Prof. dr. Marc van der Maarel: 'Op de fiets krijg ik de beste ... - TNO

12
Foto: Witho Worms
‘Wetenschap is net een blinde greep in een doos bonbons: je weet nooit welke je
zult krijgen. Soms vind je zulke onverwachte zaken! Je denkt: nee, dit klopt echt
niet. Maar dan blijkt ‘t het begin te zijn van een grote ontdekking op je vakgebied
en de voorbode van een nuttige toepassing.’
Tekst: Dik Binnendijk
Prof. dr. Marc van der Maarel:
‘Op de fiets krijg ik de beste
ideeën’
Tussen twee reizen naar het buitenland is
microbioloog Marc van der Maarel een week
thuis. In Oostenrijk en Slowakije heeft hij
lezingen gegeven op twee congressen. In het
weekend moet hij nog zijn verhaal voorbereiden
voor de bijeenkomst van de American
Association of Cereal Chemists in San
Antonio (Texas). Voor het interview is alleen
tijd op vrijdag, zijn papadag. Hij heeft tot
twaalf uur de tijd, dan moet hij zijn dochters
van school halen. Zestien jaar woont Van
der Maarel nu in Haren, het forensendorp
onder Groningen en is daar inmiddels al vijf
maal verhuisd. Ondanks zijn Limburgse g
voelt hij zich Groninger. Sinds 1999 is hij als
senior onderzoeker in dienst van TNO
Kwaliteit van Leven, locatie Groningen bij de
businessunit Food and Biotechnology
Innovations. Daarnaast is hij sedert
september 2006 voor één dag in de week
bijzonder hoogleraar Koolhydraat bioprocessing
bij de onderzoeksschool GBB –
Groningen Biomolecular Sciences and
Biotechnology Institute – van de Rijksuniversiteit
Groningen. Gemiddeld reist hij ook een
dag in de week naar zijn TNO-collega’s in
Zeist.
Ik wist niet dat er in Groningen ook
een vestiging van jullie was. Waarom
zitten jullie niet in Zeist?
‘Dat is historisch gegroeid. Zo’n zestig jaar
geleden is hier het Proefstation voor
Aardappelverwerking opgericht, de voorloper
de huidige TNO-afdeling. In de provincie
Groningen werden en worden nog steeds
volop aardappelen, graan en suikerbieten
verbouwd. Je kunt Groningen wel de
koolhydraatregio van ons land noemen. De
stad Groningen zelf is – met twee grote
suikerfabrieken – de suikerhoofdstad van
Europa. En in Foxhol, in de gemeente
Hoogezand-Sappemeer, vind je AVEBE, het
grootste aardappelzetmeelverwerkingsbedrijf
ter wereld. Op dit moment zijn bij TNO
vijftien mensen in Groningen actief op
koolhydraatgebied en ongeveer evenveel in
Zeist. We zijn naast Wageningen het koolhydratenexpertisecentrum
van ons land. Ook zijn we
in dit wereldje buiten Nederland bekend en dat
komt ook doordat de agro- en voedingsindustrie
steeds internationaler wordt.’
Wat is het nut van koolhydraten?
‘Koolhydraten zoals suikers en zetmeel, vormen
een belangrijke basis van ons dagelijks eten en
zijn de energiebron voor ons lichaam. Zetmeel
wordt ook vaak gebruikt als verdikkingmiddel
bijvoorbeeld in vla. Met mijn dochters Margot en
Esmée doe ik wel eens onze “beruchte”
vanillevlaproef: we spugen in het laatste restje
vla in ons toetjesbakje en roeren dan flink. In
speeksel zit het enzym amylase en na een paar
minuten is de vla waterdun geworden. De
amylase heeft het zetmeel in de vla in stukken
geknipt, waardoor de verdikkende werking
verloren is gegaan. In feite gebeurt hetzelfde in
onze dunne darm: amylase en amylase-achtige
enzymen knippen de lange koolhydraatketens in
stukken. Zo ontstaat uiteindelijk glucose en dat
wordt opgenomen in het bloed. In de dikke darm
zetten bacteriën koolhydraten via fermentatie
om in kortketige vetzuren, die ook in het bloed
terechtkomen. Je kunt allerlei koolhydraten –
bewerkt door enzymen en micro-organismen –
ook gebruiken voor industriële productie van
halffabricaten in de agro-industrie. En denk ook
aan de productie van bioethanol uit granen als
brandstof voor auto’s, maar daar ben ik zelf niet
direct mee bezig.’
Je kwam in 1999 bij TNO en je wist niets
van koolhydraten af.
‘Nee, dat is waar, maar blijkbaar had TNO
vertrouwen in me om het nieuwe Kenniscentrum
voor Koolhydraatbioprocessing op te zetten, een
samenwerkingsverband tussen TNO en de
Groningse universiteit. Dat is gelukt. Ik ben nu al
weer bijna negen jaar bezig met microorganismen
en enzymen, waarmee je koolhydraten
kunt bewerken in alle mogelijke richtingen.
Je kunt er het kopje “industriële biotechnologie”
boven zetten. In feite is dat al een heel oud
proces: we maken gebruik van bacteriën bij het
fermenteren van voedsel. Denk aan de productie
van yoghurt en kaas uit melk of wijn van
gestampte druiven. Deze herfst zal AVEBE het
product Etenia lanceren. Dit product wordt
gemaakt met een enzym dat bij ons op het lab is
ontdekt door een stomme toevalstreffer. Ik zeg
vaak dat wetenschap een doos bonbons is: je
weet nooit welke bonbon je zult krijgen. Normaal
kun je zetmeel één keer oplossen: het wordt
stijf; je kunt het niet opnieuw oplossen. Bij
toeval had iemand te veel zetmeel in een
reageerbuis gedaan en zag dat het gedrag van
het eindproduct afweek. Het leek nu op gelatine,
dat stijf wordt en weer kan oplossen; dat proces
is afhankelijk van de temperatuur en je kunt het
continu herhalen. Etenia heeft ook dat thermoreversibel
gelerend gedrag en kan gelatine in
niet-doorzichtige producten vervangen. Gelatine
wordt namelijk gemaakt van beenmerg van
dieren en dat is door de gekkekoeienziekte en
de Ziekte van Creutzfeldt-Jacob discutabel
geworden. Verder blijkt het ook in zuivelproducten
een vetvervanger te zijn.’
Dat was ook een onverwachte bonbon.
‘Zeker, maar helaas niet onze ontdekking. In het
algemeen kun je zeggen dat het gaat om de
eigenschappen van een product, vaak een
agrarisch halfproduct. In die slipstream moet je
dan het goede enzym zien te vinden, dat het
gewenste product maakt. Dat is het werk waar ik
als TNO’er mee bezig ben. Bij de universiteit
willen we op bijna atomair niveau begrijpen hoe
die enzymen werken. Om de werking te
verbeteren of te veranderen, kunnen we aan het
enzym gaan sleutelen met eiwitengineering en
ook uitzoeken welk micro-organisme het beste
dat enzym kan produceren. Toch blijf ik als hoogleraar
er alert op dat dat gesleutel uiteindelijk zal
leiden tot producten, die interessant zijn voor de
industrie. Zo hebben we een EU-project gedaan
waarbij we een variant van Etenia gevonden
hebben die sneller dan normaal geleert. Ook dit
konden we niet van te voren voorspellen. Een
andere ontwikkeling is dat we ooit begonnen
vanuit één enzym, maar we verschuiven steeds
meer naar enzymnetwerken van micro-
TNO magazine december 2007
Kwaliteit van Leven

Kwaliteit van Leven december 2007 TNO magazine
13

14
‘JE WEET VAAK NIET PRECIES HOE JE
NIEUWE, ONVERWACHTE RESULTATEN
MOET INTERPRETEREN’
organismen, die samen een koolhydraat
omzetten. Als TNO praten we veel met klanten:
wat wil de klant precies voor producten of
ingrediënten hebben? We vertrekken nu steeds
meer vanuit het ingrediënt en de functie die het
moet vervullen, en dan pas zoeken we naar de
methode om dat te gaan produceren.’
Wat is het maatschappelijk doel van jouw
onderzoek?
‘Het eten van te veel “snelle” koolhydraten – die
dus snel in het bloed worden opgenomen – is
niet gezond. Als je dan ook nog te weinig
beweegt, kan dat leiden tot de bekende
welvaartsziekten: overgewicht, ouderdomsdiabetes,
hart- en vaatziekten. Daarom zijn we op
zoek naar meer langzaam verteerbare koolhydraten,
die kunnen helpen bij het voorkomen van
deze ziekten. In mijn oratie, half september,
noemde ik nog een andere leuke ontwikkeling.
Uit recent Amerikaans onderzoek zijn er
aanwijzingen dat er een verband is tussen de
samenstelling van de microbiële flora in de dikke
PerSONALiA FAvOrieT PrOjeCT
WERKZAAM ALS:
senior onderzoeker Koolhydraat biomodificatie
bij de business unit Food and Biotechnology
Innovations, TNO Kwaliteit van Leven, Groningen/Zeist
GEBOREN OP:
2 juni 1968 in Geleen
OPGEGROEID:
tot zijn zevende in Munstergeleen, daarna in
Valkenburg aan de Geul
EINDEXAMEN:
1986: Gymnasium ß, RK Scholengemeenschap
‘Stella Maris’, Meerssen
STUDIE:
1986-1991: toegepaste biologie (microbiologie),
Radboud Universiteit Nijmegen
PROMOTIEONDERZOEK:
1991-1996: microbiële fysiologie, Rijksuniversiteit
Groningen; onderzoek naar de anaerobe
microbiële afbraak van gemethyleerde zwavelverbindingen
TNO magazine december 2007
darm en het al dan niet dik worden. Veel
Firmicutes-bacteriën Firmicutes in de darm zou ervoor
zorgen dat je dik wordt; met een overmaat aan
Bacteroides-bacteriën Bacteroides val je juist af. Als het waar
is, dan is dat een nieuwe richting om overgewicht
op langere termijn proberen te voorkomen.
Je hebt al een slag gemaakt als iemand niet
twintig maar “slechts” tien kilogram te zwaar
wordt. Ook op milieugebied hebben we – weer
bij toeval – een ontdekking gedaan. Bepaalde
koolhydraatketens, de zogenaamde exopolysacchariden,
zouden het tributyltin in antifoulingantifouling verf kunnen vervangen. Die verf, die je aanbrengt
op de scheepswand, gaat de aangroei
van algen en zeepokken tegen. Tributyltin bevat
een zwaar metaal, dat uiterst slecht is voor het
milieu. Science Science Science is is is like like like a a a box box box of of of chocolates... chocolates... chocolates... Het
grappige is dat je meestal niet precies weet hoe
je nieuwe, onverwachte resultaten moet
interpreteren. Het overkomt me vaak dat ik op
de fiets dingen bedenk of dingen “verteer”. De
afstand tussen huis en werk is zes kilometer en
soms fiets ik een ommetje van tien kilometer als
VROEGERE WERKZAAMHEDEN:
1995-1999: toegevoegd universitair docent
Moleculaire microbiële ecologie, Rijksuniversiteit
Groningen
BIJ TNO IN DIENST:
1 februari 1999
HOOGLERAAR:
Per 1 september 2006 bijzonder hoogleraar
Koolhydraat bioprocessing (0,2 fte) aan de
onderzoeksschool Groningen Biomolecular
Sciences and Biotechnology Institute (GBB),
Rijksuniversiteit Groningen
BURGERLIJKE STAAT:
op 12 september 1998 getrouwd met Ine van
Kuijk (39, microbioloog, werkzaam bij Gendika
BV, laboratorium voor genetisch onderzoek)
KINDEREN:
Margot (7), Esmée (5)
HOBBY’S:
wielrennen (vroeger actief), films, geschiedenis
en de CSV Voorwaarts, een club voor recreatieve
sport zoals ‘middelbare schoolgym voor
30-plussers’.
marc.vandermaarel@tno.nl
ik er nog niet helemaal uit ben. Ik krijg dan vaak
de mooiste ingevingen.’
Wat is je belangrijkste punt van zorg?
‘Zullen we er in slagen milieuproblemen zodanig
te keren dat mijn kinderen en kleinkinderen net
zo kunnen leven als wij dat doen? En hoe haal
je mensen over om bepaalde dingen te doen of
te laten als ze daar zelf niet direct de effecten
van zien?’
Als je dit beroep niet had gehad, wat zou
je dan gedaan hebben?
‘Dan was ik waarschijnlijk archeoloog geweest.
Ik heb ooit geschiedenis willen studeren. Als ik
door een stad heen loop, denk ik vaak: hoe zou
de stad er driehonderd jaar geleden hebben
uitgezien en waar waren de mensen toen mee
bezig?’
Voor zijn overstap naar TNO was Marc van der
Maarel toegevoegd universitair docent ‘Moleculaire
microbiële ecologie’ aan de Rijksuniversiteit
Groningen. Uit die periode komt zijn
favoriete project. Het was hem namelijk gelukt
om samen met enkele collega’s voldoende geld
bij elkaar te krijgen om in 1998 mee te gaan
met de Frans-Nederlandse expeditie ‘Medinaut’,
gericht op bodemonderzoek van de Middellandse
Zee. Van der Maarel: ‘Ik was vooral
geïnteresseerd in wat voor soorten microorganismen
zaten op plaatsen waar methaan uit
de zeebodem borrelt. We hebben wel dertig
keer vanaf het schip de duikboot Nautile laten
zakken om op vijftienhonderd tot tweeduizend
meter diepte monsters te nemen. Eén keer
mocht ik zelf mee naar beneden. Machtig
gewoon! Het pikante was wel dat ik al wist dat
ik naar TNO zou gaan.’
Kwaliteit van Leven