Onderzoek Abbas Alloul

Abstract

Een transformatie van het landbouw gebaseerde voedselsysteem is dringend nodig om de snelgroeiende wereldbevolking duurzaam te voeden. Microbiële biomassaproductie voor humane voeding, i.e. microbiële eiwitten, biedt een oplossing, met name wanneer het geproduceerd wordt op hernieuwbare H2 en CO2-afgeleide verbindingen (e.g. CH4, CH3OH, HCOOH). Purper niet-zwavelbacteriën (PNSB) zijn qua voedingswaarde aantrekkelijk voor fotoheterotrofe eiwitproductie. Hoewel ze metabolisch veelzijdig zijn, blijft de groei en voedingskwaliteit van PNSB gekweekt voor aërobe of fototrofe waterstof- of methylotrofie grotendeels onontgonnen. Het doel van PurpleSky is om het gebruik van H2 en C1-verbindingen voor PNSB te verhelderen en te sturen naar hoogwaardige voedzame biomassa. Het project zal pionieren in het isoleren van nieuwe PNSB-specialisten voor H2 en C1-verbindingen. Bekende en nieuwe stammen zullen in-silico worden getest om de voedingskwaliteit gerichte af te stemming doormiddel van genoomschaal metabole modellen en fluxbalansanalyses. Deze benadering zal het mogelijk maken om efficiënt de beste parameter- en stamcombinaties te selecteren. Ten slotte zullen bioreactor 'proofs of concept' voor aërobe en fototrofe groei worden opgesteld om te onderzoeken hoe de voedingsstrategie en fotoperiode de voedingskwaliteit bepalen. De mechanisme-gestuurde benadering van PurpleSky voor microbiële eiwitproductie is nieuw en een essentiële stap voorwaarts voor land- en fossielvrije PNSB-productie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vlaeminck Siegfried
• Mandaathouder: Alloul Abbas

Onderzoeksgroep(en)

• Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Siervissen zijn de derde en vijfde meest voorkomende groep huisdieren in respectievelijk de Verenigde Staten en de Europese Unie, en guppy is één van de meest populaire tropische zoetwatervissen. Deze markt en hieraan gelinkte milieuaspecten blijven groeien, wat visvoerleveranciers stimuleert om nieuwe ecologische ingrediënten te gebruiken die gezondheid, fitheid en kleur verbeteren. Microalgenbiomassa, astaxanthine en verschillende probiotica zoals Pediococcus acidilactici zijn al verkrijgbaar in commerciële voerformuleringen voor aquarianen. Een veelbelovend nieuw duurzaam ingrediënt is microbiële biomassa op basis van purper niet-zwavelbacteriën (PNSB). Eerder onderzoek heeft het gebruik ervan aangetoond als probioticum en eiwitvervanger voor garnalen en andere aquacultuurtoepassingen. Octrooien en wetenschappelijke literatuur over de implementatie van PNSB-biomassa in siervissenvoer zijn beperkt, met uitzondering van het onderzoek uitgevoerd door de Universiteit Antwerpen. PurpleGuppy wil de toegevoegde waarde van PNSB-biomassa in siervisvoer verder aantonen en valoriseren. Voedertesten met guppy's hebben als doel de voordelen van PNSB als voeringrediënt op vlak van gezondheid en esthetiek te bekrachtigen, wat zal resulteren in voerformuleringsprotocollen met een aantrekkelijke baten-kostenverhouding.

Onderzoeker(s)

• Promotor: De Boeck Gudrun
• Co-promotor: Alloul Abbas
• Co-promotor: Vlaeminck Siegfried

Onderzoeksgroep(en)

• Ecosphere

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De toenemende wereldbevolking en levensstandaard vereisen een eiwittransitie voor een meer duurzaam voedingssysteem. Een oplossing hiertoe ligt bij microbieel eiwit, i.e. het gebruik van microbiële biomassa als alternatieve eiwitbron voor menselijke voeding. Dit is in het bijzonder duurzaam als gebaseerd op hernieuwbare elektron- en koolstofbronnen die geen landbouwgrond noch fossiele brandstoffen vereisen. Dit wordt mogelijk gemaakt door de bewegingen naar groene elektrificatie en koolstofcaptatie die nieuwe routes leveren voor H2, CO2 en van CO2 afgeleide componenten (e.g. methanol, mierenzuur, azijnzuur). Kernuitdagingen liggen bij het produceren van microbiële biomassa op deze componenten dat voedzaam en praktisch bruikbaar is. In het project Air2Protein zal een doelgerichte benadering gebruikt worden om de beste strains, metabolismes en kweekcondities te selecteren vertrekkende van H2, CO2 en/of CO2-derivaten. Daarbij is niet enkel het eiwitgehalte van belang, maar ook essentiële aminozuren en vetzuren, en vitamines. Daarenboven zullen nieuwe benaderingen verkend worden voor stabilisatie en andere downstream processing. Air2Protein sluit aan bij de duurzame H2- en CO2- gebaseerde economie, en wil bijdragen tot nieuwe voedzame en bruikbare eiwitingrediënten voor de voedingsindustrie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vlaeminck Siegfried
• Co-promotor: Alloul Abbas
• Co-promotor: Spiller Marc

Onderzoeksgroep(en)

• Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Garnaalproductie is een van de vitale sectoren in Azië belangrijk voor sociaal en economisch welzijn. Ongeveer 49% van de productie is bestemd voor de lokale voedselconsumptie. Daarenboven is dit segment in de visindustrie cruciaal op economisch vlak daar de exportwaarde voor Azië 13 miljard dollar beslaat. In 2010 werd deze sector opgeschrokken door een uitbraak van het 'early mortality syndrome' (EMS) of technisch ook bekend als 'acute hepatopancreatic necrosis disease' (AHPND). Het beïnvloedt post-larvale garnalen binnen 20-30 dagen en veroorzaakt een mortaliteit tot wel 100%. De sociale en economische effecten van EMS/AHPND waren (en zijn nog steeds) schrijnend: verliezen van 1 miljard dollar voor de hele Aziatische garnaalsector, totale exportdaling van 13% (tussen 2012-2013) en verlies van de dominante positie van Thailand in de garnaalindustrie. Uit onderzoek blijft dat Vibrio parahaemolyticus behorend tot de Harveyi aan de oorzaak ligt van EMS/AHPND. Momenteel is er een nood aan een duurzame strategie om nieuwe EMS/AHPND-uitbraken te voorkomen. Tot op heden is totale desinfectie van de garnaalkweekvijvers de belangrijkste controlestrategie. Het is aangetoond dat deze aanpak feitelijk bijdraagt aan de epidemische verspreiding van EMS/AHPND in plaats van deze te beheersen. Dit wordt toegeschreven aan het feit dat totale desinfectie resulteert in een verstoring van het ecosysteem. Hierbij is er een toename van voedingsstoffen en dit stimuleert snelgroeiende micro-organismen die opnieuw de kweekvijver koloniseren (zoals Vibrio spp.). Beheerstrategieën op basis van microbiële technieken kunnen een duurzaam alternatief vormen voor totale desinfectie. Garnalen worden gekweekt in vijvers samen met een microbiële gemeenschap. Deze stabiele gemeenschap voorkomt de groei van pathogene soorten. Het is al bewezen dat dergelijke natuurlijke systemen de Vibrio-waarden en mortaliteit verlagen. In dit project kijken we naar purperbacteriën als een manier om EMS te voorkomen. Deze bacteriën kunnen gemakkelijk op zijstromen van aquacultuurteelttanks groeien en kunnen tevens als voedselingrediënt gebruikt worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Alloul Abbas

Onderzoeksgroep(en)

• Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vlaanderen is een hotspot van nutriënten (stikstof en fosfor). Dit is het gevolg van intensieve voedselproductie en grote nutriëntenverliezen langs deze conversieketen van meststof tot voedsel. Een duurzaam en aantrekkelijk scenario om nutriëntenverliezen op te vangen, is hun omzetting in microbieel eiwit (single cell protein). Purperbacteriën zijn een interessante, maar dusver weinig verkende bron van microbiële productie en consumptie. Het potentieel van purperbacteriën is te verklaren door hun metabolisme als fotoheterotrofen. Ten eerste hebben ze een bijna perfecte efficiëntie om organische koolstof te immobiliseren in vergelijking met andere heterotrofen, wat de koolstofbehoefte aanzienlijk vermindert. Ten tweede beschikken purperbacteriën over een hoge groeisnelheid ten opzichte van andere fototrofe organismen, wat aanleiding geeft tot een compact productiesysteem. Ten derde hebben ze de mogelijkheid om te groeien op infrarood licht. Dit zorgt voor een bijkomend selectiemiddel tijdens de cultivatie. Dit project heeft als doel om inzicht te krijgen in de biotechnologische productie van purperbacteriën in open gemeenschappen op gefermenteerd afvalwater afkomstig van de aardappelverwerkende industrie. Het onderzoek is erop gericht om aan te tonen dat biomassa aangerijkt in purperbacteriën een excellent voederingrediënt kan zijn voor aquacultuur.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vlaeminck Siegfried
• Mandaathouder: Alloul Abbas

Onderzoeksgroep(en)

• Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Project type(s)

• Onderzoeksproject