Haalbaarheid van een innovatieve enzymsensor voor de voedingsindustrie

Inleiding

Rondom voedselveiligheid en voedselkwaliteit is de laatste jaren veel gesproken en gedaan. Problematiek zoals PCB’s, dioxines, melamine, BSE en antibioticaresistentie hebben de afgelopen jaren veel invloed gehad op onze voeding, de voedingsmiddelenindustrie en de maatschappij. Deze problematiek vraagt voortdurend om onderzoek en aanpak.

Vraag naar detectiesystemen

De vraag naar systemen om contaminanten en stoffen die de kwaliteit van Landbouw, Water en Voedsel bepalen in een vroeg stadium in de keten te detecteren, neemt toe. Voor de aanvrager is dit de aanleiding geweest om de technische haalbaarheid te onderzoeken voor de ontwikkeling van biosensoren, waarbij met behulp van microreactoren analyses en detecties kunnen worden uitgevoerd in de keten van Landbouw, Water en Voedsel.

Randvoorwaarden en beoogde toepassingen

Randvoorwaarden aan deze sensoren zijn:

• Een lage kostprijs
• Elektronische uitlezing

Hierdoor wordt een economisch haalbare toepassing mogelijk. De beoogde toepassingen zijn nieuw en tevens wenselijk; bekende meettechnieken die worden toegepast zijn bijvoorbeeld gecertificeerd en nauwkeurig (ELISA, HPLC), maar zijn vaak duur en alleen in een later stadium in de keten te gebruiken.

Kosten en verspilling

Naast de hoge directe kosten van bestaande analyse- en detectietechnieken zijn de kosten van de indirecte gevolgen hoog. Wanneer uitslagen van een sample negatief zijn, is de desbetreffende target vaak al verder in de keten. Gevolg hiervan kan verspilling en vergroting van het probleem zijn.

Biosensor technologie

Over biosensor technologie in het algemeen is zeer veel bekend. Het gaat hierbij echter vooral om eenmalig bruikbare strips en/of een beperkt aantal sensoren, zoals voor glucose. Het toepassen van biosensoren onder procescondities en (semi-)continu is echter geheel nieuw. Kennis en technologie om op deze wijze te detecteren is er dan ook niet tot nauwelijks.

Uniekheid van het project

De mate van nieuwheid en het unieke binnen dit project is de combinatie van goedkoop meten in een moeilijk (niet-voorbewerkt) medium in combinatie met elektronische uitlezing. Deze combinatie kan detectie vroeg in de keten of het productproces mogelijk maken.

Huidig onderzoek en kennisfragmentatie

Zowel nationaal als internationaal wordt er onderzoek gedaan naar allerhande onderdelen van de productieketen. Wanneer het gaat om een betere beheersing van de productieketen en de bedreigingen die de productieketen tegenkomt, is de kennis momenteel te gefragmenteerd. De technieken zijn niet onbekend, maar de vragen die onbeantwoord blijven zijn:

1. Werkt het ook in moeilijke media zoals bijvoorbeeld melk of afvalwater?
2. Is het ook economisch haalbaar om detectie en analyses uit te voeren met een veilige frequentie tegen de juiste kostprijs?

Visie van de aanvrager

De aanvrager heeft de visie dat een sensor, bestaande uit een enzym bevattende elektrode en elektronische aansturing/uitlezing, een economisch haalbaar concept kan zijn voor diverse toepassingen in de keten van Landbouw, Water en Voedsel voor vroegtijdige detectie en analyse.

Kennis en technologie

De kennis en technologieën waarop de aanvrager zich specifiek richt, dragen bij aan een betere beheersing van de productieketen en de bedreigingen die zich voordoen in de productieketen. Door middel van een biosensor (enzym bevattende elektrode, elektronische aansturing/uitlezing) kan de kwaliteit en samenstelling van (rest)producten worden gemeten.

Haalbaarheidsonderzoek

Het haalbaarheidsonderzoek richt zich op toepassingen in de Landbouw, Water en Voedsel. De hoofdvraag binnen dit haalbaarheidsonderzoek is of het idee van de aanvrager toepasbaar is in specifieke productieketens in eerder genoemde toepassingen.

Onderzoeksfocus

Onderwerpen en vragen waarop deze studie is gericht zijn bijvoorbeeld welke stoffen de hoogste prioriteit hebben om gedetecteerd te worden. Kennis die de aanvrager beoogt te achterhalen is onder andere:

• De behoefte aan dergelijke systemen
• De wijze waarop en waar deze in de keten haalbaar zijn toe te passen

Randvoorwaarden en marktbenadering

Ook moet worden achterhaald waar een dergelijk systeem aan moet voldoen en via welke (business-to-business) kanalen en potentiële partners deze systemen naar de markt kunnen worden gebracht. Tot slot is het belangrijk om (mogelijke) randvoorwaarden inzichtelijk te maken en te onderzoeken welke partijen een rol kunnen spelen in het project.