Wetenschap - 9 juni 2010

Oranje boven

Oranjegekte kun je het misschien niet noemen. Maar diverse Wageningse onderzoekers hebben wel zo hun eigen oranjekoorts. Een greep uit het oranje-gevoel van Wageningen UR.
Door Roelof Kleis, Albert Sikkema en Hans Wolkers

1-oranje.jpg
Natuur juicht niet voor oranje
De roggelelie. Lang hoeft prof. Joop Schaminée van Alterra niet na te denken over de vraag een oranje plant te noemen. Helaas is de bloem wel uiterst zeldzaam.
De Hollandse natuur juicht niet voor oranje. Schaminée schieten maar een paar soorten te binnen die oranje bloemen hebben. Het oranje havikskruid natuurlijk. En vooruit, het rood guichelheil. Dat is - in weerwil van de naam - ook wel oranje te noemen. En natuurlijk de roggelelie of oranjelelie. De Lilium bulbiferum subsp. croceum is zonder twijfel de mooiste inheemse oranjeklant. Maar een kleine kans dat iemand hem kent, want de plant is uitermate zeldzaam. Alleen filatelisten zullen hem mogelijk herkennen: de plant werd in 1994 geëerd met een zegel.
Dat was vroeger wel anders. Toen was de oranje roggelelie net zo prominent in akkers aanwezig als de blauwe korenbloem of de rode klaproos. 'Maar als er iets in ons land achteruit is gehold dan is het wel de akkervegetatie', vertelt Schaminée. 'De Nederlandse akkers bevatten eens een grote hoeveelheid bijzondere en zeldzame planten. Maar door ontwatering, intensivering en schaalvergroting van de landbouw is die diversiteit op de meeste plekken verdwenen. De roggelelie heeft daardoor een enorme klap gekregen.'
De roggelelie wordt in Schaminées overzicht van de Nederlandse plantengemeenschappen ingedeeld bij de Korensla-associatie, de gemeenschap die je van oudsher tegenkomt op de roggeakkers van de essen. 'Op enkele plaatsen in ons land wordt geprobeerd die oude essen te herstellen. Bijvoorbeeld in het Drentse museumdorp Orvelte.'
Schaminée beschrijft de roggelelie in het boekje Midden-Drenthe, getekend in het zand. Het werkje uit 2006 is een pleidooi voor de erkenning en het herstel van de typische streekeigen natuur. 'In de gemeente Midden-Drenthe betreft dat bijvoorbeeld de roggelelie. Die hoort daar van oudsher, maar komt nu helaas niet meer voor. We vonden de bloem alleen nog bij mensen in de tuin. Die hadden hem ooit uit de natuur overgeplant.'  
Schaminée hekelt de eenvormigheid die overal is ontstaan. 'Iedere streek had vroeger zijn eigen landbouwgewassen en -rassen, zijn eigen type boerderij en zijn eigen beheersvormen. Het waren complexe samenlevingen, het resultaat van eeuwenlange processen. Maar dat is bijna helemaal verdwenen. Voor die eigenheid, daar vraag ik aandacht voor.'
Verf met calendula
Robert van Loo van Plant Research International doet onderzoek aan de goudsbloem, de Calendula officinalis. Die dankt zijn oranje kleur aan het bètacaroteen in de bloem.
Calendula is bekend van de helende zalfjes en babyolie, maar dat is niet de reden dat Van Loo de bloem interessant vindt. Hij veredelt de goudsbloem om er zuivere zaadolie uit te winnen. Door zijn sterk drogende werking is de calendulaolie met zijn oranje gloed geschikt voor toepassing in verf. Calendula Oil BV, een spin-off van Wageningen UR, ontwikkelt een productie- en afzetketen van calendulaolie voor de verfindustrie.
De goudsbloem heeft nog een verrassende toepassing. De bloemen worden ook aan kippenvoer toegevoegd. Zo krijg je mooie oranje eidooiers.

Oranje is lekkerder
De oranje wortel die we vandaag zo gewoon vinden, is in Nederland ontstaan in de zestiende eeuw. Daarvoor hadden penen allerlei kleuren, variërend van wit en geelgroen tot paars-rood. Die kleurige penen kwamen uit Turkije en Afghanistan via Spanje in ons land terecht.
Twee ontwikkelingen hebben geleid tot de moderne peen zoals wij die kennen. Ten eerste de ontdekking van een zoetere peen met een hoger suikergehalte, die beter in de smaak viel. Dat viel samen met de toename van bètacaroteen in de wortel, dat ook voor de kleur zorgt. Oranje heeft het dus gemaakt door de betere smaak.
De moderne peen danken we verder aan de ontwikkeling van een kortere peen die geschikt was voor teelt in bakken. Tot de eerste rassen behoorden de 'Utrechtse Bak' en de 'Amsterdamse Bak', die tot op de dag van vandaag nog bestaat.

Oranje sturen op atomair niveau
Het oranjerode deel van licht levert de meeste energie op. Het Laboratorium voor Organische chemie werkt aan nieuwe materialen die juist dat deel van het licht vangen.
Bij zonnecellen denk je nu nog aan grote, vlakke platen op het dak. Grootschaliger toepassingen zijn er eigenlijk nog niet. Maar dat gaat veranderen. Voor prof. Han Zuilhof, hoogleraar Organische chemie, staat dat vast. Zijn groep werkt hard aan nieuwe materialen om licht te vangen. Materialen die makkelijk plooibaar en toepasbaar zijn in welke vorm je maar wilt. Plastic dus.
Bij de nieuwe zonnecellen is het plastic de drager. Organische materialen vangen het licht op. De onderzoekers keken daarbij goed naar hoe de natuur dat doet. Zo kwamen ze uit bij caroteen, de kleurstof in wortels. 'Wij hebben een hele serie stoffen gemaakt die lijken op caroteen', vertelt Zuilhof. 'Door een groepje erbij of eraf te doen, kunnen we precies de golflengte sturen van het licht dat we willen vangen.' De chemicus stuurt oranje dus tot op atomair niveau. 'Daar kan de bondscoach van Oranje nog een puntje aan zuigen', grapt Zuilhof.
Het grote voordeel van die organische lichtvangers is dat ze makkelijk in plastic zijn in te bouwen. Zuilhof: 'Ze gaan door fotochemische afbraak alleen wel snel kapot. Dat geldt voor alle organische materialen. Wil je zorgen dat de lichtvangers heel blijven, dan moet je toch naar anorganische materialen toe.'
Die anorganisch component is in dit geval silicium, het basismateriaal van de traditionele zonnecel. Maar dan in een nieuwe gedaante: siliciumnanodeeltjes. Die deeltjes hebben een precies bepaalde grootte, met een jasje van een heel dunne organische coating van ongeveer een nanometer dikte. Dit nanojasje moet oxidatie tegengaan. Promovendus Umesh Chinnaswamy maakt siliciumbolletjes van twee tot vijf nanometer. Zuilhof: 'Die vangen elk een klein deel van het spectrum op, afhankelijk van de grootte van het deeltje.' De grootte van het deeltje is dus een parameter waar je op kunt sturen. 'Hoe groter het deeltje, hoe roder de absorptie. En halverwege zit je bij oranje. Daar zijn we nu mee bezig. Rood hebben we nog niet zo goed in de vingers.'
Ook voor de nanodeeltjes geldt dat ze voor een toepassing ingebed worden in plastic. Het zou dus zomaar kunnen dat mobiele telefoons over een tijdje gaan werken op dit soort plastic zonnecellen. Zuilhof: 'Met organisch materiaal als de levensduur kort kan zijn, en anorganisch als het duurzamer moet.'

Gestreste alg verschiet van kleur
De alg Dunaliella salina heeft een opmerkelijke eigenschap. Als de alg gestrest raakt, verschiet hij van kleur: van knalgroen naar feloranje. Bètacaroteen, de  stof die ook wortels oranje kleurt, is hiervoor verantwoordelijk.
'Normaal bevat deze alg slechts een half procent bètacaroteen', vertelt Rene Wijffels, hoogleraar Bioprocestechnologie. 'Maar als je Dunaliella stress geeft door bijvoorbeeld teveel licht te geven, dan neemt dit gehalte toe tot wel tien tot vijftien procent. Het bètacaroteen beschermt namelijk de alg tegen schadelijke stoffen die ontstaan door de overdosis licht.'
De geplaagde alg kleurt niet alleen prachtig oranje, maar produceert door de stress ook meer vet. Dat vet wordt als bolletjes in de cel opgeslagen en vormt een uitstekende basis voor biodiesel. 'We dachten eerst dat we de algen konden melken. Zonder de algencel te doden zouden we er carotenen en vet met een oplosmiddel uit kunnen halen', legt Wijffels uit. 'Het oplosmiddel leidde echter tot spontane celdood. Van melken was dus geen sprake. Toch kan zo wel continu bètacaroteen worden geproduceerd, doordat groei de celdood compenseert.'
Het leuke van Dunaliella vindt Wijffels dat de oranjekleuring het stressproces wel heel visueel maakt. 'In een practicum laten we studenten een strategie bedenken om met deze alg zoveel mogelijk caroteen te maken. Vervolgens moeten ze hun idee in de praktijk uitvoeren. Het resultaat is een prachtig keurenpalet, dat afhangt van het succes van de gekozen strategie.'

Oranje cassave moet Afrika veroveren
Voedingsonderzoeker Inge Brouwer is een voetbalfan. 'Ik ga geregeld naar wedstrijden van Oranje, in een oranje uitdossing.' Vorige week was ze nog bij de oefeninterland Nederland-Ghana. Helemaal haar kleur dus, de oranje cassave, een van de voedingsmiddelen die ze als onderzoeker in Afrika introduceert.
Brouwer is onderzoeksleider van het programma Instapa van de Europese Unie, dat strategieën ontwikkelt voor verbeterd basisvoedsel in Afrika sub-Sahara. Ze werkt op dit moment vooral aan de oranje cassave in Kenia. Die cassave is verrijkt met bètacaroteen, die in de cassave wordt omgezet in vitamine A. Deze vitamine zorgt voor betere ogen en hogere weerstand.
'We hebben honderd cassavevariëteiten geplant in Kenia met uiteenlopende concentraties bètacaroteen, dat er van nature al in zit. We hebben een Braziliaanse variëteit gekruist met lokale Afrikaanse variëteiten om het gehalte bètacaroteen te verbeteren. Een concentratie van vijftien microgram bètacaroteen per gram cassave is nodig voor een gezondheidseffect. Tussen de honderd variëteiten ontdekten we er zelfs eentje met 23 microgram per gram cassave. Die is roodoranje. En we hebben nog twee variëteiten gevonden die boven de twintig microgram zitten.' 
Daarna wil Brouwer de oranje cassave aanbieden aan de lokale bevolking. 'De ervaring leert dat ze geen bezwaar hebben tegen oranje cassave en bereid zijn er meer voor te betalen als je goed uitlegt wat de gezondheidsvoordelen zijn.' Eerst wil ze een voedingproef doen bij Keniaanse kinderen die zes maanden oranje cassave krijgen voorgeschoteld. 'Aan het begin gaan we hun vitamine A-deficiëntie bepalen en aan het eind van de proef willen we dan opnieuw hun vitamine A-status meten.'
Er zijn ook proeven om oranje maïs te veredelen. Dat gebeurt in het programma Harvest Plus van de internationale landbouwinstituten van het CGIAR. Naast vitamine A willen de onderzoekers ook een hoger gehalte aan zink, ijzer, jodium en foliumzuur in planten of voedingsmiddelen realiseren. 'Dit zijn de grote vijf aan micronutriënten in voeding. Wie hieraan een tekort heeft, heeft meer last van ziekte en een slechtere cognitieve ontwikkeling', zegt Brouwer.

Schimmel maakt pindabrij smakelijk
'Het is echt lekker', zegt levensmiddelenmicrobioloog en fermentatie-expert Rob Nout. Hij wijst op een foto met fel oranje schimmels die woekeren op een ondefinieerbare ondergrond.
De ondergrond blijkt te bestaan uit restanten van uitgeperste pinda's. Oncom heet het uit Indonesië afkomstige voedsel. De schimmel Neurospora intermedia vervult een onmisbare rol in de bereiding van oncom. 'Je ent een blok geperst pindaresidu met schimmeldraden, en binnen een dag is de pindamassa volledig doorgroeid met schimmel', legt Nout uit. 'De schimmel is dan nog wittig van kleur, maar stel je het blok aan licht bloot, dan kleurt het binnen enkele uren oranje.'
De schimmel fermenteert de flauwe pindabrij tot een lekker voedingsmiddel dat in Indonesië erg populair is. 'Tijdens die omzetting verandert de textuur en ook de smaak', zegt de ermentatiedeskundige. 'De oranje schimmel maakt de brij makkelijker kauwbaar en zet restanten van de pindaolie om in allerlei verbindingen die het een pittige, nootachtige smaak geven.'    


De Oranje Lijst
Het Centrum Genetische Bronnen Nederland (CGN) is de samensteller van de Oranje Lijst van groentegewassen. Daarop staan de rasnamen van diverse groentegewassen die in Nederland werden geteeld tussen 1850 en 1940. De rassen zijn grotendeels verdrongen door commerciële, hoogproductieve rassen.
Aan de lijst was behoefte omdat niet duidelijk was welke rassen tot het Nederlandse biocultureel erfgoed behoren en bescherming verdienen. Momenteel staan er 2830 oude rassen op, die vaak aan de basis stonden van de huidige groenterassen. Zo bevinden zich ongeveer 750 oude aardappelrassen op de lijst, waaronder de Schoolmeester, de Zeeuwse Blauwe en het Berlikumer Geeltje.
Van de aardappelrassen die tot de Tweede Wereldoorlog werden geteeld, zijn er nog zeventig beschikbaar. Verder staan er op de lijst veel oude rassen van erwt, boon, sla, ui, sjalot, prei, andijvie, wortel en kool. Ongeveer een kwart van de oude rassen is inmiddels niet meer verkrijgbaar. Oranje is dus zeldzaam.
De Oranje Lijst is overigens niet compleet. Hij wordt nog steeds aangevuld met nieuwe groentegewassen. Meer info op www.deoerakker.nl.

Re:ageer