Onderzoek Luis Diaz Allegue

Abstract

Klimaatgerelateerde hittegolven, zuurstofgebrek en verslechtering van de waterkwaliteit destabiliseren de tropische zoetwateraquacultuur in Ecuador steeds meer, waardoor het risico op ziekten en reactief antibioticagebruik toeneemt. Dit heeft gevolgen voor kleine en middelgrote producenten, dierenwelzijn en antimicrobiële resistentie (AMR). RESIST-Aqua is een samenwerkingsverband tussen de Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ, Ecuador) en de Universiteit van Antwerpen (ECOSPHERE; SUSTAIN) om gezamenlijk een indicatorpanel voor stressbestendigheid, geharmoniseerde standaardwerkprocedures (SOP's) en een op boeren gerichte beslissingsondersteuningstoolkit te ontwikkelen en te valideren. Deze toolkit koppelt functioneel voer aan concrete indicatoren voor waterkwaliteit. In de provincie Los Ríos worden, in samenwerking met voorlichtingsdiensten en producentenorganisaties, goedkope instrumenten ontwikkeld die lokaal worden geïntegreerd in trainingen en begeleiding van master- en promotieonderzoeken. Het doel is om de afhankelijkheid van antimicrobiële middelen te verminderen, de gezondheid en het welzijn van vissen te verbeteren en de inkomens op het platteland te stabiliseren, waarmee wordt bijgedragen aan de SDG's 2, 12, 13 en 14.

Onderzoeker(s)

• Promotor: De Boeck Gudrun
• Co-promotor: Diaz Allegue Luis

Onderzoeksgroep(en)

• Ecosphere01/09/2026 - 31/08/2031

Financiering

• FED. INST.

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Paarse fototrofe bacteriën hebben een sterk potentieel aangetoond als natuurlijk, multifunctioneel ingrediënt voor siervisvoeder, met voordelen voor pigmentatie, gezondheid en algemene robuustheid. Ondanks veelbelovend experimenteel bewijs hebben dergelijke producten de markt nog niet bereikt. De belangrijkste belemmering ligt niet langer bij de biologische prestaties, maar bij het ontbreken van een productieroute die een stabiel, veilig en kostenefficiënt product kan leveren op industriële schaal. PURPLEXIA is ontworpen om deze kloof te overbruggen. Het project brengt paarse bacteriën naar realistische marktomstandigheden door biomassa te produceren op demonstratieschaal, deze om te zetten in een voedergeschikt poeder en de productkwaliteit, stabiliteit, bioveiligheid en kosteneffectiviteit te valideren onder operationeel relevante omstandigheden. De biomassa zal worden geproduceerd in fotobioreactoren, gevolgd door naverwerking en droging, en vervolgens systematisch geëvalueerd ten opzichte van de vereisten van de diervoederindustrie. Deze geïntegreerde aanpak waarborgt een goede afstemming op de verwachtingen van professionele voederproducenten en eindgebruikers. Een centraal element van PURPLEXIA is de vroege marktintroductie en de gestructureerd verzameling van gebruikersfeedback via een gecontroleerde demonstratiefase. Deze inzichten worden gecombineerd met een techno-economische analyse om een onderbouwde go/no-go-beslissing voor verdere commercialisering te ondersteunen. Door opschaling, productstabilisatie, kostvalidatie en markttesten te integreren, overbrugt PURPLEXIA de kloof tussen academisch proof-of-concept en industriële toepassing.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Diaz Allegue Luis
• Co-promotor: De Boeck Gudrun
• Co-promotor: Vlaeminck Siegfried

Onderzoeksgroep(en)

• Biogebaseerde duurzaamheidsengineering (SUSTAIN)01/09/2026 - 31/08/2027

Financiering

• IOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De overgang naar een circulaire biogebaseerde economie vereist innovatieve strategieën om waardevolle hulpbronnen terug te winnen uit afvalstromen en hernieuwbaar geproduceerde grondstoffen. Microbiële processen bieden duurzame oplossingen, en paarse fototrofe bacteriën (PPB) vormen een nieuwe en veelbelovende aanpak. Deze unieke bacteriën gebruiken licht als energiebron en kunnen groeien op diverse koolstofbronnen, waarbij zij hoogwaardige verbindingen produceren zoals aminozuren, pigmenten en co-enzym Q10, met toepassingen in de voer-, voedings-, farmaceutische en cosmetische industrie. Hun vermogen om elektronen te onttrekken aan stikstofgas en elektroden blijft echter biotechnologisch onderbenut. Dit project heeft tot doel te begrijpen hoe deze elektronenafhankelijke routes de biomassa-productiviteit van PPB kunnen verhogen en hun samenstelling kunnen sturen richting waardevolle verbindingen. Wij veronderstellen dat de natuur gespecialiseerde PPB herbergt waarvan de capaciteiten nog niet ontdekt zijn. Wij streven naar een beter inzicht in hoe procesomstandigheden (elektronentoevoer, licht, koolstofbron) de groei en biochemische samenstelling van deze stammen beïnvloeden. We zullen onderzoeken hoe elektronentoevoer via elektroden, direct of via mediatoren, de biomassa-opbrengst en samenstelling van PPB beïnvloedt. Daarnaast zullen we de synergieën evalueren tussen deze nieuwe elektronen-gebaseerde sturingsmethoden en biofilm-/vlokcontrole onder relevante continue bioreactorcondities, wat zal leiden tot het eerste proof-of-principle van een paarse gasgevoede fotobio-elektrochemische reactor. PurpleSpark combineert de expertise van de Universiteit Antwerpen op het gebied van PPB met de expertise van Wageningen Universiteit op het gebied van elektrochemische technologieën. Met een verbeterd begrip en optimalisatie van PPB dragen wij bij aan duurzame bioproductiedoelen, het verminderen van onze impact op de planeet en het versterken van lokale industrieën.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vlaeminck Siegfried
• Co-promotor: Diaz Allegue Luis

Onderzoeksgroep(en)

• Biogebaseerde duurzaamheidsengineering (SUSTAIN)01/01/2026 - 31/12/2029

Financiering

• FWO

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De EU streeft ernaar de totale energievraag te verminderen en energie klimaatneutraal te leveren. Om dat te bereiken moet energie duurzaam, kosteneffectief en veilig zijn, door het stimuleren van innovatieve technologieën. In dit kader beschrijft de EU de Key Strategic Orientation C: "Europa tot de eerste digitaal ondersteunde circulaire, klimaatneutrale en duurzame economie maken, via de transformatie van haar mobiliteits-, energie-, bouw- en productiesystemen." Daarom is het noodzakelijk om nieuwe energietechnologieën te ontwikkelen die circulair, milieuvriendelijk, betaalbaar, veilig en maatschappelijk positief zijn. Tegen 2030 wil de EU een aandeel hernieuwbare energie van 40-45% bereiken, met 2,2% geavanceerde biobrandstoffen, en in 2050 klimaatneutraal zijn. BIOVAL is een R&D-project van 36 maanden die een geïntegreerde, energiesturende circulaire bioraffinaderij zal creëren, ontwikkelen en opschalen, met vrijwel geen afval en geen broeikasgasemissies. Ze is gebaseerd op een multi-grondstoffenconcept, dat de valorisatie van biogene CO₂-emissies en biomassareststromen mogelijk maakt. De bioraffinaderij mikt ook op multiproductie via de haalbare en duurzame productie van biobrandstoffen (geavanceerde algale Hydrotreated Vegetable Oil – HVO, bio-H₂, biogas/CH₄ en IPA) en hoogwaardige bioproducten zoals pigmenten (bv. astaxanthine), met microalgen en bacteriële gasfermentatie als kerntechnologieën in een cascade- en/of parallelle aanpak. De bioraffinaderij wordt ontworpen volgens een circulair concept om energie- en massa-integratie te maximaliseren, met als doel productie zonder afval en zonder broeikasgasemissies, en met minimale energiebehoefte. Hiervoor zullen computationele tools belangrijke methodieken zijn ter ondersteuning van het ontwerp, de modellering, optimalisatie en opschaling van de bioprocessen. Het proces zal worden geëvalueerd op milieu-, techno-economische en sociale impact, waarbij ook regionale/lokale niveaus worden meegenomen. De geproduceerde biobrandstoffen zullen worden vergeleken met bestaande biobrandstoffen om een competitief alternatief te vormen. De kerntechnologieën zullen opgeschaald en gevalideerd worden in relevante omgevingen (TRL 5).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vlaeminck Siegfried
• Co-promotor: Diaz Allegue Luis

Onderzoeksgroep(en)

• Biogebaseerde duurzaamheidsengineering (SUSTAIN)01/10/2025 - 30/09/2028

Financiering

• EU-KADER

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het Purplex-project is een baanbrekend onderzoeksinitiatief dat het potentieel onderzoekt van paarse fototrofe bacteriën (PPB) in extreem halofiele omstandigheden voor de duurzame productie van natuurlijke pigmenten. Om tegemoet te komen aan de groeiende voorkeur voor natuurlijke pigmenten boven synthetische, richt het project zich op het isoleren van nieuwe PPB-stammen die bestand zijn tegen hoge zoutconcentraties en het bestuderen van hun vermogen om pigment te produceren, met name carotenoïden en bacteriochlorofylen (BChl). Door gebruik te maken van geavanceerde computationele methoden op genoomschaal en fluxbalansanalyse probeert het project de efficiëntie van de pigmentproductie te optimaliseren en traditionele kweektechnieken te overtreffen. Om bovendien aan te sluiten bij de principes van de circulaire economie, wordt er gebruik gemaakt van kosteneffectieve substraten, zoals bijproducten uit de voedingsindustrie,. Tot de verwachte resultaten behoren een nieuwe verzameling mariene en halofiele PPB-stammen, innovatieve methoden voor pigmentextractie en geoptimaliseerde fotobioreactoromstandigheden voor schaalbare pigmentproductie. Dit project belooft niet alleen ons begrip van HPPB te verbeteren, maar beoogt ook een revolutie teweeg te brengen in duurzame pigmentproductie, met brede toepassingen in de voedings-, farmaceutische en cosmetische industrie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vlaeminck Siegfried
• Mandaathouder: Diaz Allegue Luis

Onderzoeksgroep(en)

• Biogebaseerde duurzaamheidsengineering (SUSTAIN)01/10/2024 - 30/09/2027

Financiering

• FWO

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het CARES-project richt zich op het innovatieve gebruik van bijproducten van koffie voor bio-energie en hoogwaardige bioproducten en bevordert duurzame ontwikkeling in de landbouwsector van de koffiewaardeketen in Ethiopië, de grootste koffieproducent van Afrika. Dit initiatief zal de economie van grote en kleine boeren stimuleren en helpen bij het opzetten van een onderzoeksnetwerk om de meest duurzame methoden te verkennen voor het produceren van verhandelbare, milieuvriendelijke producten met toegevoegde waarde, waarbij belanghebbenden uit de maatschappelijke, politieke en academische sfeer betrokken zijn. Het Addis Ababa Institute of Technology zal de regionale impact vergroten door multidisciplinair onderzoek en innovatie. CARES hanteert concepten van de circulaire economie om het gebruik van bijproducten van de koffieplantage te maximaliseren met unieke recyclage- en valorisatiemethoden om de samenwerking en de overdracht van vaardigheden tussen Ethiopische en Belgische entiteiten te versterken, in lijn met VLIR-UOS' engagement voor technologieoverdracht, duurzaamheid en innovatie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Diaz Allegue Luis
• Co-promotor: Vlaeminck Siegfried

Onderzoeksgroep(en)

• Biogebaseerde duurzaamheidsengineering (SUSTAIN)01/09/2024 - 31/08/2029

Financiering

• FED. INST.

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Siervissen zijn de derde en vijfde meest voorkomende groep huisdieren in respectievelijk de Verenigde Staten en de Europese Unie. Dit omvat zowel tropische aquariumvissen als koudwatervijvervissen. Goudvissen (Carassius auratus) zijn ongetwijfeld de bekendste voorbeelden van deze laatsten. Een zeer exclusieve maar snelgroeiende markt is die van Koikarpers (Cyprinus rubrofuscus), waar één enkele vis tussen de 5 en 50.000 € waard kan zijn, afhankelijk van de grootte en kleur. De duurste koi tot nu toe is een vrouwelijke Kohaku-koi, genaamd 'S Legend', die in 2018 voor 1,8 miljoen dollar werd verkocht. Bij dergelijke prijzen wordt de gezondheid van individuele vissen uiterst belangrijk en kunnen natuurgebaseerde nutraceutische producten een belangrijke rol spelen bij het waarborgen van het dierenwelzijn. De resultaten van ons vorige project PurpleGuppy laten zien dat voer waarbij 2-10% van het vismeel vervangen werd door microbieel eiwit van de paarse niet-zwavelbacteriën (PNSB) Rhodobacter capsulatus of Rhodopseudomonas sphaeroides, de groei en de reproductie bij de tropische aquariumvis Poecilia reticulata verbeterde. Bovendien verhoogde ook de kleurhelderheid (belangrijke eigenschap in shows en competities) en versterkte het immuunsysteem, wat resulteerde in een 35% betere overleving (van 33% bij controle vissen tot 78% bij met PNSB gevoerde vissen) na infectie met de bacteriële ziekteverwekker Aeromonas hydrophila. Het momenteel voorgestelde onderzoek zal hier verder op ingaan om ons van klantgereedheidsniveau CRL 5-6 naar CRL 6-7 te brengen. Dit zal gebeuren via een multispeciesvalidatie op tropische aquariumvissen in een praktisch relevante setting. Anderzijds willen we onze kennis uitbreiden naar de markt voor vijversiervissen, met een focus op Koikarper als interessante soort, omdat hier de meeste toegevoegde waarde gecreëerd kan worden. Speciale aandacht zal worden besteed aan ziekteresistentie bij wintertemperaturen (<10°C), gezien het bekend is dat het immuunsysteem bij koi dan verzwakt is.

Onderzoeker(s)

• Promotor: De Boeck Gudrun
• Co-promotor: Diaz Allegue Luis
• Co-promotor: Vlaeminck Siegfried

Onderzoeksgroep(en)

• Ecosphere01/09/2024 - 31/08/2025

Financiering

• IOF

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject