Met aardse visie tarwe telen op Mars

Dat er met brood, je brood te verdienen valt, was Puratos al langer duidelijk. Puratos verkoopt echter geen brood, wel de ingrediënten ervan, naast die van chocolade en patisserie. “Op vlak van broodingrediënten zijn we bij de top van de wereld. Er zijn heel veel lokale spelers op de markt, en die markt is erg versnipperd”, vertelt R&D directeur Filip Arnaut. Hij draait al 37 jaar mee in het bedrijf en zag het gestaag groeien van een kmo tot een wereldspeler. Onze markt zit overal, en we hebben samenwerkingen met start-ups en universiteiten in België, Duitsland, Frankrijk, China...”

Het ingrediëntenbedrijf startte op in 1919, en vierde vorig jaar dus hun 100-jarig jubileum. Dat was de aanleiding om de historie van Puratos een keer bij elkaar te schrijven, maar het was ook het perfecte moment om vooruit te blikken. “Wat na 100 jaar? Wat doen we dan?”,vroegen we ons af. Het antwoord was simpel: “Dan zijn we op Mars, zijn we nog steeds marktleider in ingrediënten voor de bakkerij.”

Op Mars zijn de condities niet ideaal om tarwe te telen, dus moet je de weinige middelen optimaal kunnen inzetten. “Die visie leidt naar denken over duurzaamheid, gezondheid, gezonde voeding... en zo moet je eigenlijk ook denken op aarde. De oplossingen op aarde zijn niet veel anders dan die van op Mars. Als we daar brood willen brengen moet het effcient geteeld en verwerkt worden, en bovendien nutritioneel en gemakkelijk verteerbaar zijn.” Dat gaf direct wat aanknopingspunten om het SpaceBakery-project op te zetten, dat dit jaar in januari van start ging en 2,5 jaar zal duren. “Naar Mars gaan is een visie, eigenlijk is het een heel aards project.”

Het project kreeg 4,5 miljoen euro subsidie van de Vlaamse overheid via het Agentschap Innoveren en Ondernemen (VLAIO). “Dat is niet om pas binnen 100 jaar een soort return te hebben. Er is een commercieel aspect voor valorisatie op kortere termijn: de containers waarin wordt geteeld, worden gecommercialiseerd, net zoals de producten.” In totaal heeft het project zo 6,3 miljoen euro ter beschikking voor het onderzoek door universiteiten en bedrijven. “De universiteiten krijgen 100% van hun kosten terug, bedrijven krijgen maximum 40-50% terug.” Het is bovendien niet de bedoeling dat het bij één project blijft. “Er zijn nog heel veel vragen. Die raken niet opgelost in één project. Een kant-en-klare bakkerij op Mars na 2,5 jaar is niet echt realistisch”, lacht hij.

Inspiratie uit ander onderzoek

Puratos staat niet alleen in de visie om naar Mars te gaan en daar voedsel te voorzien, en daar zijn ze zich ook van bewust. Zo werd in het Melissa-project van het European Space Agency (ESA) al onderzocht hoe een veilig en betrouwbaar circulair Life Support System (LSS) voor langdurig verblijf in de ruimte, op de maan of op Mars er moet uitzien. Verder slaagde het NASA, het onafhankelijk agentschap verantwoordelijk voor de Amerikaanse ruimtevaartprogramma, erin om tarwe te telen in een soort container, in minder dan 70 dagen. Puratos’ doel is hetzelfde te doen, maar in een kortere periode.

In Moskou, in Rusland, ging trouwens de NASA missie Sirius door, waarin de effecten van isolatie en opsluiting op de mens en het team werden getest. Zo kan de mens zich voorbereiden op een langdurige verkenning van de ruimte. “Ook met hen staan we in contact.”

Uitdagingen van Mars zijn ook die van de aarde

De problemen en uitdagingen die op de aarde heersen, zijn eigenlijk dezelfde als die op Mars. Er is een gebrek aan grondstoffen, meststoffen, water… Er zijn heel wat beperkingen, dus alles moet optimaal worden ingezet. “Dat proberen we eigenlijk ook op aarde”, klinkt het. “We moeten een compleet systeem vinden om met beperkte middelen alles draaiende te houden. We kunnen geen meststoffen laten overvliegen, maar in het begin zal er wel aanvoer moeten zijn van basismineralen en andere nodige factoren voor de plant. En alles moet in een circulair systeem komen. We hebben gelukkig verschillende partners gevonden die naar dezelfde uitdagingen kijken en eraan mee willen werken.”

Tarwe telen in containers

De bedoeling is dus om op onze planeet simulaties te doen in containers, ter grootte van 40 ton. Die container is gesloten, zodat alles beheersbaar en meetbaar is, of het nu om voeding of CO2 gaat. Momenteel staat er één container die operationeel is, en gebouwd door Urban Crop Solutions. “De bedoeling is dat er 4 containers aan elkaar worden gezet. Die moeten helemaal geïsoleerd en luchtdicht zijn, zodat de atmosfeer volledig gecontroleerd kan worden. We laten daarom pas mensen in de container als het echt nodig is, bijvoorbeeld als we moeten zaaien of stalen nemen.”

Omstandigheden op Mars simuleren

In de container wordt de tarwe geteeld op inerte substraten, bazalt is er één van. Bazalt is beschikbaar op Mars, en bruikbaar voor de teelt. “Op ‘grond’ van Mars kunnen planten niet groeien, omdat het regoliet (verweerde bodem) is, met veel chloorperchloraat. Bovendien zullen de containers in bazaltgrotten of vulkaantunnels geplaatst worden vanwege de straling.”

De container is voorzien van ledlampen, die geoptimaliseerd zijn om de planten te laten groeien zonder verlies van energie. Er zal ook met sensoren worden gewerkt om de fysiologische toestand van de tarwe te allen tijde te weten, zodat daarop ingespeeld kan worden. Aan de Universiteit Gent zal professor Kathy Steppe de toepassingen voor sensoren bekijken, vermeldt de R&D-directeur. Een derde partner, Magics Instruments, zal dan samen met Urban Crop Solutions aan de slag gaan met die gegevens om wiskundige algoritmes op te bouwen. Zo kunnen de onderzoekers anticiperen op vlak van voeding, water, belichting (tijden)... om een optimale groei te krijgen van de tarwe. Verder onderzoekt Magics Instruments de optie van robotbijtjes, nanodrones als het ware, voor de bestuiving. “Het licht in de container is specifiek gericht op de planten. Bijen kunnen daarom niet zien in de container en dus ook niet vliegen om bloemen te bestuiven. Het Belgische nucleair onderzoekscentrum SCK-CEN onderzoekt dan weer hoe het gebruik van micro-organismen het systeem kan optimaliseren, bijvoorbeeld op vlak van voedingsstoffenopname door de plant, en welke impact dat heeft op de kwaliteit van het graan. Ze onderzoeken ook welk effect de verhoogde straling in de atmosfeer van Mars heeft op de planten.

Eerste brood een feit

In de eerste container was de eerste oogst alvast gelukt. “Dat op zich was al een resultaat”, vertelt Filip Arnaut. “We konden er zelfs brood van bakken, dat kan niet met alle tarwe. Dat is al een goede basis om mee verder te gaan. Het was voor ons een aanwijzing dat brood bakken op Mars kan, en zo konden we een aanvraag doen voor een subsidie.”

Na de oogst blijft er echter heel wat restafval achter. Daarom zal ook worden ingezet op maximale recyclage. De universiteit van Hasselt onderzoekt hoe dat kan in een circulair systeem. Zij gaan onder andere kijken hoe stro te recycleren tot voedingsstoffen voor de tarwe.

Afrikaanse rassen

Voor de eerste broden vertrok Puratos met verschillende variëteiten, zowel met durum tarwe, wintertarwe en zomertarwe. “De beste resultaten verkregen we met zomertarwe”, vertelt Arnaut. In de opvolging van het project wil men ook naar andere gewassen kijken, in het bijzonder ook opkomende voedingsgewassen uit Afrika. Puratos heeft in dat kader een samenwerking met de universiteit van Pretoria in Zuid-Afrika. “In tegenstelling tot België, bestaat in Afrika nog een onontgonnen stuk van biodiversiteit; er zijn veel beschikbare plantenrassen die nog niet bestudeerd zijn en niet in cultuur gebracht zijn. Die worden dus momenteel gescreend om in cultuur te brengen. Het zijn rassen met een ander type samenstelling; de olies zijn verschillend en de eiwitsamenstelling is nutritioneel interessant. We screenen dat sowieso omdat Puratos sedert enkele jaren Afrika is binnengetrokken als bedrijf, om er producten te ontwikkelen die interessant zijn als voedingsmiddel.”

Zuurdesembrood

en steambuns

Het uiteindelijke brood dat binnen het Spacebakery-project wordt ontwikkeld, zal een zuurdesembrood zijn, dat ook op onze planeet in de winkels komt te liggen. Dat brood wordt met tarwe gemaakt dat ook op Mars kan groeien, en het zal beter verteerbaar zijn. “Er zijn momenteel veel mensen die zeggen dat ze brood minder goed verteren, dus die betere verteerbaarheid is wel een belangrijke insteek”, klinkt het.

Het grote voordeel van zuurdesembrood is ook dat het zonder gist kan rijzen. Industriële gist zal niet beschikbaar zijn op Mars. Voor zuurdesem heb je geen grote en speciale installaties nodig.” Eenmaal opgestart en als het goed onderhouden wordt, kan je daar blijvend brood mee maken, en dat is een handig systeem. Toch zijn er nog andere opties dan het zuurdesembrood. “In China zijn we ook actief op het vlak van steambuns . Het is een van de meest geconsumeerde tarweproducten en er is geen oven voor nodig, enkel stoom. En die stoom kan je ook recupereren. Dat proces is veel gemakkelijker en de broodjes kruimelen ook niet. Je warmt ze ook veel gemakkelijker op. De vraag is of onze cultuur dat wel kan smaken.”

Volledige ketenbenadering

Ten slotte is Flanders Food een partner. De organisatie ziet er kans in om voor de Vlaamse voedingsindustrie een soort dynamische visie te creëren. “Het gaat eigenlijk niet alleen over het product van de volgende dag, er moet ook op langere termijn gedacht worden als voedingsindustrie. Je moet grotere uitdagingen durven aangaan naar gezonde voeding, met een ganse ketenbenadering: van Mars-boer tot brood. De oplossing voor één stukje is niet de oplossing voor de hele puzzel. En als er oplossingen moeten komen die duurzaam zijn, moet de ganse keten betrokken worden. Dat is ook een van onze bedoelingen: het project is voor hen een uitnodiging, maar ook een kans voor partners om erbij aan te sluiten.”

Flanders Food zal de communicatie verzorgen en studiedagen organiseren. “Op die manier willen we bedrijven en start-ups inspireren om na te denken over een duurzame productie van voeding.”

Marlies Vleugels