twee.  

De tweede stap was een studie, waarbij tomatenplantjes met tomatenstengelsap zijn bewaterd. Die plantjes lieten een voordeel zien ten opzichte de meststoffen-loze negatieve controle zien. En vergeleken met positieve controle, bewatering met meststoffen, deden de plantjes die zijn bewaterd met (gefermenteerde) stengelsap het ongeveer even goed. ‘Het sap kan dus in ieder geval weer gebruikt worden in de teelt’, zegt Verberne-van de Laak.