Vlas (Linum usitatissimum) is een oud cultuurgewas. Heel oud zelfs, getuige de stroken linnen – weefsel van vlasvezels – waarmee Egyptenaren hun mummies inpakten. Wellicht daarom hebben vlas en vlasvezels een wat ouderwetse klank.
Maar dat is schijn, want in veel hedendaagse automodellen, zoals Audi A3 en Ford Mondeo worden vlasvezels verwerkt in hemels, stoelen en kofferbakbekleding. De omvangrijke Duitse automobielindustrie gebruikte vorig jaar ruim 14 miljoen kilo agrovezels, waarvan 11 miljoen kilo afkomstig uit vlas. Koploper is DaimlerChrysler, die in iedere auto gemiddeld vijf à zes kilo agrovezels verwerkt.
Lichtgewicht, schoon geproduceerd en na gebruik makkelijk te recyclen of af te voeren als afval, dragen agrovezels bij aan een minder vervuilende levenscyclus van auto’s. Het is bovendien een groeimarkt: ten opzichte van 1996 verdrievoudigde het gebruik bij de Duitse autofabrikanten.
Ongecontroleerd bederf
In Wageningen zijn onderzoekers van ATO en Plant Research International sinds twee jaar werkzaam aan een nieuw agrovezelproject. Vlas is de modelplant en de eigenschappen van de vlasvezels en het vezelproductieproces staan centraal. ATO werkt al sinds 1990 aan vlas, onder andere voor de ontwikkeling van nieuwe composietmaterialen voor de auto-industrie.
Het verwerkingsproces van vlas is momenteel een vorm van ongecontroleerd bederf: roten . De vlasplanten worden aan het eind van het seizoen uit de grond getrokken en blijven dan enkele weken op het land liggen. Schimmels en bacteriën beginnen op de stengels te groeien en de enzymen die ze daarbij afscheiden, breken pectines af. Deze lijmstof verbindt de vezelbundels in de vlasplant met de ‘vulweefsels’ en de houtachtige kern van de plant. Vervolgens kunnen de vezelbundels van de rest van de plant worden gescheiden.
Maar de micro-organismen scheiden nog veel meer enzymen uit. Ook cellulases, die de uit cellulose bestaande vezelbundels zelf kunnen aantasten. ‘Na het roten is de vezelkwaliteit vaak erg variabel’, zegt ATO-onderzoekster ing. Monique Ebbelaar, die samen met dr. Trinette Stolle werkt aan pectine-afbrekende enzymen. ‘Of het weer is te droog en dan groeien de schimmels niet goed of het is te nat en dan kan het zelfs voorkomen dat een boer de planten niet kan binnenhalen, waardoor de oogst verloren gaat.’
Enzymatische vlasproductie
Voor industriële toepassingen is een constante kwaliteit van de vezels een voorwaarde. Vandaar dat Ebbelaar de vlasstengels het liefst met enkele, specifieke enzymen zou behandelen, in plaats van een ongrijpbaar rottingsproces met micro-organismen. Inmiddels heeft ze twee schimmelgenen in handen die coderen voor enzymen, die ieder een ander deel van de pectineketen doorknippen.
Binnenkort hopen de onderzoeksters die enzymen verder te karakteriseren. Stolle: ‘Dan weten we ook meer over hoe anders ze zijn dan bestaande pectinases. De enzymen zijn misschien ook toepasbaar bij de verwerking van andere agrovezels, zoals katoen. Vlas is voor ons in de eerste plaats een modelplant en of het enzymatische vlasproces ooit commercieel toegepast wordt, is nog de vraag.’
Ook voor dr. Michel Ebskamp en dr. Marcel Toonen van Plant Research International is vlas een modelplant voor onderzoek aan agrovezels. Zij richten zich op het andere deel van het project: verandering van de vezeleigenschappen. Welke genen van invloed zijn op bijvoorbeeld de lengte en elasticiteit van de vezels, daar willen de onderzoekers meer grip op krijgen. Zo kan later veel gerichter gewerkt worden naar de eisen die industriële verwerkers aan de vezels stellen. Gekeken wordt naar verschillende kenmerken van de vezel en nog niet naar specifieke toepassingen zoals een betere vezel voor de verwerking in interieurpanelen, of gemengd met kunsthars, in de bumpers van auto’s.
De vezelige veelzijdigheid van vlas Vlas kan afhankelijk van de zuivering en vezeldikte op veel manieren worden toegepast: als non-woven in bijvoorbeeld bioluiers, na spinnen en weven als textiel (linnen), in extrusietoepassingen (gemengd met kunsthars) en zelfs in de meest elementaire vorm (cellulosevezels) in papier. © Bionieuws, Frank Bierkenz / Arno van ’t Hoog 2000. Klik op de afbeelding voor een grotere versie
Snap point
‘De kennis van genetische factoren in de vezelvorming is nog heel beperkt’ zegt Ebskamp. ‘Als eerste hebben we daarom een cDNA-bank gemaakt van de stengel van vlasplant. Vooral het deel rond snap point van de stengel is daarbij interessant.’ Als je aan verschillende vlasplanten trekt, breekt de stengel altijd op hetzelfde punt, vertelt Ebskamp. Het snap point is de grens tussen de top van de plant en het deel waar de secundaire celwandsynthese plaatsvindt. In deze regio begint de aanmaak van de vezelbundels en worden veel genen aangeschakeld die bij celwandsynthese betrokken zijn.
De onderzoekers hebben nu zo’n duizend genfragmenten van de vlasplant in handen. Daarvan toont ongeveer vijf procent overeenkomst met genen uit andere planten, waarvan bekend is dat ze een rol spelen bij de celwandsynthese.
De volgende stap is het herintroduceren van die genen in de vlasplant om vervolgens te onderzoeken wat de gevolgen zijn voor de vezeleigenschappen. Toonen: ‘We hebben daarvoor een transformatieprotocol ontwikkeld voor vezelvlas. Zo’n protocol was al wel beschikbaar voor olievlas, maar om zoiets voor een andere cultivar te ontwikkelen ben je veel tijd kwijt.’
Prototypes
De groei van een grondstof Vlasplant met dwarsdoorsnedes op verschillende hoogtes in de plant. De coupe’s zijn gekleurd met cellufluor. Onder een fluorescentiemicroscoop kleurt cellulose blauw, de rode kleur is afkomstig van fluorescentie van chlorofyl. De vezels worden zichtbaar onder het zogenaamde ‘snap point’, waar de secundaire celwandsynthese begint. © Bionieuws, Frank Bierkenz / Arno van ’t Hoog 2000. Klik op de afbeelding voor een grotere versie