De eiwittransitie is de transitie van het gebruik van dierlijke eiwitten naar plantaardige eiwitten. Naast de groei van de wereldbevolking en de welvaart, zijn duurzaamheid en dierenwelzijn belangrijke drijfveren achter deze transitie. De bovengenoemde definitie van eiwittransitie geeft gelijk de grenzen van mijn lectoraat aan. Het gaat over de eiwittransitie van dierlijk naar plantaardig. Dit sluit het gebruik van insecten als alternatieve eiwitbron uit van het onderzoek binnen het lectoraat. Insecten zijn dieren, wel is waar met een gunstige voederconversie, maar als dierlijk eiwit draagt de consumptie van insecten niet bij aan de eiwittransitie. De tweede afbakening ligt in de toevoeging ‘in voeding’. Hiermee wordt de focus van mijn lectoraat aangegeven. Binnen mijn lectoraat richten wij ons op de toepassing van plantaardige eiwitten in humane voeding en niet op de toepassing van alternatieve of plantaardige eiwitten in diervoeder. Tot slot, richten wij ons op de eiwittransitie in de volle breedte van de voeding, dus op de vervanging van alle dierlijke eiwitten, zoals die uit melk, ei en vlees.
MULTIFILE
Met dit opdrachtenboek wordt een brug geslagen tussen het onderwijs en externe bedrijven met onderzoeksvragen. In deze tweede versie van het IWP-opdrachtenboek in het kader van het IWP/Krachtig MKB van het Kenniscentrum Biobased Economy (KC BBE) en het Instituut voor Life Sciences & Technology (ILST) vindt u ILST-gerelateerde opdrachten voor de ILST-(honours)student of docent-onderzoeker. Deze opdrachten zijn geacquireerd in samenwerking met de Gebiedscoöperatie Westerkwartier en de Gebiedscoöperatie Oost-Groningen (i.o.); ‘opgehaald’ tijdens het door het KC BBE georganiseerde grassymposium en als kennisvraag ontstaan door eerdere verrichte onderzoeken vanuit het IWP-gebeuren.
For the future circular economy, renewable carbon feedstocks manifest considerable promise for synthesizing sustainable and biodegradable polyhydroxyalkanoate (PHA). In this study, 16 wt% and 30 wt% PHA (cell dry weight) are respectively produced by thermophilic Caldimonas thermodepolymerans from beechwood xylan and wheat arabinoxylan as the sole carbon source. Moreover, an in silico study of the potential xylan-degrading proteins was conducted using proteome sequencing and CAZyme specialized bioinformatic tools. This study demonstrates the feasibility of utilizing complex polysaccharide substrates for PHA biosynthesis, thereby potentially eliminate additional processing steps and reducing overall production costs for sustainable plastic.
MULTIFILE
Verduurzaming van de chemische en landbouwsector is essentieel om de klimaat- en circulaire doelstellingen te halen. Eén van de mogelijkheden om de chemische sector te vergroenen is om hernieuwbare grondstoffen als feedstock voor productie te gebruiken. Met name laagwaardige reststromen uit de agrarische sector komen hiervoor in aanmerking. In dit project wordt beoogd om koeienurine, die gescheiden is opgevangen van de ontlasting, te valoriseren richting hoogwaardige componenten voor (fijn)chemie en meststoffen. De focus zal in eerste instantie liggen op de isolatie van hippuurzuur en hieruit te synthetiseren benzoëzuur en glycine en de verwaarding van de resterende fractie richting natuurlijke meststoffen (kalium en ureum) voor de akker/tuinbouw. Het verkregen groene benzoëzuur is een goed alternatief voor het huidige uit de petrochemie gesynthetiseerde zuur en kan bijvoorbeeld als natuurlijk conserveringsmiddel in mengvoeders worden gebruikt. In een latere fase zullen ook overige waardevolle componenten (allantoine, creatinine, creatine, etc.) uit urine van koeien worden geïsoleerd en gevaloriseerd. Een succesvol project draagt bij aan het verbeteren van de business case van veetelers en maakt de scheiding van urine en ontlasting in de stallen aantrekkelijker. Additionele revenuen die uit de bioraffinage van urine worden verkregen kunnen gebruikt worden om de gedane investeringen in het “koeientoilet” terug te verdienen. De scheiding van urine en ontlasting levert een significante reductie in ammoniak-emissies op en draagt hiermee bij aan het oplossen van het “stikstofprobleem”. Reductie van CO2 wordt o.a. bewerkstelligd door verminderd gebruik van kunstmest en vervanging van uit de petrochemie afkomstige chemicaliën (benzoëzuur) door synthese uit natuurlijke (hernieuwbare) grondstoffen.
Aiming for a more sustainable future, biobased materials with improved performance are required. For biobased vinyl polymers, enhancing performance can be achieved by nanostructuring the material, i.e. through the use of well-defined (multi-)block, gradient, graft, comb, etc., copolymer made by controlled radical polymerization (CRP). Dispoltec has developed a new generation of alkoxyamines, which suppress termination and display enhanced end group stability compared to state-of-art CRP. Hence, these alkoxyamines are particularly suited to provide access to such biobased nanostructured materials. In order to produce alkoxyamines in a more environmentally benign and efficient manner, a photo-chemical step is beneficial for the final stage in their synthesis. Photo-flow chemistry as a process intensification technology is proposed, as flow chemistry inherently leads to more efficient reactions. In particular, photo-flow offers the benefit of significantly enhancing reactant concentrations and reducing batch times due to highly improved illumination. The aim of this project is to demonstrate at lab scale the feasibility of producing the new generation of alkoxy-amines via a photo-flow process under industrially relevant conditions regarding concentration, duration and efficiency. To this end, Zuyd University of Applied Sciences (Zuyd), CHemelot Innovation and Learning Labs (CHILL) and Dispoltec BV want to enter into a collaboration by combining the expertise of Dispoltec on alkoxyamines for CRP with those of Zuyd and CHILL on microreactor technology and flow chemistry. Improved access to these alkoxyamines is industrially relevant for initiator manufacturers, as well as producers of biobased vinyl polymers and end-users aiming to enhance performance through nanostructuring biobased materials. In addition, access in this manner is a clear demonstration for the high industrial potential of photo-flow chemistry as sustainable manufacturing tool. Further to that, students and professionals working together at CHILL will be trained in this emerging, industrially relevant and sustainable processing tool.
In the context of sustainability, the use of biocatalysis in organic synthesis is increasingly observed as an essential tool towards a modern and ‘green’ chemical industry. However, the lack of a diverse set of commercially available enzymes with a broad selectivity toward industrially-relevant substrates keeps hampering the widespread implementation of biocatalysis. Aminoverse B.V. aims to contribute to this challenge by developing enzymatic screening kits and identifying novel enzyme families with significant potential for biocatalysis. One of the most important, yet notoriously challenging reaction in organic synthesis is site-selective functionalization (e.g. hydroxylation) of inert C-H bonds. Interestingly, Fe(II)/α-ketoglutarate-dependent oxygenases (KGOs) have been found to perform C-H hydroxylation, as well as other oxyfunctionalization, spontaneously in nature. However, as KGOs are not commercially available, or even extensively studied in this context, their potential is not readily accessible to the chemical industry. This project aims to demonstrate the potential of KGOs in biocatalysis. In order to achieve this, the following challenges will be addressed: i) establishing an enzymatic screening methodology to study the activity and selectivity of recombinant KGOs towards industrially relevant substrates, ii) establishing analytical methods to characterize KGO-catalyzed substrate conversion and product formation. Eventually, the proof-of-principle demonstrated during this project will allow Aminoverse B.V. to develop a commercial biocatalysis kit comprised of KGO enzymes with a diverse activity profile, allowing their application in the sustainable production of either commodity, fine or speciality chemicals. The project consortium is composed of: i) Aminoverse B.V, a start-up company dedicated to facilitate chemical partners towards implementing biocatalysis in their chemical processes, and ii) Zuyd University, which will link Aminoverse B.V. with students and (bio)chemical professionals in creating a novel collaboration which will not only stimulate the development of (bio)chemical students, but also the translation of academic knowledge on KGOs towards a feasible biocatalytic application.
