Wetenschap - 6 februari 1997

Amylopectine-aardappel moet zich nog bewijzen

Amylopectine-aardappel moet zich nog bewijzen

Amylopectine-aardappel moet zich nog bewijzen
Zetmeelbedrijven zoeken naarstig nieuwe afzetmogelijkheden
Biotechnologen modificeerden aardappelen, zodat ze zuiver amylopectine produceren. Dat zetmeel is makkelijk te verwerken. Er bestaan echter al maisrassen met alleen amylopectine en binnenkort komen ook tarwerassen met zuiver amylopectine op de markt. De concurrentie in de zetmeelwereld is hard en de risico's bij het ontwikkelen van nieuwe producten groot
De Groningse zetmeelfabrikant Avebe verwacht veel van zijn nieuwe aardappel Apriori, bleek 21 januari tijdens het lustrumsymposium van de studenten Bioprocestechnologie. Dit aardappelras, vertelde biotechnoloog dr P.M. Bruinenberg van Avebe, bevat dankzij het blokkeren van een gen slechts een van de twee soorten aardappelzetmeel, namelijk amylopectine. Niet-gemodificeerde aardappelen bevatten behalve het vertakte, grote molecuul amylopectine ook het kleinere molecuul amylose. Amylose is voor veel toepassingen een sta-in-de-weg. Het zetmeel klontert makkelijk en kan daarom zorgen voor een vervelende instabiliteit van een product
De fabrikant kan ook met fysische en chemische scheidingsmethoden zuiver amylopectine verkrijgen, maar dat kost veel energie en chemicalien. Avebe stopte dan ook vijftien jaar geleden met die methoden, omdat ze niet rendabel waren. Met de Apriori-aardappel kan de zetmeelfabrikant opnieuw amylopectine verkopen
Afgelopen jaar verbouwden zo'n honderd akkerbouwers de Apriori. De verwerking begint deze maand in een speciaal ingerichte fabriek. Voorlopig gaat het amylopectine alleen naar de papierindustrie voor bindmiddelen en coatings, en naar de kledingindustrie voor ondermeer versterking van garens. De resten van de aardappelen gaan naar de veevoederindustrie
Met leveringen aan de voedingsindustrie wacht Avebe nog. De overheid heeft weliswaar toestemming gegeven om het amylopectine uit Apriori in voedingsmiddelen te verwerken, maar het bedrijf wil eerst de maatschappelijke discussie over genetische manipulatie afwachten. We denken een schitterend product te hebben, verklaart woordvoerder H.G. Alrich aan de telefoon. Maar je hebt te maken met de publieke opinie.
Tijdens het congres toonde Bruinenberg de superieure kwaliteiten van het Apriori-amylopectine vergeleken met amylopectine uit mais: het is zeer zuiver en het is stabiel. Het bedrijf, dat zetmeelderivaten levert aan de voedingsindustrie en aan farmaceutische en chemische industrieen, wil niks zeggen over nieuwe toepassingen
Postzegels
De voedingsindustrie is de belangrijkste afnemer van de zetmeelfabrikanten. Deze neemt 55 procent van het zetmeel af in de vorm van zetmeelsuikers, bindmiddelen, verdikkingsmiddelen en stabiliseermiddelen voor snacks, koekjes, vleeswaren, soeppoeders en kant-en-klare maaltijden. De farmaceutische en chemische industrie nemen 16 procent af, de papierindustrie 27 procent en de veevoedersector 2 procent. In deze technische industrieen gaat het om uiteenlopende toepassingen als kleefstoffen voor behang en postzegels, vulmiddelen in cement of pleistermateriaal en hulpstoffen voor cosmetica, het reinigen van flessen en het verharden van beton
Avebe moet concurreren met zetmeelleveranciers in Europa, de VS en Japan. In West-Europa verkopen negentien bedrijven jaarlijks voor zo'n vijf miljard dollar aan zetmeelderivaten en ruw zetmeel, aldus het blad Carbohydrates van oktober 1996, dat geheel is gewijd aan zetmeel. Aardappelen leveren maar een kwart van het zetmeel. 48 Procent komt van mais, 27 procent van tarwe en zo'n 5 procent van tapioca of cassave. De meeste fabrieken zijn ingericht op of tarwe, of mais of aardappelen. De afzetmarkten van de bedrijven overlappen elkaar voor zo'n 95 procent, schat F. Slijkerman, secretaris van de Vereniging voor Nederlandse Fabrikanten van Graanzetmeel. Het gaat immers steeds om amylopectine en amylose. Ruwweg is het verschil dat tarwe- en maiszetmeel goedkoper is, en dat aardappelzetmeel zuiverder en witter is. De concurrentie is hard, ervaart Slijkerman. Met de vier graanzetmeelfabrikanten in Nederland hebben we wel geprobeerd samen onderzoek op te zetten maar dat mislukte. Het is ook absoluut verboden op elkaars fabrieksterrein te komen.
Korrelverdeling
Biotechnologen proberen de zetmeelsamenstelling van alle drie de gewassen te verbeteren. Daarbij gaat het allereerst om het verkrijgen van zuiver amylopectine. Maar voor andere toepassingen, zoals gladde coatings op papier, is juist een hoog percentage amylose gewenst. TNO-voeding in Zeist tracht met Leidse plantkundigen de korrelverdeling van tarwezetmeel te verbeteren, omdat het korreltype invloed heeft op de winning van het zetmeel. Japanse biotechnologen werken aan mais-amylopectine met kortere ketens, om amylopectine geschikt te maken voor diepvriesvoedsel. Weer anderen maken rassen met extra fosfaat aan de zetmeelmoleculen, ten behoeve van derivaten voor de wasmiddelenindustrie
Een amylosevrij maisras, Waxy-mais, is al een paar jaar op de markt. Dit tot tevredenheid van het maiszetmeelbedrijf Amylum in Koog aan de Zaan, dat het amylopectine vooral aan de voedingsindustrie levert. Amylum ziet geen bedreiging in de amylopectine-aardappel van Avebe, vertelt verkoopmanager J. Borgers van Amylum Nederland. De onderzoekers van zijn bedrijf hebben niet kunnen aantonen dat het amylopectine uit de Apriori-aardappel beter is dan de mais-amylopectine. Wel moet de mais-amylopectine nog chemische modificaties ondergaan. Maar de consument heeft chemische modificatie geaccepteerd, terwijl dat bij genetische modificatie nog onduidelijk is. Daarbij zal maiszetmeel altijd goedkoper blijven, verwacht Borgers, omdat zestig procent van de maiskorrel bestaat uit zetmeel en de fabrieken het hele jaar door mais hebben. Aardappelen bestaan voor slechts zestien procent uit zetmeel en zijn alleen in het seizoen te krijgen
Enzymen
Tarwespecialist dr J.W. van der Kamp van TNO-voeding meldt dat Japanners rond 2000 amylosevrije tarwerassen op de markt willen brengen. Tarwe-amylopectine geeft stevigheid en smaak aan noodles. Vooral Aziaten stellen hoge eisen aan dit meelproduct
Het veredelen van gewassen met betere eigenschappen voor de verwerkende industrie past in het moderne ketendenken. Tot voor tien jaar was de zetmeelverwerker afhankelijk van wat de boer te bieden had, verklaart dr G. Beldman, die op de LUW-vakgroep Levensmiddelentechnologie werkt aan celwandmodificerende enzymen. Inmiddels stellen de grote verwerkers kwaliteitseisen aan de gewassen. En omdat ze er ook voor willen betalen, ligt hier voor biotechnologie- en zaadbedrijven een terrein braak
Ook de onderzoekscholen Vlag en Experimentele plantwetenschappen hebben elkaar dit terrein gevonden. Beldman diende onlangs met dr R.G.F. Visser van de vakgroep Plantenveredeling bij de EU een voorstel in om aardappelen beter verwerkbaar te maken. De onderzoekers willen genen in aardappel zetten die coderen voor pectinases. Deze celwandmodificerende enzymen breken celwandpolysacchariden af. Zo is het zetmeel uit aardappelen makkelijker te winnen. Daarnaast hopen ze het restmateriaal lucratiever te maken. Door de ingebouwde pectinase-genen zal er meer pectine in het aardappelafval zitten, en pectine is te verkopen aan de voedingsindustrie, die het gebruikt als verdikkingsmiddel in jam en toetjes
De vakgroep Plantenveredeling heeft ook flink bijgedragen aan de Apriori-aardappel. Visser weet dus waarover hij praat. Het is niet zo dat je, als je in een goed ras een gen verandert, al na een selectie het ras hebt dat je wilt. De meeste nakomelingen zullen te weinig opbrengen vanwege neveneffecten. Je moet dus veel uitgangsmateriaal hebben en je moet een aantal jaren selecteren. In 1987 hadden de Apriori-veredelaars het gen geidentificeerd dat codeert voor het GBSS-enzym, verantwoordelijk voor amylose. Pas rond 2002 verwacht Avebe grootschalige toepassing van de nieuwe aardappel
Een ander probleem is dat biotechnologen nooit precies kunnen voorspellen hoe genenmanipulatie het zetmeel verandert. Visser: Vaak pakt het net even anders uit dan je verwacht. Het resultaat is bijvoorbeeld dat het zetmeel tien keer viskeuzer is. Maar dan zegt de industrie: Dat is niet genoeg, het moet duizend keer viskeuzer zijn. Toch is het project dan voor de universitair onderzoekers niet mislukt. Ze krijgen zo meer inzicht in de biochemische processen
Enzymleveranciers als het Deense Novo Nordisk en Gist-Brocades helpen de zetmeelindustrie met betere, zetmeelmodificerende enzymen. Met de moderne DNA-technieken duurt het nog maar zo'n twee jaar om een gen te isoleren. Ook het screenen van micro-organismen op gewenste genen gaat steeds sneller. Is het niet makkelijker om enzymen aan het zetmeel toe te voegen, in plaats van de plant te veredelen? Levensmiddelentechnoloog Beldman vindt van niet. Enzymen zijn maar kort werkzaam, de productieomstandigheden moeten steeds optimaal zijn en je moet ze elk proces weer opnieuw toevoegen. Met een ras dat zelf zijn zetmeel of celwanden voor de industrie modificeert, kan een bedrijf die verwerkingsstap gewoon overslaan
Vetvervangers
Met al die nieuwe technieken om de zetmeelmoleculen te modificeren, ontplooien zich evenveel ideeen voor nieuwe markten en toepassingen, zoals vetvervangers, oppervlakte-actieve stoffen in wasmiddelen en materialen om pesticiden gecontroleerd in de omgeving te verspreiden
De verwachtingen zijn vooral hooggespannen waar het gaat om afbreekbare bioplastics. Maar hard gaat die ontwikkeling niet. Het verst is het Duitse Velca-trading dat zogeheten Biobags op de markt brengt, afbreekbare afvalzakken die zijn gemaakt van maiszetmeel. Maar de markt blijft klein, want de Biobags zijn nog vier keer zo duur als plastic zakken. Bovendien beginnen ze in de gft-emmer al na een paar dagen te lekken
Verkoopmanager Borgers van Amylum is vooralsnog niet optimistisch over nieuwe afzetmarkten. Ik heb veel ideeen voorbij zien komen, maar er is nog weinig van gerealiseerd. Neem vetvervangers. Er zijn nu zo'n zestig producten met vetvervangers maar een succes is het niet. Consumenten vinden ze blijkbaar toch niet lekker.
Bioplastics en derivaten voor wasmiddelen zijn nog te duur, merkt hij op. Dat wordt pas anders met strengere milieuwetgeving of wanneer olie en aardgas opraken. Daarnaast gaat het vaak om zetmeelderivaten voor kleine, gespecialiseerde markten, terwijl de ontwikkelingskosten hoog zijn. Dat geldt zeker voor de amylopectine-aardappel, waar de kosten voor risicoanalyse en regulering de veredelingskosten overtreffen. Borgers: Avebe zelf zal er best van overtuigd zijn dat het eruit kan met de amylopectine-aardappel, maar ik moet het nog zien.

Re:ageer