Wetenschap - 15 mei 1997

Promoties

Promoties

Promoties
Bacteriele enzymen vertakken de suikerketens in aardappelzetmeel
Enzymen uit de bacterien Escherichia coli en Anacytis nidulans die zorgen voor de vertakking van suikerketens bij de productie van het bacteriele zetmeel glycogeen, kunnen ook in diploide aardappels hun werk doen. Genetisch gemodificeerde planten met de genen die voor deze enzymen coderen, produceren zetmeel waarin het aantal vertakkingen met maximaal 35 procent is toegenomen. Door deze toename veranderen de fysisch-chemische eigenschappen van het zetmeel; de maximale stroperigheid bij verhitting met water wordt lager en bij mutanten zonder amylose, een fractie nauwelijks vertakt zetmeel, werd een zwakkere gel gevormd
Dit blijkt uit het proefschrift dr Anne Korstee, waarop ze 6 mei bij plantenveredelaar prof. dr ir Evert Jacobsen promoveerde. De zetmeelfabricant Avebe en Hettema Zonen Kweekbedrijf financierden het onderzoek, met subsidie van het ministerie van Economische Zaken
Plantaardig zetmeel bevat twee verschillende fracties: amylose, waarbij de suikerketens geordend naast elkaar liggen, en amylopectine, waarin de suikerketens regelmatige zijwaartse vertakkingen hebben. De bacteriele en dierlijke vorm van zetmeel, glycogeen, is veel sterker vertakt en minder geordend. Het bacteriele vertakkingsenzym bleek bij de productie van beide plantaardige fracties voor extra vertakkingen te zorgen. Het transgene zetmeel blijft echter veel minder vertakt dan glycogeen
Behalve door het lage gen-expressieniveau en de lage activiteit van het ingebrachte enzym zou ook de structuur van de zetmeelkorrel zelf het maximale aantal vertakkingen kunnen beperken. Misschien is er wel weinig ruimte voor veranderingen van de structuur van het zetmeel als niet ook de structuur van de korrel veranderd wordt, stelt Korstee
Verder onderzoek is nodig om uit te vinden wat voor toepassingen deze zetmelen met gemodificeerde samenstelling kunnen bieden. (MS)
Enzymen breken moeilijk afbreekbaar deel pectine af
Aspergillus niger is een schimmel die zich van nature van vele celwandafbrekende enzymen bedient om appelpulp af te breken. Het gebruikt daarbij een enzym dat interessant is voor de industriele productie van appelsap. Dat enzym, rhamnogalacturonan hydrolase genaamd, kan een deel van de clusters van wilde suikervertakkingen afbreken die een gering onderdeel van het pectine vormen. De afbraak is echter niet compleet. Voor een complete afbraak zijn ook nog andere enzymen nodig. Dat blijkt uit het proefschrift van dr Marjon ten Hoor-Suykerbuyk, waarop zij 7 mei promoveerde bij biochemicus prof. dr Colja Laane
In haar promotie-onderzoek plaatste Ten Hoor een andere schakelaar voor een gen, waardoor de schimmel het enzym in grote hoeveelheid ging produceren als hij de enkelvoudige suiker xylose voorgeschoteld kreeg in plaats van appelpectine. Dit leverde een zuiverder product op, omdat de schimmel op appelpectine ook enzymen produceert die andere appelpectinedelen afbreken
Om meer over de regulatie van het gen te weten te komen, vergeleek Ten Hoor het erfelijk materiaal van twee verschillende schimmels. Verder muteerde ze A. aculeatus, de producent van een commercieel enzympreparaat, met UV-licht. De vier mutanten, die verschillende hoeveelheden enzym produceerden, hadden op verschillende gebieden van het erfelijk materiaal een verandering ondergaan. Ten Hoor concludeert dat die gebieden alle vier betrokken zijn bij de regulatie van de productie van het enzym. (MS)
Groene meren vergen ecosysteembenadering
Het terugdringen van de fosfaatbelasting in de Nederlandse meren is niet voldoende om het water daar weer helder te krijgen. Een ecosysteembenadering waarbij alle biologische en fysische factoren worden betrokken, is nodig om de algengroei terug te dringen. Dat stelt dr Harry Hosper in zijn proefschrift Clearing Lakes, waarop hij op 13 mei promoveerde. In het proefschrift beschrijft hij de jarenlange worsteling met de groene meren, zo genoemd vanwege de algengroei, in Nederland. Ook geeft hij een aantal oplossingsrichtingen
Hosper, werkzaam bij het Rijksinstituut voor integraal zoetwaterbeheer en afvalwaterbehandeling (RIZA), beschrijft een groot aantal praktijkgevallen waarin is geprobeerd meren en plassen weer schoon te krijgen nadat de lozing met fosfaat inmiddels is afgenomen. Daaruit blijkt dat vaak maar op een beperkt aantal factoren van het ecosysteem is ingegrepen om de algenbloei tegen te gaan en helder water te krijgen. Dit ingrijpen staat de laatste jaren bekend onder de term actief biologisch beheer
In de praktijk is echter gebleken dat dit type beheer lang niet altijd tot goede resultaten leidt. Volgens Hosper geeft het bodemslib, ook na het stoppen van fosfaatrijke lozingen, stoffen af, waardoor het water niet helder wordt. Tijdens proeven in enkele plassen bleek dat zelfs het verwijderen van de bovenste sliblaag niet tot de gewenste helderheid leidt. Meer effect heeft het volgens Hosper om het water in de winter flink door te spoelen met vers water van elders
Hij meent verder dat de uitdunning van de visstand een goede methode is om het water helder te krijgen. Door watervlooien-etende vissen als brasem en blankvoorn weg te vangen, blijft namelijk de populatie watervlooien op peil. Deze Daphnia's eten de algen die de groene meren veroorzaken. De visstand kan worden beinvloed door een predator (snoek of baars) te introduceren of de vissen weg te vangen. (GDu)
Membraanfiltratie kan olie efficient uit afvalwater halen
Oliebevattend afvalwater kan efficient gereinigd worden met membraanfiltratie. Dr Ageeth Lefferts promoveerde 14 mei op een onderzoek naar membraanfiltratie als scheidingsmethode voor fijnverdeelde emulsies
Koelvloeistoffen en ander industrieel afvalwater bevatten vaak lage concentraties olie, in kleine stabiele druppeltjes door het water verdeeld. De laatste jaren worden steeds vaker membranen gebruikt voor de scheiding van olie en water. Bij conventionele membraanfiltratie wordt het meeste water uit het mengsel door een membraan geperst, waardoor een sterk geconcentreerde oliemengsel overblijft dat verbrand kan worden
Lefferts onderzocht een systeem waarbij het membraan niet het water doorlaat, maar de olie. Wanneer het volume van de olie veel kleiner is dan dat van het water is dat efficienter. Het membraanoppervlak zou in zo'n proces veel kleiner kunnen zijn en de zuivering daarmee goedkoper
Lefferts vond een modelsysteem waarin de snelheid van het reinigingsproces wordt bepaald door de snelheid waarmee de oliedruppeltjes zich naar het membraan bewegen. Een elektrisch veld kan de negatief geladen oliedruppeltjes naar het membraan trekken, waardoor het proces aanzienlijk sneller verloopt. Het transport van de druppeltjes zou ook bevorderd kunnen worden door het afvalwater op een andere manier langs het membraan te leiden
Het nieuwe systeem zou kunnen concurreren met de oude systemen bij de reiniging van grote stromen afvalwater met lage concentraties olie. Toch zijn er nog problemen te overwinnen voordat het systeem klaar is voor de praktijk. Industrieel afvalwater is vaak verontreinigd met oppervlakteactieve stoffen die het filtratieproces verstoren. Omdat de samenstelling van afvalwater vaak niet precies bekend is, is moeilijk in te schatten op welke plaatsen het systeem toepasbaar is. Bovendien kan de samenstelling van het afvalwater van dag tot dag sterk verschillen, waardoor het proces moeilijk te reguleren is. (KVe)

Re:ageer