None
Tekstbox 3.4 Afweer en vaccinatie
Het lichaam beschikt over een systeem waarmee het zich kan verdedigen tegen vreemde indringers, zoals bacteriën en virussen. Dit systeem bestaat uit drie verdedigingslinies. De eerste verdedigingslinie is een mechanische barrière tussen lichaam en buitenwereld. Deze bestaat uit de huid
en de bekleding van luchtwegen, maagdarmkanaal en urinewegen. De tweede verdedigingslinie is
het aangeboren afweersysteem. Dit systeem bestaat uit moleculen en cellen in bloed en weefsels
die de vreemde indringer onschadelijk maken. De derde verdedigingslinie is het immuunsysteem.
68

Ook het immuunsysteem bestaat uit een verzameling moleculen en cellen. Het verschil met het
aangeboren afweersysteem is dat het niet altijd in zijn volle omvang aanwezig is, maar wordt geactiveerd op het moment van een vijandige aanval, waarbij het zich specifiek richt op de vreemde
indringer.
Vaccinatie is gericht op het oproepen van een succesvolle immuunreactie zonder dat er ziekte
optreedt. Vaccins bestaan in de regel uit het ziekmakende organisme in verzwakte of geïnactiveerde
vorm. Met behulp van biotechnologie kunnen doelgericht nieuwe vaccins worden ontworpen.
3.2.3

diagnose en ther apie
In de vorige paragraaf lag het accent op diagnose en preventie, in deze paragraaf
op diagnose en therapie. Met behulp van analysetechnieken kunnen specifieke
diagnostische methoden worden ontwikkeld. Ook in therapeutisch opzicht zijn
er veel innovatieve mogelijkheden. Echter, veel van deze toepassingsmogelijkheden zijn nog experimenteel of zelfs theoretisch. Het is doorgaans gemakkelijker een diagnose te stellen dan een therapie te vinden. Dit is ook wel begrijpelijk.
Bij diagnose gaat het immers vaak om het meten van een bepaalde component,
terwijl het bij therapie gaat om het herstellen van een uiterst complex systeem.
Daar komt bij dat de toelatingsprocedures voor therapeutische toepassingen een
langdurige toetsingsfase vragen.
 Nieuwe geneesmiddelen
Nieuwe geneesmiddelen zijn tegenwoordig sneller en doelgerichter te ontwikkelen dankzij een betere kennis van de processen op cellulair en moleculair niveau.
Naarmate de werking van een cel beter begrepen wordt, kan men specifieke
eiwitten of enzymen aanwijzen als oorzaak van disfunctioneren. Daarop kan dan

biotechnologie binnen verschillende sectoren

een therapie worden gebaseerd. Zo kan bijvoorbeeld het gericht dereguleren van
genen een rol spelen bij het bestrijden van kankercellen. Ook kan men een geneesmiddel zodanig ontwerpen en/of moleculair verpakken dat het binnen het
lichaam effectiever werkt (drug targeting). Dit is een belangrijk verschil met de
traditionele ontwikkelingswijze van geneesmiddelen. Daarbij ging de kennis dat
een geneesmiddel werkzaam is vaak vooraf aan de kennis waarom het werkzaam is.
Geneesmiddelen zijn er echter niet alleen om levensbedreigende ziekten te genezen, maar ook om de kwaliteit van het leven te verbeteren. Tot deze categorie
behoren bijvoorbeeld de anticonceptiepil en antidepressiva. Nieuwe mogelijkheden zullen zeker leiden tot het op de markt brengen van nieuwe middelen.
Zo zullen er bijvoorbeeld nieuwe psychofarmaca komen. Psychiatrische afwijkingen vormen een medisch probleem, maar de overgang naar stemmingsbeïnvloeding is soms glijdend (Prozac, Ritalin). Stemmingsbeïnvloeding kan zo steeds
meer in de medische hoek terecht komen, waardoor de gezondheidszorg zijn
werkingsgebied uitbreidt.
Behalve bij onderzoek naar nieuwe geneesmiddelen zal biotechnologie ook een rol
spelen bij de productie van geneesmiddelen. Deze productie zal in toenemende
mate niet langs chemische, maar langs biotechnologische weg plaatsvinden.
In beginsel kunnen daarbij (cellen van) planten, dieren en micro-organismen
worden gebruikt.
Met micro-organismen bestaat in de farmaceutische industrie veel ervaring.
 Over het op grote schaal kweken van micro-organismen in reactoren is veel
bekend. Met behulp van genetische modificatie kan men micro-organismen meer
of minder van een bepaald product laten maken, zelfs producten die ze van
nature niet maken. Insuline vormt in dit verband een bekend voorbeeld.
Een kopie van het menselijk insuline-gen, ingebracht in een bacterie, zorgt
ervoor dat die bacterie menselijk insuline gaat produceren. Kennis op het gebied
van celkweek en bioprocestechnologie maakt ook productie met behulp van
plantaardige en dierlijke cellen mogelijk.
Planten zijn al van oudsher bekend om hun geneeskrachtige werking. Echter,
waarop die werking berust was meestal niet bekend. Vaak gaat het daarbij om
stoffen die de plant zelf gebruikt om zich tegen schadelijke invloeden uit de
omgeving te verdedigen. Het gebruik van moleculaire kennis binnen het onderzoek naar de werking van geneesmiddelen (farmacologie) en schadelijke effecten
van stoffen op het menselijk lichaam (toxicologie) levert hierover veel nieuwe
informatie op. Die dient weer als inspiratiebron voor nieuwe geneesmiddelen.
Het is daarbij aantrekkelijk om de plantencel zelf als fabriek te gebruiken. Met
behulp van genetische modificatie kan men zo’n cel nog beter toerusten voor de
productie van zo’n specifiek product. Uiteraard moet het ook mogelijk zijn om
die cellen op grote schaal te kweken (zie ook 3.3.2).
 69

besl issen ov er biot echnologie

70

Ook dierlijke cellen kunnen in principe dienen voor de productie van geneesmiddelen (zie ook 3.3.3). Dit kan in bioreactoren, net zoals bij micro-organismen
en plantencellen. Bij zo’n proces moet men grondstoffen en energie toevoegen,
afvalstoffen afvoeren en het proces sturen en controleren. In principe zou ook
een heel andere benadering mogelijk zijn: met behulp van genetische modificatie
bewerkstelligen dat specifieke producten bijvoorbeeld in melk worden uitgescheiden. Het dier wordt dan als het ware een lopende bioreactor. Die behoeft
veel minder continue zorg dan een normale bioreactor. Melk is daarbij een
gemakkelijk te oogsten product dat al eeuwen lang voor menselijke consumptie
wordt gebruikt. Productie van een eiwit in melk betekent dat de genetische informatie voor het te produceren eiwit zodanig in het genoom wordt opgeslagen dat
het tijdens de lactatie in melkproducerende cellen tot expressie komt. Een bekend
voorbeeld van deze benadering is de stier Herman. Deze kreeg het menselijk
lactoferrine-gen ingebouwd in zijn genoom, waardoor zijn vrouwelijke nakomelingen lactoferrine in de melk produceren. Een ander voorbeeld vormt het produceren van alfaglucosidase, een geneesmiddel tegen de ziekte van Pompe, in de
melk van konijnen. Zowel in het geval van de stier Herman, als in het geval van
de alfaglucosidase-productie in konijnenmelk stuitte deze strategie op veel ethische bezwaren. Inmiddels is voor de productie van alfaglucosidase een alternatief
ontwikkeld. Het product wordt nu geproduceerd met behulp van weefselkweek
met hamstercellen (Sijmons 2000; Bionieuws 22 april 2000; 26 augustus 2000).
Gezien de discussie die het manipuleren van het genoom van dieren en het
houden van dieren voor medische doelen met zich meebrengt, bestaat er een
steeds sterkere voorkeur voor bacteriën en schimmels als producenten.
 Patiëntspecifieke geneesmiddelen
Veel geneesmiddelen zijn slechts werkzaam bij een deel van de patiënten. Dit kan
komen doordat sommige patiënten bijvoorbeeld een variant hebben van een
leverenzym dat het medicijn afbreekt voordat het werkzaam kan worden.
Daarnaast kunnen patiënten gevoelig zijn voor bijwerkingen van geneesmiddelen. Voor een kwaal komen doorgaans meerdere geneesmiddelen in aanmerking.
Tot nu toe experimenteert men vaak tot een geneesmiddel is gevonden waarop de
patiënt goed reageert. Dit leidt tot onnodig medicijngebruik, onnodige ziekteverlenging en soms tot kwalen die het gevolg zijn van de medische behandeling.
De individuele reactie op medicijnen is afhankelijk van variaties in het menselijk
genoom. Snelle en vereenvoudigde analysemethoden maken het mogelijk om het
genoom van een patiënt te testen om zo de geschiktheid van bepaalde medicijnen
te bepalen. Daarnaast kan de weg worden omgekeerd: door niet uit te gaan van
het geneesmiddel en de reactie van de patiënt daarop, maar van het genoom van
de patiënt. Op basis van het specifieke genoom construeert men dan een medicijn. Deze laatste weg is nog relatief nieuw, maar waarschijnlijk van toenemend
belang. Hierdoor kan de werkzaamheid van medicijnen sterk verbeteren.
 biotechnologie binnen verschillende sectoren

Gentherapie en transplantatie
Gentherapie houdt in dat nieuwe erfelijke informatie in cellen van een individu
wordt ingebracht. Gentherapie kan in theorie dienst doen voor het corrigeren van
erfelijke afwijkingen. In dat geval zal gentherapie gericht zijn op het in de
betreffende cellen vervangen van disfunctionerende genen. Gentherapie verkeert
nog in een zeer pril stadium. Past men gentherapie toe op de geslachtscellen
(kiembaangentherapie), dan zal het veranderde erfelijk materiaal ook aan het
nageslacht worden doorgegeven. Zo herstelt het defect zich voorgoed zowel in de
patiënt, als in het nageslacht. Gezien de technische problemen, de onzekere effecten en de ethische discussies die kiembaangentherapie oproept, is praktische
toepassing voorlopig nog niet aan de orde. Met somatische gentherapie, dat is
gentherapie op cellen waaruit geen geslachtscellen kunnen ontstaan (de correctie
zal dus niet aan het nageslacht worden doorgegeven), doet men wel enige ervaring op.
Zowel bij kiembaangentherapie als bij somatische gentherapie gaat het om het
modificeren van het genetisch materiaal van de patiënt. Gentherapie kan men in
principe ook gebruiken om een virus te bestrijden dat zich in de cellen genesteld
heeft en daardoor buiten het bereik van het immuunsysteem en van traditionele
medicijnen blijft. Een voorbeeld is het hiv-virus dat aids veroorzaakt.
De gentherapie is dan gericht op het ontregelen van de reproductie van het virus.
 Theoretisch bestaat de mogelijkheid weefsels of organen te produceren voor
transplantatie. Dit kan een alternatief vormen voor transplantatie van schaarse
donororganen. Bij dit type transplantatie spelen stamcellen een belangrijke rol,
omdat ze de mogelijkheid hebben zich te differentiëren naar verschillende celtypen. Daardoor wordt het mogelijk weefsels te kweken om defect weefsel te
vervangen. Zo zouden bijvoorbeeld hartspiercellen kunnen worden ingebracht
wanneer een deel van de hartspier is afgestorven. In theorie is het mogelijk weefsels te kweken op basis van lichaamseigen celmateriaal. Het voordeel daarvan is
dat geen afstotingsverschijnselen optreden. Om lichaamseigen celmateriaal te
creëren moet men het erfelijk materiaal in een eicel vervangen door het dna van
de patiënt.5 De aldus ontstane stamcellen kunnen worden gebruikt voor het
kweken van weefsel. Op termijn is het wellicht mogelijk langs deze weg kunstmatig transplantatieorganen op te bouwen.
Ten slotte vormt xenotransplantatie een optie. Hiertoe worden transgene dieren
zo gekweekt dat hun organen zo min mogelijk afstotingsverschijnselen opleveren. Een potentieel risico van xenotransplantatie is dat het dierlijk dna bijvoorbeeld virus-dna bevat dat in het dier niet tot expressie komt maar in een mens
wel. Toename van virulentie bij de overgang naar een nieuwe gastheer is een
bekend verschijnsel (bijvoorbeeld Spaanse griep).
 71

besl issen ov er biot echnologie

3.3

agr arische sector

3.3.1

voedselvoorziening
Productie binnen de agrarische sector is van oudsher gekoppeld aan voedselvoorziening. Echter, naast grondstoffen voor de voedingsmiddelenindustrie levert de
landbouw ook grondstoffen aan andere industriële sectoren. Bijvoorbeeld als
het gaat om de microbiologische omzetting van materialen in grondstoffen voor
de chemische industrie en productie door planten of weefsel- of celculturen
(zie 3.5). Voorbeelden zijn gom, lijm, zetmeel, verfstoffen, inkt, detergentia,
cosmetica, smaakstoffen, conserveringsmiddelen, oliën, textielvezels en vezels
voor composieten. Bij biotechnologische innovaties in de agrarische sector gaat
het meestal niet om geheel nieuwe producten, maar om een hogere opbrengst,
betere kwaliteit of duurzamer productie.
Behalve in de agrarische sector zelf, treffen we biotechnologische innovaties in
voeding ook aan in de voedingsmiddelenindustrie. Daarbij gaat het meestal om
optimalisatie van door micro-organismen gekatalyseerde processen (3.4). Ook
dragen biotechnologische innovaties bij aan de borging van voedselkwaliteit.
Hier ligt het accent op biotechnologische innovaties in relatie tot de agrarische
sector (primaire plantaardige en dierlijke productie). Bewerking van de primaire
producten in de voedingsmiddelenindustrie en kwaliteitsbewaking komen in de
volgende paragraaf aan de orde.
72

3.3.2

pl antaardige productie
De productiviteit van een gewas is afhankelijk van onder meer de beschikbaarheid van water, mineralen, klimatologische omstandigheden, ziekteverwekkers
en plagen en de fysiologisch bepaalde (on)mogelijkheden van de plant om met
deze omstandigheden om te gaan. Biotechnologie biedt mogelijkheden om de
opbrengst van een gewas te verhogen door :
1. de genetische constitutie te veranderen;
2. de interactie tussen gewassen en bodemorganismen te beïnvloeden;
3. de weerstand tegen virussen, schimmels, bacteriën en nematoden te verhogen;
4. vraat van insecten tegen te gaan;
5. de groei onder ongunstige teeltomstandigheden te verbeteren (Kleter et al.
2000).
 Bij nieuwe variëteiten kan men denken aan gewassen met verbeterde eigenschappen, zoals een grotere opbrengst, een langere houdbaarheid en een
verhoogde resistentie tegen ziekten en plagen.
De ecologische consequenties van moderne biotechnologie in de landbouw zijn
nog grotendeels onbekend. Zo kunnen bijvoorbeeld gewassen die onder ongunstiger kweekomstandigheden groeien in beginsel de druk op het milieu doen
afnemen. Immers, er zijn minder groeibevorderaars nodig. Hierbij moet men wel

biotechnologie binnen verschillende sectoren

bedenken dat landbouw op marginale bodems de druk op het milieu ook kan
doen toenemen. Gewassen die resistent gemaakt zijn tegen een specifiek bestrijdingsmiddel zullen in het algemeen het gebruik van dat bestrijdingsmiddel doen
toenemen. Echter, wanneer daardoor het gebruik van andere, vervuilender
middelen terugloopt, kan de cumulatieve milieudruk door bestrijdingsmiddelen
afnemen. Daarom moet men de consequenties van moderne biotechnologie in de
landbouw zien in de context van landbouwkundige praktijken. Een stap voor
stap benadering is daarvoor de aangewezen weg.
Gewasveredeling door kruising en selectie bestaat al sinds mensenheugenis.
 Doel daarvan is meestal het verhogen van de opbrengst of de kwaliteit van het
door de mens gewenste deel van het gewas of stofwisselingsproduct. Het nieuwe
van de moderne biotechnologie schuilt in twee zaken. In de eerste plaats kan het
veredelingsproces sneller en doelmatiger verlopen als bekend is in welke dnastructuur een bepaalde erfelijke eigenschap is vastgelegd. Zulke opbrengst- of
kwaliteitsverhogende eigenschappen kan men dan van een donorgewas naar het
te veredelen gewas overbrengen. In de tweede plaats moet men zowel in de
moderne als in de klassieke veredelingsprocessen steeds controleren of de
gewenste eigenschap wel is overgebracht. Bij klassieke veredelingstechnieken
moet men hiervoor een aantal generaties opkweken om vervolgens de gewenste
exemplaren te selecteren. Bij genetische modificatie maken de moderne analyseen scheidingstechnieken het mogelijk al direct na de manipulatiestap te bepalen
welke cellen het nieuwe dna hebben opgenomen. Alleen die cellen worden
verder opgekweekt en in de praktijk getoetst. Ook hier blijkt, net als in de sector
gezondheid en geneeskunde, dat veel eigenschappen niet door een enkel gen
worden bepaald, maar door een interactie tussen verschillende genen en
omgevingsinvloeden. De nu gerealiseerde transgene gewassen zijn nog maar een
begin van wat in principe mogelijk is. Wel is er nog weinig praktijkervaring met
deze gewassen opgedaan. Zorgvuldige monitoring en evaluatie is dan ook van
groot belang.
Van verschillende gewassen is de genoomsequentie geheel of gedeeltelijk in kaart
gebracht. Net als bij het humane genoomproject is dit sneller gegaan dan aanvankelijk verwacht. In 2000 is het eerste genoom van een hogere plant volledig in
kaart gebracht. Het gaat om de zandraket. De eerste genoomkaart van een
voedingsgewas is die van de rijstplant (430 miljoen basenparen; 50.000 genen).
 Twee bedrijven, Syngenta en Myriad, hebben deze gemaakt. Het rijstgenoom is
mede de sleutel voor onderzoek naar maïs en tarwe. De kennis over het rijstgenoom behoort niet tot het publieke domein, zoals die over het humane genoom,
maar Syngenta toont zich bereid informatie over het genoom te delen met onderzoekers en agrarische instituten in ontwikkelingslanden op voorwaarde dat een
onderzoekscontract wordt getekend.
Voor genetische modificatie van planten gebruikt men verschillende technieken (Kleter et al. 2000). In plantcellen waarvan de celwand is verwijderd,
worden microscopisch kleine deeltjes of bacteriële vectoren met vreemd dna

73

besl issen ov er biot echnologie

geïntroduceerd. Met behulp van kunstmatige chromosomen van bacteriën of
gisten kunnen grotere dna-fragmenten worden ingebracht. Om te kunnen selecteren welke cellen het vreemde dna hebben opgenomen, volgt men een methode
waarbij de gewenste genen worden gekoppeld aan zogenoemde markergenen.
Dit zijn genen die gemakkelijk op te sporen zijn. Als markergenen zijn vaak
genen gebruikt die resistent maken tegen een bepaald antibioticum. Het bezwaar
hiervan is dat resistentie tegen dat antibioticum op grote schaal wordt verspreid,
waardoor het zijn waarde in de humane en diergeneeskunde verliest. Om die
reden is er nu regelgeving die het aantal antibioticaresistente genen die als marker
mogen worden gebruikt, sterk beperkt en zijn andere markers ontwikkeld.
74

Het gebruik van markergenen is een punt van zorg. Dit geldt ook voor de
verspreiding van genetisch gemodificeerde/gemanipuleerde organismen (ggo’s)
binnen natuurlijke ecosystemen en de mogelijkheid de nieuw geïntroduceerde
eigenschappen over te dragen naar andere soorten (Van Dam-Mieras 2001).
 Het gaat daarbij bijvoorbeeld om de kans dat een genetisch gemodificeerde plant
in de natuur zo hard groeit dat er sprake is van bedreiging van natuurlijke ecosystemen, of om de kans dat de nieuwe eigenschap wordt doorgegeven aan wilde
soortgenoten (verticale overdracht van erfelijke informatie) of niet-verwante
organismen (horizontale overdracht van erfelijke informatie). Laatst genoemde
kunnen dan een plaag gaan vormen. Omdat de nieuw ingebrachte erfelijke informatie slechts een klein onderdeel van de totaal aanwezige informatie uitmaakt,
neemt men aan dat het hoofdzakelijk de karakteristieken van de originele plant
zijn die de kansen op overleving en verspreiding bepalen. Als de nieuw ingebrachte informatie die karakteristieken drastisch wijzigt, kan er sprake zijn van
een verhoogd risico. Dit kan het geval zijn bij de introductie van erfelijke informatie die beschermt tegen ziekten, bestrijdingsmiddelen of vorstschade. Vaak is
het in de praktijk echter zo dat genetisch gemanipuleerde planten in het wild hun
geïntroduceerde eigenschappen weer kwijt raken en niet harder groeien dan hun
natuurlijke soortgenoten. Vanuit het perspectief van risico-inschatting is het
belangrijk om ervaring op te doen met het overleven en de verspreiding van
transgene planten in het milieu. Momenteel is van georganiseerde monitoring
nog nauwelijks sprake.
 Gecultiveerde planten zijn ruwweg in drie categorieën in te delen: van de mens
afhankelijk, door de mens ingeperkt en onafhankelijk van de mens. Planten uit de
eerste categorie zullen snel uitsterven als ze niet meer worden gekweekt. De kans
dat zo’n van de mens afhankelijke plant uitgroeit tot een oncontroleerbaar
onkruid is dus heel klein. Landbouwkundigen houden een aantal gewassen uit de
tweede categorie goed onder controle. Ook hier is de kans op overgang naar een
oncontroleerbaar onkruid beperkt. Van de mens onafhankelijke planten, zoals
bijvoorbeeld de meeste grassoorten, zijn zeer goed in staat om zonder tussenkomst van de mens te overleven. Als er met deze categorie onbedoelde schadelijke effecten optreden zijn deze moeilijk te elimineren. Doet men ervaring op in
proefvelden, dan neemt men de nodige veiligheidsmaatregelen. Na de teelt
worden plantenresten verwijderd en vernietigd, verspreiding van stuifmeel

biotechnologie binnen verschillende sectoren

wordt mechanisch tegengegaan en kruising met in het wild levende soortgenoten
wordt voorkomen door er voor te zorgen dat het bloeiseizoen van de gemodificeerde plant niet samenvalt met dat van zijn wilde soortgenoot. Een dergelijk
onderscheid in verschillende categorieën planten en daarop gebaseerde maatregelen hebben uiteraard alleen zin tijdens het stadium van veldproeven.
Zodra het zaad vrij komt voor de handel volgt verspreiding via een internationaal
georiënteerde zaadhandel. Planten die de mens goed kan controleren in het ene
deel van de wereld kunnen in andere delen best van de mens onafhankelijk blijken te zijn.
 Ten slotte kan de nieuw geïntroduceerde erfelijke informatie vanuit de plant
worden overgedragen (horizontale overdracht van erfelijke informatie) op een
ander organisme dat vervolgens uitgroeit tot een plaag. In principe zou de overdracht van erfelijke informatie tussen niet-verwante organismen kunnen verlopen via virussen, maar tot op heden zijn dergelijke effecten van plantenvirussen
niet gevonden. Verder zouden in theorie ook plasmiden in bodembacteriën voor
horizontale genoverdracht kunnen zorgen, maar ook deze wijze van overdracht
lijkt zeldzaam. Vanuit het perspectief van risicoanalyse valt nog op te merken dat
horizontale verspreiding van erfelijke informatie vooral risicovol zou zijn als
daardoor nieuwe erfelijke informatie aan het ecosysteem wordt toegevoegd.
Bij de meeste innovaties zal dat echter niet het geval zijn. Biotechnologische
innovaties maken immers meestal gebruik van reeds bestaande biologische
strategieën. Daarmee wordt geen risico uitgesloten, want expressie van erfelijke
informatie in organismen waarin deze niet van nature plaats vindt, kan effect
hebben op relaties binnen het ecosysteem.
Aan iedere introductie van een genetisch gemanipuleerde plant in het milieu
kleeft dus een risico. De kunst is om zoveel mogelijk van te voren vast te stellen
in welke gevallen er sprake is van welk risico en verder systematisch in kaart te
brengen of er onverwachte risicovolle effecten optreden. Anders dan in het geval
van chemicaliën, is er geen algemeen geaccepteerde set van voorspellende testen
beschikbaar en bestaat er op dit terrein ook geen wet- en regelgeving. Zolang er
nog weinig ervaring bestaat met transgene planten in het milieu blijft het noodzakelijk voorzichtig te werk te gaan en ervaring op te doen in goed gecontroleerde
proefomstandigheden.
Een interessante methode voor genetische modificatie waarbij het gevaar voor
ongebreidelde verspreiding in het milieu sterk is gereduceerd is Genetic Use
Restriction Technology, ook wel Terminator Technology genoemd (Kleter et al.
 2000; The Royal Society of London et al. 2000). Deze technologie houdt in dat
de behandeling ervoor zorgt dat steriele gewassen ontstaan. Ongebreidelde
verspreiding van het gemodificeerde gewas is dan dus niet mogelijk. Met deze
technologie kan de producent ook grip houden op het gebruik van de genetisch
gemodificeerde gewassen en zo zijn intellectuele eigendom beschermen. Om die
laatste reden is de technologie omstreden.
75

besl issen ov er biot echnologie

Gewassen met ‘verbeterde’ genetische constitutie
Voor de gerichte verandering van de genetische constitutie van gewassen zijn
verschillende strategieën beschikbaar. Soortveredeling, klassiek of met behulp
van moderne biotechnologie, is vaak gericht op beïnvloeding van de stofwisseling van de plant op een manier die de groei van het gewas bevordert, dan wel op
bevordering van de vorming van een bepaald stofwisselingsproduct. Een andere
strategie voor de verhoging van de opbrengst is het in planten inbouwen van stikstofbindende eigenschappen van bacteriën. Veel gewassen zijn voor hun stikstofbehoefte afhankelijk van interactie met stikstofbindende bodembacteriën.
Expressie van stikstofbindende eigenschappen in de wortels van de plant zal
daarom de groei van de gehele plant bevorderen. Weer een andere strategie voor
het verhogen van de opbrengst is het ontwikkelen van planten met kortere stengels. Dit levert stabielere planten op die een dichtere beplanting mogelijk maken.
Verder kan men het proces van zaadvorming vertragen. En ten slotte zijn er
hybriden te kweken die gunstige genetische eigenschappen langer vasthouden
dan zaadvormende gewassen.
76

Verdediging tegen belagers
Micro-organismen, virussen en nematoden zijn natuurlijke belagers van planten.
Ze kunnen tot een sterke vermindering van de oogst leiden omdat de energie die
de plant in het bestrijden van de belager moet stoppen, niet kan worden gebruikt
voor groei. Planten beschikken van nature over een set verdedigingsmechanismen.
 Biotechnologische strategieën gericht op het tegengaan van een verlies aan
opbrengst ten gevolge van belagers zijn meestal gebaseerd op natuurlijke verdediging.
Een gangbaar verdedigingsmechanisme van planten is de overgevoeligheidsreactie. Ten gevolge van deze reactie sterft het aangetaste deel van de plant af.
Daardoor kan de infectie zich niet verspreiden naar andere delen van de plant.
De overgevoeligheidsreactie is aspecifiek en dus effectief, want hij kan zich richten tegen verschillende belagers. Het vinden van de trigger voor dit proces is een
uitdaging voor de biotechnologie. Planten kunnen ook eiwitten of enzymen
produceren die bijvoorbeeld schimmelcellen aantasten. Verder is het mogelijk
specifieke, tegen één belager gerichte verdedigingsmechanismen te ontwikkelen
door antilichamen uit het immuunsysteem van andere organismen in te bouwen.
Ten slotte kan men gewassen ongevoelig maken voor de toxinen die micro-organismen produceren.
Bescherming tegen insectenvraat
Insectenvraat tast zowel de kwaliteit als de kwantiteit van de oogst aan. In de
biologische landbouw wordt het Bt-toxine (Bacillus thuringiensis) al sinds de
jaren vijftig toegepast voor de bestrijding van insecten. Het is afkomstig van een
natuurlijk voorkomende bacterie. Voor de gangbare landbouw – genetische modificatie is in de biologische landbouw niet toegestaan – is met behulp van genetische modificatie het gen voor dit toxine onder meer ingebouwd in maïs en
katoen. Uiteraard met als doel de opbrengst te verhogen door insectenvraat tegen

biotechnologie binnen verschillende sectoren

te gaan. In 1999 bestond 36 procent van het maïsareaal in de vs uit Bt-maïs.6
Het gaat daarbij vooral om de bestrijding van de maïsboorder. Omdat de maïsboorder zich in de stengel bevindt, is chemische bestrijding van buitenaf vaak
niet erg effectief. Als de plant zelf het toxine aanmaakt, kan dit een aanzienlijke
vermindering van het gebruik van insecticiden tot gevolg hebben.
De blootstelling van insecten aan het Bt-toxine leidt onvermijdelijk tot resistentie.
 Mede om die reden verzetten biologische boeren zich tegen het aanplanten van
Bt-gewassen. Zij gebruiken zelf het bestrijdingsmiddel terughoudend, zodat
resistentie minder snel optreedt. Wanneer resistentie toch ontstaat als gevolg van
Bt-gewassen, verliezen ze een milieuvriendelijk bestrijdingsmiddel. Er zijn
verschillende strategieën om het opbouwen van resistentie bij insecten te vertragen. Zo kan op een deel van het areaal gewas zonder het toxine worden aangeplant, waar insecten zonder resistentie overleven. Omdat resistentie doorgaans
niet erfelijk dominant is, vertragen zij het resistent worden van de populatie.
Een ander middel om het opbouwen van resistentie te vertragen is het inbouwen
van verschillende toxines. Naast het Bt-toxine zijn daarvoor verschillende andere
toxines beschikbaar. In de vs stelt het Environmental Protection Agency (epa) een
resistentiemanagementprogramma verplicht. In de eu is dat nog niet het geval.
Wel hebben enkele producenten hiervoor voorstellen ingediend (Projectgroep
Biotechnologie Productschappen 2000). Arme landen zijn in het bijzonder
kwetsbaar voor onzorgvuldige toepassing van ggo-gewassen (Dinham 2001).
Aanpassing aan ongunstige teeltomstandigheden
De meeste gewassen groeien niet of slecht onder ongunstige teeltomstandigheden, zoals droogte, verzilting, koude en overstromingen. Er bestaan echter
planten die, dankzij hun genetische constitutie, onder zulke omstandigheden
wel gedijen. Met moderne biotechnologie kan de capaciteit om te overleven
onder die ongunstige omstandigheden worden overgebracht naar cultuurgewassen. Daardoor kan men ook gebieden in cultuur brengen die daar voorheen
niet voor in aanmerking kwamen. Verzilting bedreigt 20 procent van het in
cultuur gebrachte en 40 procent van het geïrrigeerde land. De meeste gewassen
kunnen zich geleidelijk aan verslechterende omstandigheden aanpassen.
Meestal zijn bij deze aanpassing meerdere genen betrokken, waardoor het een
complex proces is. Dit impliceert dat de kans op succes bij toepassing van
biotechnologie op dit terrein voorlopig gering is. Het is niet zeker dat genetische
manipulatie meer succes zal hebben dan traditionele soortveredeling.
 Niettemin blijken onderzoekers er recent in geslaagd tomaten zo te modificeren
dat ze groeien in een (zee)zoute omgeving (Zhang en Blumwald 2001).
Voldoende voedsel voor de wereldbevolking
De wereldbevolking blijft in de komende decennia groeien. In de toekomst zal
schaarste ontstaan als de productiegroei geen gelijke tred houdt met de bevolkingsgroei. In de afgelopen decennia is de bevolkingsgroei opgevangen door de
groene revolutie (gewasveredeling door veelal publiek gefinancierde onderzoeksinstellingen). Deze opbrengstgroei begint echter af te vlakken.7 In de afgelopen

77

besl issen ov er biot echnologie

veertig jaar groeide de wereldbevolking met circa 1,7 procent per jaar. Dit betekent
een verdubbeling in die periode. Naar verwachting zal die groei doorgaan in een
lager tempo (0,6 à 0,9% per jaar). De groei vindt met name plaats in arme landen.
Om verdergaande milieuaantasting te voorkomen moet de productiegroei hoofdzakelijk plaatsvinden op het huidige landbouwareaal. Het is mede daarom van
belang dat de resultaten van de biotechnologie ook beschikbaar komen voor
boeren in arme landen (The Royal Society of London et al. 2000).
In de huidige situatie bestaat er echter mondiaal geen voedselschaarste. Er is dus
op dit ogenblik nog geen acute noodzaak om biotechnologie te gebruiken om de
opbrengst te verhogen. Wel is er sprake van lokale schaarste, maar die is eerder
het gevolg van onderontwikkeling, armoede en conflicten dan van ontoereikende
landbouw. Het wereldvoedselprobleem is vooralsnog geen probleem van kwantiteit, maar van verdeling. Als de productiegroei echter de bevolkingsgroei onvoldoende bijhoudt, kan naast het bestaande verdelingsprobleem ook een absoluut
schaarsteprobleem ontstaan.
 78

Planten voor grootschalige productiesystemen
Biotechnologische toepassingen voor efficiëntere productie zijn tot nu toe vooral
te vinden in de onkruidbestrijding. Zonder onkruidbestrijding treden oogstverliezen op van 20 tot 60 procent. Sinds de twintigste eeuw zijn er diverse
chemische bestrijdingsmiddelen tegen onkruid in omloop. Deze wijze van
onkruidbestrijding is kostbaar en milieubelastend. Ook leidt de intensieve grondbewerking tot erosie. Reductie van de hoeveelheid onkruidbestrijdingsmiddelen
in de landbouw is een strategisch argument achter het inbouwen van resistentie
tegen glyphosaat (Roundup) in cultuurgewassen. Resistentie tegen glyphosaat
is ingebouwd in soja, maar ook in andere gewassen, zoals raapzaad, katoen,
maïs, suikerbiet, tarwe, witlof, bloemkool en broccoli.8 Bij het verbouwen van
glyphosaatresistente gewassen is het mogelijk glyphosaat te gebruiken nadat het
gewas al is opgekomen, waardoor een meer gerichte toepassing van bestrijdingsmiddelen mogelijk is. Tegenover de kostenbesparing bij het verbouwen (arbeid,
bestrijdingsmiddelen, brandstof) staan de hogere kosten van het zaaigoed.
Volgens deskundigen is het gemak en de flexibiliteit in de onkruidbestrijding de
belangrijkste reden voor boeren om Glyphosate Tolerant soja (Gt) te verkiezen
boven traditionele soja (Europese Commissie 2000b).9 In 1999 bestond de helft
van het soja-areaal in de vs uit Gt-soja.10 In Europa is Gt-maïs als gewas toegestaan. Daarnaast is de import van Gt-soja goedgekeurd. Andere toepassingen
zijn in het geheel niet toegelaten of nog in het stadium van veldproeven.
Glyphosaat is relatief onschuldig in vergelijking met de traditioneel gebruikte
bestrijdingsmiddelen. Het gebruik van minder en relatief milieuvriendelijke
bestrijdingsmiddelen kan bijdragen aan de duurzaamheid van de productie.
 Studies naar het gebruik van bestrijdingsmiddelen bij Gt-soja in vergelijking met
traditionele soja rapporteren verschillende effecten: van een afname van het
gebruik met 40 procent tot een toename met 7 procent. Het is echter onduidelijk
of de afname geheel aan de Gt-soja te danken is. Een mogelijke verklaring voor

biotechnologie binnen verschillende sectoren

een toename zou kunnen zijn dat het bestrijden van kiemend achtergebleven
oogstmateriaal het gebruik van andere bestrijdingsmiddelen nodig maakt, wat om
een hogere dosering vraagt (Hin et al. 2001; Kleter et al. 2000). Opslag van transgene herbicidenresistente rassen valt met alternatieve niet-selectieve bestrijdingsmiddelen te behandelen, omdat de herbicidenresistentie specifiek is.11
De terminator technology, die omstreden is wegens de effectieve bescherming
van intellectuele eigendom, kan een bijdrage leveren aan de doelmatigheid doordat geen achtergebleven oogstmateriaal kan ontkiemen. Het kiemen van achtergebleven oogstmateriaal is altijd problematisch, omdat de gunstige eigenschappen van het zaaigoed in de tweede generatie snel verminderen, waardoor
bijvoorbeeld meer risico ontstaat van aantasting door plantenziekten.
Achtergebleven oogstmateriaal kan zo bijvoorbeeld het effect van gewasroulatie
teniet doen (The Royal Society of London et al. 2000).
Onkruidbestrijding is niet de enige mogelijkheid voor doelmatigheidsverbetering. Gewassen die bij een lagere temperatuur gedijen, kunnen de afhankelijkheid van de kastuinbouw van fossiele brandstoffen verminderen. Daarnaast
kunnen stikstofbindende eigenschappen in de plant de afhankelijkheid van
kunstmest verminderen.
 Als het gaat om de toepassing van moderne biotechnologie in grootschalige
productiesystemen, is het belangrijk de biotechnologische innovatie in de
context van het geheel te bezien. Een belangrijke vraag daarbij is of het systeem er
ecologisch duurzamer van wordt of juist niet. Bij innovaties die het economisch
rendement vergroten maar eveneens de druk op het ecosysteem verhogen, is het
nodig een zorgvuldige afweging van belangen te maken. Een case by case benadering lijkt de aangewezen weg. Afgezien van een ideologische stellingname, hoeft
er dan ook geen sprake te zijn van onverenigbaarheid van moderne biotechnologie met kleinschalige biologische landbouw.
Tegenstanders betwisten zowel de verhoging van de opbrengst, als van de doelmatigheid van biotechnologie in de landbouw. Het is nog te vroeg om eenduidige
conclusies hierover te trekken. Wanneer de door de industrie beloofde doelmatigheidswinst echter uitblijft, is geen speciale regelgeving nodig om de toepassing van biotechnologie te beperken. In dat geval zal de markt zijn werk doen.
Biologische productspecificatie
Biotechnologie kan een bijdrage leveren aan het afstemmen van gewassen op
specifieke eisen. Daarbij gaat het vooral om macronutriënten(bijvoorbeeld oliën)
en micronutriënten (bijvoorbeeld vitaminen) (Kleter et al. 2000). Veel industriële
voedingsmiddelen bevatten plantaardige oliën. Via genetische manipulatie kan
bijvoorbeeld het gehalte aan onverzadigde oliën worden verhoogd, waardoor
gezondheidsrisico’s worden verminderd. Ook kan sturing van de samenstelling
van oliën de houdbaarheid verhogen en ze toesnijden op de verwerkingstoepassing. Dit kan overigens wel betekenen dat gewasvarianten voor industriële

79

besl issen ov er biot echnologie

nonfood-toepassingen strikt gescheiden moeten blijven van varianten voor
voedingstoepassingen. Meer in het algemeen is informatie over de herkomst van
een product (Identity Preservation) een voorwaarde om de kwalitatieve voordelen van een nieuwe variant te kunnen exploiteren.
Plantaardige eiwitten en koolhydraten zijn een belangrijke voedselbron.
Echter, de meeste plantaardige eiwitten missen een of meer essentiële aminozuren.
 Het compenseren van deze deficiëntie was de gedachte achter de oude schijf van
vijf.12 Biotechnologie kan worden gebruikt om deze deficiënties te verminderen,
waardoor volwaardiger voedingsgewassen ontstaan. Ook kan de functionaliteit en
houdbaarheid van bijvoorbeeld tarwe of aardappelen verbeteren door een hoger
gehalte aan specifieke eiwitten (die de bakeigenschappen beïnvloeden) of door de
samenstelling van zetmeel, suikers en enzymen te veranderen.
80

Biotechnologie kan ook het gehalte aan micronutriënten beïnvloeden. Een voorbeeld in dit verband is de zogenoemde golden rice waarin een gen voor beta-caroteen, een voorloper van vitamine A, is ingebouwd en tot expressie komt.
In gebieden waar rijst hoofdvoedsel is, komt veelvuldig een tekort aan vitamine A
voor. Sceptici stellen echter dat de potentiële bijdrage van de golden rice aan het
verminderen van voedseldeficiënties voorlopig gering is en dat deze rijst vooral
een PR-offensief van de industrie is.13 Verder kan genetische manipulatie bijvoorbeeld het gehalte aan flavonoïden verhogen. Naar de huidige kennis reduceren
deze de kans om kanker te krijgen. Een volledig inzicht in het effect ervan
ontbreekt echter nog. Ook kan het gehalte aan essentiële mineralen omhoog
(c.q. het gehalte van stoffen die de opname van deze mineralen remmen kan
omlaag). Zo kan men bijvoorbeeld ijzertekorten voorkomen.
Er zijn nog vele andere manieren om de kwaliteit van voedingsgewassen te
verbeteren. Zo kan beïnvloeding van het rijpingsproces producten langer houdbaar maken. Verder kunnen andere, op de consument gerichte ‘verbeteringen’ in
het gewas worden aangebracht, zoals pitloze vruchten, cafeïnevrije koffie, hypoallergene voedselproducten (waarin bepaalde eiwitten of peptiden niet aanwezig
zijn) en verbetering van kleur of smaak.
Plantencellen als fabriek
De tot nu toe aangehaalde voorbeelden van moderne biotechnologie in relatie
tot plantaardige productie betreffen situaties waarin het gaat om de hele plant.
 Daarnaast is het mogelijk om de plantencel als cellulaire fabriek te gebruiken
(zie ook 3.2.3 en 3.5). Op deze manier gebruikt men plantencellen bijvoorbeeld
voor het produceren van medicijnen en andere fine chemicals (zie ook 3.5).
In dit verband kan men denken aan bijvoorbeeld orale vaccins, antistoffen
(plantibodies), bloedsubstituten, antibiotica, groeifactoren en medicinale lijm.
Een dergelijk gebruik van plantencellen valt echter eerder onder de industriële
sector dan onder de agrarische.
biotechnologie binnen verschillende sectoren

3.3.3

dierlijke productie
Bij moderne biotechnologie en dierlijke productie valt, net als in het geval van
plantaardige productie, te denken aan het verhogen van de opbrengst door erfelijke eigenschappen van productiedieren zodanig te veranderen dat deze beter
bestand zijn tegen een ongunstige omgeving. In het geval van dieren gaat het dan
meestal om de producten vlees, melk en eieren. De veredelingsstrategie kan ook
gericht zijn op beïnvloeding van de kwaliteit van het product, bijvoorbeeld op
minder vet vlees. De introductie van moderne biotechnologie in de westerse
veehouderij voegt nieuwe methoden toe aan klassieke veredelingstechnieken
(Van Dam-Mieras 2001).
 In de context van grootschalige dierlijke productiesystemen, zoals de intensieve
veehouderij, valt bij moderne biotechnologie ook te denken aan het maken van
diagnostica, vaccins en geneesmiddelen. Voor de productie van diergeneesmiddelen gelden vergelijkbare productietechnische overwegingen als voor de
humane geneesmiddelen. Het grote verschil met humane geneeskunde is dat het
bij dierlijke productie gaat om gezondheid als een productiefactor. Voorkomen en
genezen van ziekten komt neer op rendement. Op het gebied van de ontwikkeling van vaccins kan het belangrijk zijn een zodanig vaccin te maken dat het
mogelijk is uit de antistoffen in het bloed te concluderen of deze door de vaccinatie zijn opgewekt dan wel het gevolg zijn van een infectie. Het bestaande nonvaccinatiebeleid berust namelijk op het feit dat bij de verwerking van vlees geen
analysemethoden beschikbaar zijn die een onderscheid maken tussen besmet en
gevaccineerd vee. Nieuwe vaccins, gebaseerd op onvolledige virussen, kunnen
zowel bescherming tegen besmetting bieden, als garanderen dat het gevaccineerde vee niet besmet is geweest door aantoonbare afwezigheid van specifieke
eiwitten. Diagnostische tests kunnen daarnaast ook een bijdrage leveren aan het
welzijn van dieren, doordat de controle op de gezondheid van vee verbetert.
Transgene dieren als fabriek
Een nieuw aspect van biotechnologie en dierlijke productie is het gebruik van
dieren voor de productie van geneesmiddelen en xenotransplantaten (zie ook
3.2.3). Het gaat hier om het kloneren van transgene dieren. Het maken van kloons
uit dierlijke cellen is veel moeilijker dan het maken van kloons uit plantencellen.
De tuinbouw maakt via vegetatieve voortplanting al jaren lang kloons.
De oorzaak voor dit verschil ligt in het feit dat plantencellen totipotent zijn.
 Dat wil zeggen dat uit iedere cel in principe weer een hele plant kan ontstaan,
terwijl cellen van dierlijke weefsels gedifferentieerd zijn. Tijdens de embryonale
ontwikkeling van dieren ontstaan uit één bevruchte eicel via verschillende soorten stamcellen verschillende weefsels. Cellen uit die verschillende weefsels
kunnen zich vaak wel via deling vermenigvuldigen, maar daarbij kunnen slechts
identieke weefselcellen ontstaan, niet een heel nieuw organisme. Daarom nam
men tot voor kort aan dat het niet mogelijk was uit een gedifferentieerde dierlijke
cel weer een heel nieuw organisme te vormen. De geboorte van het Schotse
schaap Dolly heeft echter aangetoond dat dit wel mogelijk is als het erfelijk

81

besl issen ov er biot echnologie

materiaal van een gedifferentieerde cel uit een volwassen dier wordt overgebracht naar een eicel. Erg efficiënt is dit proces nog niet. Het is dus in theorie
wel mogelijk om met behulp van genetische modificatie transgene productiedieren te maken, maar er is nog veel meer kennis nodig over condities waaronder
klonering succesvol is (McLaren 2000, Pennisi en Vogel 2000).
Het idee achter de productie van geneesmiddelen in dieren is dat dierlijke eiwitten
mogelijkerwijs meer lijken op menselijke eiwitten dan in micro-organismen
geproduceerde eiwitten. Ook gaat men ervan uit dat productie via dieren efficiënt
zou kunnen zijn. Het gebruik van dieren als fabriek ondervindt echter veel tegenstand. Daarom geeft men meestal de voorkeur aan productie in micro-organismen
(zie ook 3.2.3).
Het tekort aan transplantaten vormde de drijfveer achter onderzoek naar de mogelijkheid dieren zo te modificeren dat hun organen bij transplantatie naar mensen
geen afstotingsreactie oproepen. Het gevaar van virussen binnen het dierlijke dna,
die binnen het dier niet tot ziekte leiden maar dat in de mens wel zouden kunnen
doen, en resultaten van onderzoek naar humane stamcellen, hebben de belangstelling hiervoor momenteel grotendeels stilgelegd (zie ook 3.2.3).
 82

Dierlijke cellen als fabriek
Net als in het geval van plantencellen is het in principe ook mogelijk om dierlijke
cellen als cellulaire fabriek te gebruiken. Bijvoorbeeld voor de productie van
eiwitten die binnen de humane geneeskunde bruikbaar zijn. Een drijfveer daarbij
is het mogelijke voordeel van de productie van eiwitten in dierlijke cellen boven
productie in cellen van micro-organismen (zie ook 3.2.3). Een dergelijk gebruik
van dierlijke cellen rekent men echter eerder tot de industriële sector dan tot de
agrarische.
3.4

voedingsmiddelenindustrie

3.4.1

voedselbeschikbaarheid
Plantaardige en dierlijke productie leveren primaire producten op. Deze ondergaan vaak nog een bewerking in de voedingsmiddelenindustrie. Van oudsher
nam daarbij conservering een belangrijke plaats in. Conservering bood
immers de mogelijkheid de voedselbeschikbaarheid te spreiden over de tijd.
Oude conserveringstechnieken zijn het toevoegen van suiker, zout of kruiden en
het roken boven houtvuur. Een ook al lang bekende conserveringstechniek is
fermentatie, een bewerking met behulp van micro-organismen. Denk bijvoorbeeld aan producten als brood, kaas, bier, wijn, zuurkool, soja saus, miso en
tempeh. Andere conserveringstechnieken zijn pasteuriseren, steriliseren, koelen,
vriezen, vriesdrogen, beïnvloeding van de zuurgraad, het gebruik van gassen,
organische zuren, antibiotica, bestraling, toevoegen van additieven en verpakking.
biotechnologie binnen verschillende sectoren

Veiligheidsaspecten worden steeds belangrijker. Voedselproducten leggen
immers zowel geografisch als in de productieketen een steeds langere weg af voor
ze als eindproduct bij de consument arriveren. Het lange traject tussen productie
en consumptie brengt het risico met zich mee dat in het voedsel aanwezige
pathogene micro-organismen kunnen uitgroeien tot hoeveelheden die schadelijk
zijn voor de gezondheid. Consumeert men het product direct na bereiding dan
zouden deze micro-organismen ook wel aanwezig zijn, maar slechts in zulke
geringe hoeveelheden dat er geen gezondheidsrisico is.
 3.4.2

voedselbewerking
In de loop der tijd hebben zich op het terrein van de voedselbewerking belangrijke veranderingen voorgedaan:
1. opschalen van de productie; een evolutie die liep van lokale specialisten zoals
de bakker en de slager tot multinationals die op wereldwijde schaal actief zijn;
2. verschuiving van arbeidsintensieve processen naar geautomatiseerde processen;
3. invloed van transport en mondialisering; vers voedsel uit andere delen van de
wereld is nu het hele jaar beschikbaar, dankzij conserveringstechnieken en
verpakkingsindustrie.
Door het evolueren van de westerse stijl van leven en het daarop inspelen van de
voedingsmiddelenindustrie (Folstar 2001) is in onze samenleving een groot
aanbod aan voedingsmiddelen beschikbaar gekomen. Kenmerkend daaraan is de
grote variatie met aandacht voor versheid, gebruiksgemak en de gezondheid van
de consument. Sedert de jaren tachtig is er een sterke bewustwording van de relatie tussen voeding en welvaartsziekten. Dit heeft het consumptiepatroon van
bijvoorbeeld vetten, zout en suiker beïnvloed. Maar het leidt ook tot minder
gebruik van keukenzout en conserveringsmiddelen. Daardoor zijn veel producten eerder aan bederf onderhevig. Ook de koeltrajecten zijn verlengd. Een ander
belangrijk effect is het op de markt komen van producten die inspelen op het
gezondheidsstreven van de consument. Het gaat om kunstmatige zoetstoffen,
vetvervangers, stabilisatoren van microbiologische oorsprong, toevoegingen die
het serumcholesterol verlagen of micro-organismen die een heilzaam effect
hebben op de darmflora, het immuunsysteem en de preventie van tumoren.
Biotechnologie speelt hierbij een belangrijke rol (zie ook 3.2.2).
Bij voedselbewerking spelen de volgende facetten een rol: conservering, smaak,
consistentie, kleur en het gebruik van hulpstoffen (Sanders 1991; Poldermans en
Maat 1991). Daarnaast kan biotechnologie in de voedingsmiddelenindustrie
bijdragen aan een betere controle van productieprocessen en productkwaliteit.
 Voedselbewerking is gericht op het produceren van functioneel voedsel (Karel
2000). Functionaliteit in brede zin omvat voedingswaarde, veiligheid, gezondheidsgerelateerde eigenschappen, organoleptische eigenschappen (consistentie,
smaak, geur), het gemak waarmee de bewerking kan worden uitgevoerd,

83

besl issen ov er biot echnologie

84

houdbaarheid en het minimaliseren van negatieve effecten voor het milieu. In de
voedingsmiddelenindustrie zijn er meer of minder lange ketens tussen primair
product en uiteindelijke consumptie (Van Beek en Beulens 1999). Aan het eind
van die keten verlangt de consument een kwalitatief goed product van constante
kwaliteit, terwijl de primaire producten een normale natuurlijke variatie kennen.
 Om de consument toch van dienst te zijn is het begrijpen en procesmatig beheersen van de verschillende stappen in de keten noodzakelijk, evenals inzicht in de
samenhang ervan. Het voorkómen van kwaliteitsafwijkingen, het verkleinen van
de kans op incidenten en het tegengaan van verspilling van grondstoffen spelen
daarbij allemaal een rol. Het gaat om het oplossen van knelpunten rond ketenmanagement en duurzaamheid, om kostenbesparingen en om informatie voor de
consument. Essentieel voor een pro-actieve benadering van de consument zijn
traceerbaarheid naar de bron en beschikbaarheid van gegevens over alle schakels
in de productieketen. De hoeveelheid product die uit een eenheid grondstof kan
worden verkregen vormt een belangrijk kostenaspect. De efficiëntie waarmee de
omzettingen binnen de voedselproductieketen verlopen zijn daarom altijd al een
belangrijk punt van aandacht geweest. Milieumaatregelen maken het nog belangrijker om het proces te optimaliseren en afvalstromen te minimaliseren en liefst
te voorkomen. Hier biedt biotechnologie mogelijkheden, bijvoorbeeld voor het
schakelen van processen. Daarbij benut men een afvalstroom uit het ene proces
als input voor een ander. Verder is het uit kostenoverwegingen belangrijk om van
het ene ingrediënt op een ander over te kunnen stappen. Een voorbeeld daarvan
is de overstap in de jaren zeventig van suiker naar uit zetmeel bereide siropen met
een hoog fructosegehalte (high-fructose corn syrups). Een andere vervanger van
suiker is aspartaam, dat veel zoeter is dan suiker.
Van oudsher maakt de voedingsmiddelenindustrie veel gebruik van microbiologische processen. Uit ervaring is bekend welke micro-organismen geschikt zijn
voor voedselbewerking. Bij biotechnologische innovaties in deze sector zal het
veelal gaan om het produceren van specifieke enzymen en het modificeren van
micro-organismen die een lange staat van dienst hebben binnen de voedingsmiddelenindustrie. Daarbij kan worden gedacht aan starter cultures, die worden
gebruikt bij de fermentatie van voedingsmiddelen en veevoeders, en aan het
produceren van natuurlijke additieven.
 Conser vering door fermentatie
Historisch gezien was fermentatie van voedsel een veel gebruikte manier om
voedselbederf door pathogene micro-organismen te voorkomen. Fermentatieprocessen worden in de voedingssector nog steeds veel gebruikt, al zijn er tegenwoordig ook veel andere conserveringsmethoden beschikbaar. De fermentatie
van voedsel is een complex proces: de op het primaire product aanwezige microflora of de micro-organismen in een zogeheten starter culture zetten het voedsel
om. De gebruikte micro-organismen (bacteriën, schimmels, of gisten) vormen
een integraal deel van het eindproduct. Het fermentatieproces is gericht op het
verkrijgen van een in chemisch en biologisch opzicht stabiel eindproduct.
Dit gebeurt door het afremmen van micro-organismen die leiden tot voedsel-

biotechnologie binnen verschillende sectoren

bederf. Het gaat er dus om procescondities te kiezen waarbij de conserverende
micro-organismen wel groeien en de pathogene niet. Dit wordt bereikt door
bijvoorbeeld regulering van de temperatuur, de hoeveelheid aanwezige zuurstof
en het zoutgehalte. Voor ieder type voedsel is een ander fermentatieproces nodig.
Door de inwerking van micro-organismen leidt fermentatie tot veranderingen in
smaak en consistentie van het product.
Biotechnologie biedt mogelijkheden voor nieuwe producten en het optimaliseren
van bestaande productieprocessen. Bij de meeste fermentatieprocessen worden
nog steeds klassieke starter cultures gebruikt. Genetische modificatie van microorganismen maakt het echter mogelijk gefermenteerde voedingsmiddelen te
verbeteren. Daarbij valt te denken aan een betere smaak, verlagen van de concentratie van ongezonde natuurlijke bestanddelen, verhogen van de positieve
invloed op de darmflora, verlagen van cholesterol, het mogelijk voorkomen van
tumoren of een positieve invloed op de natuurlijke afweer tegen infecties en
tumoren.
Belangrijk bij het inkuilen van diervoeders zijn het verwijderen van zowel natuurlijke toxines uit grondstoffen (voornamelijk toxines afkomstig uit schimmels) als
stoffen uit de plant zelf die giftig zijn of de vertering van de plant negatief
beïnvloeden. Genetische modificatie van starter cultures kan hier verbetering in
aanbrengen.
