Een witloofbedrijf produceert aanzienlijke hoeveelheden reststromen die tot op vandaag weinig opleveren. Ze bevatten nochtans waardevolle componenten. Halffabricaten uit de bioraffinage van witloofwortels kunnen dienen als ingrediënt voor voeding en dranken of als gronds tof voor de productie van bioplastics. Binnen het CichOpt-project gaan we na hoe deze reststromen in de toekomst een echte meerwaarde kunnen vormen voor de witloofteler.
Reststromen nog onderbenut
De witloofteelt in België, Nederland, Frankrijk en Duitsland brengt grote hoeveelheden reststromen met zich mee. In België alleen al worden naar schatting jaarlijks meer dan 50.000 ton geforceerde witloofwortels geproduceerd. Een groot deel hiervan komt gratis of tegen een kleine vergoeding in de veevoeding terecht of wordt gebruikt als grondstof voor vergistingsinstallaties. Blaadjes die overblijven na het opschonen van de witloofkrop en onverkoopbare witloofkroppen worden zelden of nooit voor verdere doeleinden gebruikt. Hetzelfde geldt voor reststromen van de andere Cichorium-soorten, zoals de snijresten van radicchio en andijvie die nu dikwijls naar de biogascentrale of compostering gaan. Bij de industriële extractie van inuline uit cichorei, ontstaat er eveneens een grote hoeveelheid pulp die vooral als diervoerder wordt gevaloriseerd.
CichOpt-project gaat voor hoogwaardige valorisatie
De reststromen van de vermelde Cichorium-gewassen leveren de landbouwer vandaag dus geen of slechts een minimale meerwaarde op. Sommige van deze reststromen bevatten nochtans nuttige inhoudsstoffen. De ontwikkeling van nieuwe toepassingen dringt zich op. Dat is dan ook het doel van het CichOpt-project. CichOpt staat voor ‘Optimaal gebruik en valorisatie van biomassastromen van Cichorium’.
Reststromen eerst screenen op waardevolle componenten
Eén van de doelstellingen van het CichOptproject is om via een zo eenvoudig mogelijk bioraffinageproces fracties te verkrijgen die aangerijkt zijn met de waardevolle componenten uit de reststromen. Die fracties kunnen dan worden gebruikt in nieuwe, hoogwaardige toepassingen. Meer specifiek hebben we interesse in voedingsvezels, suikerketens, sesquiterpeenlactonen en polyfenolen. Kennis over de concentratie van elk van deze componenten in de reststromen is van groot belang voor de verdere valorisatie. Daarom wordt in een eerste fase van het project een aantal commercieel relevante rassen van elk van de Cichorium-gewassen gescreend op deze componenten in de verschillende weefsels (bladeren, wortels, haarwortels). Elke partner in het consortium heeft zijn specialiteit. Binnen het CichOpt-project leggen we die specifieke expertises samen om op de meest efficiënte manier halffabricaten te produceren die kunnen worden gebruikt in bepaalde hoogwaardige toepassingen.
Bioraffinageproducten als functioneel voedingsingrediënt
Voedingsvezels zijn vooral interessant voor toepassingen in de voedingsindustrie. ILVO legt zich toe op deze toepassing. We zijn geïnteresseerd in de opzuivering en stabilisatie van voedingsvezels en suikers, maar ook in de sesquiterpeenlactonen en polyfenolen. De voedingsvezels zijn een potentieel ingrediënt in het groeiend aanbod van plantaardige voeding (vegetarische burgers en broodbeleg, spreads, brood …). De sesquiterpeenlactonen zijn samen met de polyfenolen ook interessant voor hun potentieel positieve effecten op de gezondheid. Zo is gekend dat deze antioxidanten vrije radicalen wegvangen die schade kunnen veroorzaken aan cellen en weefsels. Maar door hun typische bittere smaak zijn deze componenten ook gewenst in bepaalde dranken zoals bier en gin.
Suikerketens als grondstof voor bioplastic
De suikerketens aanwezig in de reststromen interesseren de partners van de universiteit van Hohenheim dan weer heel sterk. Daar zijn de onderzoekers namelijk bezig met het op punt stelle n van het productieproces van hydroxymethylfurfural (HMF), gebruik makende van de suikers aanwezig in Cichorium-reststromen. HMF is een grondstof voor de productie van biomaterialen (bioplastic). Uit hun onderzoek bleek dat kortere suikerketens van belang zijn om tot een efficiënt opzuiveringsproces te komen. Aangezien zowel de veldfase, de bewaring als de forcerie een invloed hebben op de uiteindelijk concentratie van deze kortere suikerketens in de geforceerde witloofwortel, wordt de invloed van deze factoren voor verschillende witloofrassen onderzocht.
Antimicrobiële stoffen voor farmaceutica
Naast een anti-oxidatieve werking hebben de sesquiterpeenlactonen en polyfenolen ook een antimicrobiële en anti-inflammatoire werking. Dat maakt deze componenten ook uitermate interessant voor hun toepassing in cosmetische en farmaceutische producten. Binnen CichOpt zal de Finse partner VTT de toepassing in cosmetische producten evalueren. Zij onderzoeken binnen dit kader ook of haarwortels van witloof kunnen worden gebruikt om deze bioactieve componenten uit te extraheren.
Gericht veredelen mogelijk met kennis over inhoudsstoffen
De universiteit van Wageningen voert binnen het CichOpt -project verschillende analyses uit op DNA en op moleculair niveau. Deze analyses z ijn specifiek gericht op het in kaart brengen van de hoogwaardige componenten in zowel de reststromen als de verschillende plantenweefsels, en dit voor verschillende rassen van witloof, roodloof, Friseline, cichorei,radicchio en andijvie. Uit de resultaten zullen we niet alleen veel leren over de aanwezigheid en concentratie van de hoogwaardige componenten zelf, maar de verzamelde informatie zal ook als basis kunnen dienen voor een meer gerichte veredeling. Zo kunnen nieuwe variëteiten worden geselecteerd met specifieke smaken of met hogere concentraties van specifieke componenten.
Kosten en baten worden in kaart gebracht
Nieuwe toepassingen in de praktijk lanceren zal uiteindelijk alleen mogelijk zijn als ze economisch rendabel zijn en ook effectief een duurzame meerwaarde creëren voor de landbouwer. Hierbij zijn onder meer de kost voor het eventuele transport van de reststromen, het bioraffinageproces en de verdere verwerking tot de eindproducten belangrijke aspecten. Om een goed beeld te krijgen van de economische haalbaarheid voeren we een technisch-economische haalbaarheidsstudie uit waarbij alle kosten en baten zo volledig mogelijk in rekening worden gebracht.
Wordt vervolgd
Voor zowel de witloof- als de cichoreisector kan de valorisatie van de bestaande reststromen een nieuwe inkomstenbron opleveren, waardoor de rendabiliteit kan verbeteren. De karakterisering van de componenten die de smaak beïnvloeden en tegelijk gezondheidsbevorderende effecten hebben, kan toelaten om via gerichte veredeling van rassen nieuwe afzetmarkten te creëren. Wat de beste strategie is bij de ontwikkeling van een geschikt bioraffinageproces voor de opzuivering van hoogwaardige componenten, zal nog moeten blijken. Welke kleinschalige verwerking (eventueel mobiel) kan eventueel op het landbouwbedrijf worden uitgevoerd en welke processen worden beter gecentraliseerd, in grotere units? Verder onderzoek en een haalbaarheidsstudie zullen hier meer inzicht in geven. Het CichOpt-project loopt nog tot maart 2021, wordt dus zeker vervolgd.
Dit onderzoek werd uitgevoerd in het k ader van het ERA-NET FACCE SURPLUS ‘CichOpt’-project.
FACCE SURPLUS ontving fondsen van het HORIZON 2020 onderzoek - en innovatieprogramma van de Europese Unie (project 652615). Op Vlaams niveau wordt het CichOpt -project gefinancierd door het Agentschap Innoveren & Ondernemen.