Anaerobe fermentatie is een kostengunstige manier om een breed scala aan hoogwaardige additieven zoals essentiële aminozuren te produceren voor bijvoorbeeld de veevoederindustrie. De ontwikkeling van effectieve anaerobe processen, waarin Wageningen University & Research al 15 jaar pioniert, zal bijdragen aan het milieuvriendelijker voeden van dieren en mensen en een verhoging van de voedselzekerheid wereldwijd. De lage kostprijs is mogelijk doordat het omzettingsrendement van het suikersubstraat in energietermen uitgedrukt boven de 90% ligt en de kapitaalkosten algauw viermaal lager liggen dan in aerobe fermentaties het geval is. Een kosteneffectief proces/techniek voor aminozuurproductie middels anaerobe fermentatie bestaat nog niet. Van de negen essentiële aminozuren wordt een drietal al grootschalig aan mengvoeder toegevoegd omdat hierdoor bespaard kan worden op de verwerking van eiwitten die te weinig van deze aminozuren bevatten. Doordat hiermee wordt bespaard op de zeventien andere aminozuren komt er minder stikstof en fosfaat als rest in de mest van deze dieren terecht. Theoretisch is het mogelijk om een vierde of een vijfde (etc.) essentieel aminozuur in te zetten om nog minder eiwit te hoeven gebruiken, daarmee dus de stikstofefficiëntie (NUE) te verbeteren en in principe tegelijkertijd ook weer te besparen op fosfaat en kalium in het diervoeder en dus in de mest. Het goedkoper produceren van de aminozuren middels anaerobe fermentatie heeft als doel essentiële aminozuren zo goedkoop te kunnen produceren dat deze kunnen concurreren met eiwitbronnen die vaak als reststroom uit de voedingsmiddelenindustrie vanuit de hele wereld naar Nederland worden aangevoerd. De samenwerkingspartners verwachten met het project een kostprijsreductie van 20-30% mogelijk te maken ten opzichte van de huidige kostprijs gebaseerd op aerobe productie.
Het doel van dit kennisontwikkelingsproject is het verkrijgen en uitwisselen van nieuwe kennis voor anaerobe aminozuurproductie door het moleculair-genetisch en klassiek-genetisch modificeren van de bacteriestammen Corynebacterium en Lactobacillus. De projectpartners richten zich hierbij op het combineren van aminozuur met organisch zuur als coproduct. Dit is een technisch nieuw concept waarmee de kosten voor beide producten significant zullen worden verlaagd. Binnen het project worden verschillende veelbelovende klassieke en moderne genetische routes onderzocht voor het geschikt maken van de bacteriestam voor productie onder anaerobe omstandigheden. Door de innovatieve computationele methode van EV Biotech BV kunnen de partners in het project onderzoeken hoe de maximale opbrengst in een genetisch gemodificeerde stam Corynebacterium en Lactobacillus bereikt kan worden. Daarnaast wordt onder leiding van Sanovations BV onderzoek gedaan naar een klassieke non-GMO stam. Het project omvat dus zowel klassiek-genetische als moleculair-genetische stamontwikkeling. Middels de platformtechnologie van EV Biotech zijn de partners in staat met geavanceerde computermodellen en de nieuwste bio-engineeringstechnieken het modificeren van het productieproces te versnellen en daarnaast nieuwe organismen te creëren die kwalitatief aminozuren kunnen produceren onder anaerobe omstandigheden. De technologie en de kennis die wordt verkregen binnen dit project zal leiden tot 1) vermindering van de stikstof- en fosfaatproblematiek in Nederland en in de rest van de wereld, 2) terugdringen van het gebruik van antibiotica in mengvoer, en 3) vermindering van kappen van tropisch regenwoud voor het aanplanten van soja.
De kennis en ervaring van de projectpartners ligt in verschillende onderzoeksvelden waaronder microbiologie, genetische technologie, fermentatiebiologie, systeembiologie en veevoeder toepassingskennis. De toename van het computervermogen en de snelle groei van bacteriestamdatabanken hebben geleid tot de ontwikkeling van nieuwe data-intensieve en rekenintensieve benaderingen voor de voorspelling van genetische modificaties, protocollen en gewenste aminozuren. Zowel nieuwe algoritmen voor het ontwerpen van bacteriestammen als bekende aminozuurproductiecycli worden gebruikt om nieuwe hoogwaardige bacteriestammen te ontwikkelen. In dit project wordt de baanbrekende platformtechnologie van EV Biotech uitgebreid en verheven met een gecombineerde ervaring van 150 jaar in (micro)bio(proces)technologie vanuit Sanovations, Rijksuniversiteit Groningen en Wageningen University & Research. De deelname van mengvoerspecialist Fransen Gerrits BV maakt het daarbij mogelijk om de kostprijsreductie en mate waarin antibioticagebruik kan worden teruggedrongen accuraat te bepalen en daarmee de mate waarin de producten (extra) in het mengvoeder kunnen worden opgenomen. Door de uitvoering van dit project en de complementaire expertise van de partners kunnen met behulp van de resultaten onderscheidende en gezamenlijke businesscases worden uitgewerkt.