Publicatie in Bioengineering over onderzoek binnen Circulaire Biopolymeren Waardeketens

Als resultaat van het onderzoek in het project Circulaire Biopolymeren Waardeketens voor PHA en Cellulose is er een artikel gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Bioengineering (MDPI). Het artikel beschrijft de resultaten van onderzoek naar de bacteriële productie van PHA, een biopolymeer, door een gemend microbieel consortium (MMC).


Het project Circulaire Biopolymeren Waardeketens voor PHA en Cellulose (ook wel CBW-project genoemd) richt zich op de productie van biopolymeren. Biopolymeren vormen een goed alternatief voor traditionele plastics. PHA is zo’n biopolymeer. PHA is biologisch afbreekbaar, waardoor problemen zoals zwerfafval en microplastics in de oceaan vermeden kunnen worden. Daarnaast wordt het gemaakt met (agrarische) reststromen, wat het een biobased, circulair materiaal maakt.

Biopolymeren zijn minder schadelijk voor de natuur, waaronder oceanen


PHA’s worden geproduceerd door bacteriën. Deze bacteriën gebruiken organische materialen als voedingsbron en produceren daarbij PHA. Ze slaan deze PHA op in hun cellen als een reservebron van energie voor het geval er periodes van voedselschaarste optreden. De samenstelling van hun voedingsbron is een belangrijke factor in dit proces.


Voor dit onderzoek werd gekeken naar gemende microbiële consortia, wat eigenlijk een groep van diverse natuurlijk voorkomende bacteriën is die bestaat uit verschillende soorten. Gemengde microbiële consortia zijn veelbelovend voor het maken van PHA’s omdat ze gebruik kunnen maken van goedkope afvalstromen als substraat, zoals afvalwater, ruwe palmpitolie, afgewerkte bak- en braadolie, kaaswei en koffiedik, maar ook varkensafval. De meeste organische afvalstromen bevatten mengsels van (vluchtige) vetzuren, zoals azijnzuur, propionzuur, boterzuur, valeriaanzuur, en hexaanzuur. Deze vetzuren zijn perfecte substraten voor de productie van PHA's.

Microben maken gebruik van natuurlijk reststromen om PHA te produceren

Dit proces vereist echter veel precisie. De samenstelling van de voedingsbron heeft namelijk veel invloed op de samenstelling van het biopolymeer, en de kwaliteit van het bioplastic dat hiermee gemaakt kan worden. Het is een hele uitdaging om goedkoop, ongedefinieerd restafval met ongedefinieerde natuurlijke microbiële consortia om te zetten tot PHA. Het doel van het CBW-project was om hier een betrouwbaar en consistent proces van te maken.


Hierbij kwamen veel vragen kijken. Wat is bijvoorbeeld het effect van de samenstelling van de voeding op de PHA-productie? Wat is de efficiëntie van de cellen om PHA te produceren? Welke soorten PHA's kunnen worden geproduceerd, en hoe kan dit worden gestuurd? Welke microben binnen de consortia spelen een hoofdrol bij de PHA-productie?

In het onderzoek werd onderzocht welke bacteriesoorten het beste PHA kunnen produceren

In dit artikel wordt beschreven hoe er onderzocht is wat de belangrijkste bacteriesoorten binnen een gemengd microbieel consortium voor PHA-productie zijn, wat hun kenmerken zijn, en hoe ze geïsoleerd kunnen worden. Hiervoor kweekten de onderzoekers een microbieel consortium om de overheersende stam verder te verrijken onder een zogenaamd 'feast-famine' regime, waarbij de bacteriën tijdens de ‘feast-fase’ voldoende te eten hadden en PHA als reserve energiebron ophoopten, en tijdens de ‘famine-fase’ werden uitgedaagd de opgeslagen PHA daadwerkelijk te gebruiken om te groeien. Het substraatverbruik en de microbiologische diversiteit werden geanalyseerd. Tenslotte werd de bacteriesoort geïdentificeerd en gekarakteriseerd die een grote rol speelde bij de PHA-productie.

Wil je meer weten over dit onderwerp? Kom dan naar de slotbijeenkomst voor het CBW-project!

Uitgelichte berichten
Recente berichten