-
Natural sciences
- Biochemistry and metabolism not elsewhere classified
- Synthetic biology
-
Engineering and technology
- Bioprocessing, bioproduction and bioproducts
- Industrial microbiology
Oppervlakteactieve stoffen zijn van groot belang in ons dagelijks leven, omdat ze worden toegepast in een groot aantal industrieën, zoals de schoonmaaksector, cosmetica-, voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie. In de afgelopen eeuw is de markt voor oppervlakteactieve stoffen groot geworden en is de structurele verscheidenheid enorm toegenomen. De productie van synthetische oppervlakteactieve stoffen op basis van aardolie heeft echter nadelen op het gebied van duurzaamheid, zowel voor het milieu (vervuilend of energie-intensief productieproces) als voor het gebruik van eindige fossiele grondstoffen. Daarom is er een drang om over te stappen op volledig biogebaseerde alternatieven. In de context van een biogebaseerde economie zijn in de afgelopen 20 jaar volledig biogebaseerde oppervlakteactieve stoffen of biosurfactanten ontwikkeld, die nu ongeveer 3 % van de oppervlakteactieve stoffenmarkt uitmaken. Deze biosurfactanten zijn 100% afgeleid van biomassa en kunnen worden geproduceerd door middel van chemische of biologische synthese. Binnen de biologische synthese worden zogenaamde microbiële biosurfactanten geproduceerd door specifieke soorten bacteriën, gisten of schimmels. Dergelijke microbiële biosurfactanten vormen een compleet nieuwe reeks moleculaire structuren met veelbelovende functionaliteiten, goede biologische afbreekbaarheid en lage ecotoxiciteit. Deze microbiële biosurfactanten worden erkend als een van de top biogebaseerde chemicaliën. Toch verhinderen de hoge kosten, de beperkte structurele variëteit en de relatief lage productiviteit dat ze hun marktpotentieel kunnen waarmaken. Daarom vormen de huidige microbiële biosurfactanten slechts een klein deel van de markt van volledig biogebaseerde oppervlakteactieve stoffen.
Aan de Universiteit Gent (InBio.be) werden al enorme inspanningen geleverd om de portefeuille microbiële biosurfactanten uit te breiden via stam engineering van de industrieel toegepaste sophorolipidenproducerende gist Starmerella bombicola en om de productiekosten te verlagen door stam engineering en procesontwikkeling en -optimalisatie uit te voeren. Dit project zal zich echter richten op een ander zeer interessant type microbiële biosurfactanten, de zogenaamde vertakte sophorolipiden, die heel andere eigenschappen hebben dan de sophorolipiden geproduceerd door S. bombicola. Helaas is de productie-efficiëntie van deze speciale SL's slechts een fractie van de productiviteit die wordt bereikt voor de (gecommercialiseerde) SL's geproduceerd door S. bombicola (meestal rond de 2 g/L/h), die nog steeds als erg duur worden beschouwd. Op dit moment is de productieprijs van vertakte sophorolipiden dus gewoon te hoog om een economisch haalbaar alternatief te zijn voor de huidige niet-duurzame oppervlakteactieve stoffen. Dit aspect zal in dit project worden aangepakt door middel van synthetische biologie en metabolic engineering gedreven benaderingen.