Betere enzymen dan de natuur maakt

Jeans bleken, schapenhuiden ontvetten of antibiotica maken is met enzymen minder milieuvervuilend. Een paar grote bedrijven beheersen de enzymenmarkt, zoals DSM. Starters zijn schaars.

Emmo Meijer zet een veiligheidsbril op en loopt het `groene' laboratorium binnen. ,,We proberen hier antibiotica te maken op een meer milieuvriendelijke manier'', zegt Meijer, directeur onderzoek en ontwikkeling bij DSM. ,,Met het antibioticum cefalexine is dat al gelukt. We besparen hierdoor op grondstoffen en afvalkosten.''

Net als DSM hebben veel chemische bedrijven hun productieprocessen de laatste jaren `vergroend'. Zo wordt bij het ontvetten van schapenhuiden – voor de productie van leer – geen gebruik meer gemaakt van het dure en milieubelastende paraffine. Het werk is overgenomen door speciale enzymen, zogeheten lipases. Het proces levert daardoor veel minder milieubelastende afvalstoffen op.

Een ander voorbeeld: het bleken van jeans. Dat gebeurt niet langer onder toevoeging van agressieve zuren en steengruis. In plaats daarvan worden nu speciale enzymen, cellulases, uit bacteriën gebruikt. Deze enzymen verwijderen de indigo-kleurstof en geven de jeans een ruig, versleten uiterlijk. Door het gebruik van enzymen bespaart de jeansfabrikant tijdens het productieproces vele duizenden liters water. Bovendien kan hij nu veel meer variëren in zijn productieproces. Steengruis moet je niet te lang loslaten op je textiel, dan gaat de stof kapot. Maar met enzymen is de stof beter te manipuleren. Een beetje vaal, medium-vaal, extra-vaal. De collectie jeansartikelen groeit.

Door gebruik van enzymen kunnen bedrijven tegemoetkomen aan strengere milieu-eisen. Jaarlijks wordt voor ongeveer 1,5 miljard dollar aan enzymen verkocht. Dat kan nog flink stijgen, volgens de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling. Twee jaar geleden publiceerde de OESO het rapport `Biotechnologie voor schone industriële producten en processen'. Enzymen hebben nu al toepassingen in onder meer textiel- en leerindustrie, de papier- en pulpindustrie, de voedingsmiddelenindustrie en de fijnchemie.

Meijer noemt enzymen interessant omdat ze chemische reacties versnellen en in alle vormen van leven voorkomen. Voor industrieel gebruik worden ze hoofdzakelijk uit bacteriën, schimmels en planten gehaald. ,,En daar komt de biotechnologie kijken'', zegt Meijer. ,,Met DNA-technieken kunnen we de erfelijke informatie voor een enzym overplaatsen in een bacterie of een schimmel die we hier in onze laboratoria veel gebruiken. Dat organisme gaat vervolgens het gewenste enzym in grote hoeveelheden produceren'', aldus Meijer.

In Nederland zijn amper startende biotech-bedrijven die zich op de enzymenmarkt begeven. De wereldmarkt is voor driekwart in handen van DSM en het Deense Novo Nordisk. Het is moeilijk voor een startend bedrijf om op die markt een plek te veroveren. Een van de weinige Nederlandse bedrijven die het waagt is het Leidse Plantzyme, producent van het enzym fytase. Dit wordt toegevoegd aan veevoer. Daardoor zit er minder fosfor in de uitwerpselen van varkens, wat het milieu minder belast.

Voor DSM is biotechnologie sinds de overname van Gist-brocades in 1998 een belangrijke ,,tak van sport'' geworden, aldus Meijer. Het gistbedrijf uit Delft richtte zich al jaren op de productie van antibiotica, bakkersgist en enyzmen voor de voedingsindustrie. Volgens Meijer is meer dan de helft van het onderzoek binnen DSM's cluster Life Sciences Products nu biotechnologisch getint. De uitgaven aan onderzoek en ontwikkeling binnen dit cluster bedroegen vorig jaar 93 miljoen euro, de omzet ruim 1,6 miljard euro.

Een bewijs voor het nut van enzymen is de productie van het antibioticum cefalexine. Een aantal jaren geleden maakte DSM dit antibioticum nog grotendeels via chemische synthese, in elf stappen. Het proces is nu vereenvoudigd. Chemicaliën zijn deels vervangen door enzymen. Het proces kost nu nog maar zes stappen. ,,Het grondstoffengebruik ligt lager en we hebben nu veel minder afval'', zegt Meijer. Dat maakt bijvoorbeeld de kosten van afvalwaterzuivering lager, en daarmee de kostprijs. En dat is weer van belang in een markt die de laatste jaren gekweld wordt door overproductie en lage prijzen.

DSM wil graag marktleider blijven in antibiotica. Deze medicijnen beslaan 11 procent van de totale geneesmiddelenmarkt. De wereldmarkt heeft een omvang van 35 miljard euro en groeit 3 tot 4 procent per jaar. DSM is vooral sterk in de zogeheten beta-lactam antibiotica, die 50 procent van de antibioticamarkt beslaan.

Voor de toepassing van enzymen ziet Meijer talloze mogelijkheden. ,,Het arsenaal van natuurlijke enzymen is nog lang niet uitgeput.'' Bovendien, zo zegt hij, is het met moderne technologie mogelijk bestaande enzymen aan te passen. ,,Er bestaan nu technieken waarmee je de genen voor enzymen kunt shuffelen. Zo kun je stukken DNA aan elkaar plakken die de natuur nog nooit aan elkaar heeft geplakt. Dat levert soms enzymen op die veel beter werken dan hun natuurlijke evenbeeld.''

Ondanks de steeds bredere toepassing van enzymen blazen chemische bedrijven hun `groene' activiteiten niet hoog van de toren. ,,De gemiddelde consument interesseert zich niet voor enzympjes'', meent Meijer. ,,Bovendien, de consument heeft een niet al te positief beeld van de chemische industrie. Dus moet je zoiets niet overschreeuwen. Dat zou wel eens wantrouwen kunnen wekken.''

Dit is het tweede artikel in een serie over biotechnologie in Nederland. De eerste aflevering verscheen op 22 maart.