Deze korte serie behandelt het vervangingseffect van ‘precision fermented cannabinoids’. PFC’s zijn een mogelijke commerciële bedreiging voor de cannabisindustrie. Niet voor alle bedrijven, maar voor veel soorten bedrijven in de productieketen.
In deel 1 van deze serie introduceer ik aan de hand van het werk van Jim Plamondon de definitie van PFC’s. In deel 2 delen we de verschillende productiemethoden van cannabinoïden op en behandelen we de processen tot aan volwassenheid van PFC’s. In dit laatste deel kijken we naar de verschillende bedrijven en de markt waarvoor er impact kan zijn.
Harde cijfers opgezocht
Andrew Horwitz van Demetrix presenteert tijdens CannMed 2019 een overzicht over het productieproces. De titel van de presentatie is “Developing fermentation technology to produce specific cannabinoids for research and consumer use.” (27:59)
Van de informatie uit deze presentatie wil ik stil staan bij het gemodelleerde ‘verliesmodel’. Daarmee bedoel ik het proces van teelt tot aan extractie, waarbij een opgeteld rendement van krap 3,5% aan cannabinoïden optreedt. Zie onderstaande illustratie. Daarbij wordt uitgegaan van een onbekende plantsoort die 20% THC bevat en 12% CBD in het rekenvoorbeeld.
Bij het overzicht moeten enkele opmerkingen geplaatst worden. Allereerst wordt uitgegaan van de typische handelingen in de VS als het gaat om cannabisproductie. Dat uit zich in eerst drogen, dan knippen.
De extractiestap is versimpeld en levert van droge toppen bij elkaar opgeteld de 2000+1200+250+1 kg aan cannabinoïden op, ofwel 3451 kg.
CBx is de aanduiding voor de cannabinoïden die van nature weinig voorkomen in een plant. De verliezen door water en groen afval zijn realistisch verhoudingsgewijs weergegeven. In de opdeling die visueel is weergegeven valt deze kleur voor CBx dan ook vrijwel weg naast de CBDV.
Hoe verhoudt zich de fermentatie dan tot klassieke kweek?
Het is eerder een kostenverlaging aspect en een gegarandeerd procesverloop. Voor goedkopere grondstoffen met geen arbeid en veel lagere kansen op fouten, is een voorspelbare opbrengst van 1 cannabinoïde beschikbaar. Daarnaast is de doorlooptijd minder dan 2 weken, daar waar bij cannabis planten 9-12 weken benodigd zijn. Zie onderstaande tabel.
| Processtap | Bruto opbrengst (kg) | |
|---|---|---|
| Klassieke kweek | Fermentatie | |
| Kweek / Fermentatie | 100.000 | 5.250 |
| Droge planten | 30.000 | n/a |
| Droge toppen | 10.000 | n/a |
| Purificatiestap | 3.451 | 2.000 |
| Netto opbrengst | 3.451 | 2.000 |
| Samenstelling | Door elkaar | Enkelvoudig |
| Opbrengst garantie | Onstabiel | Stabiel |
| Doorlooptijd | 9-12 weken | 1-2 weken |
| THC | 2.000 | 2.000 |
| CBD | 1.200 | of 2.000 |
| CBDV | 250 | of 2.000 |
| CBx | 1 | of 2.000 |
Waar zit dan de werkelijke winst?
Alles gaat daarbij om de opbrengst van het fermentatie proces. Dit wordt angstvallig geheimgehouden, zoals ook vermeld in het afsluitende vragenrondje in de presentatie van Demetrix. Interessant om te vermelden is de groei en daarmee de versnelling die tot stand komt, zie onderstaande tabel.
| Maand (2018) | Verbetering | Actie / resultaat |
|---|---|---|
| Januari | 50x | Strain met CsPT4 enzym |
| Februari | 10.000x | Hulpmiddelen samenstelling verbeterd |
| Juli | ~ 40.000x | Synthase optimalisatie & gist cel ontwikkeling |
| September | Bijna alle CBGA is om te zetten in CBDA |
Zo lijkt het dat de productie relatief snel opschaalbaar is, al zijn er beperkingen. Als een proces van vrijwel geen rendement naar iets gaat, is het al gauw een significante verbetering. Relatief gezien is er wel vooruitgang. Zo spreekt de ene bron in 2016 over een rendement van 0,121g/L/h. De andere uit 2018 al over omgerekend 0,381g/L/h. Als we uitgaan van het laatste getal komen we ook op een ingangsgewicht van 5.250 kg in de tabel rondom productiegegevens.
Hoe werkt dat, met een opbrengst per Liter per uur?
Onder andere suikers leveren de bouwstoffen voor twee grondstoffen. Deze stoffen Olivetolic Acid (OA) en Geranyl difosfaat (GPP) vormen onder toevoeging van gist met het CsPT4 enzym CBGA. Daarna volgt de gerichte productiestap naar CBDA middels synthase.
Het is sterk vergelijkbaar met het vergisten van wijn of bier in RVS vaten
Dit proces duurt ongeveer een week. Het is sterk vergelijkbaar met het vergisten van wijn of bier in RVS vaten. Bij wijn worden bijvoorbeeld houtzaagsel of houtkrullen van eikenhout om voor rode wijn het eikenhouten aroma toe te voegen.
In principe wordt er een vloeistof gebruikt waar een bekende hoeveelheid gistcellen in zitten. Daarna worden specifieke stoffen toegevoegd. Dat proces van omzetting moet op gang komen, dat gebeurt bij een specifieke temperatuur, druk en samenstelling van het mengsel.
Na verloop van tijd worden alle grondstoffen omgezet in de eindproduct variant. Er kunnen nog wat restanten overblijven die naderhand behandeld moeten worden om zuiver eindproduct te kunnen overhouden.
Zijn de fermentatie specialisten er al klaar voor?
Thomas, Schmidt en Kayser hebben een computermodel ontwikkeld om een simulatie te doen (in silico analyse) dat gepubliceerd is in 2020. Daarin is de conclusie dat het rendement voor de ‘major cannabinoids THC and CBD’ het rendement van CBGA omvormen naar THCA of CBDA nog onvoldoende is. Meer exclusieve cannabinoïden zijn interessanter om te produceren op de korte termijn.
De presentatie van Demetrix is van oktober 2019, we kunnen derhalve uitgaan van een vergelijkbare opbrengst. De vraag over ‘wanneer is een proces als deze fermentatie productierijp’ is dan relevant uit het vragenrondje. Het antwoord van Andrew is op dat moment, dat er binnen 5 jaar voor CBx (zeldzame cannabinoiden) een lucratief proces beschikbaar is.
Zit men wel te wachten imitaties van cannabisproducten?
Andrew Horwitz geeft aan dat een geïsoleerde cannabinoïde niet 1:1 vervanging is voor de cannabisplant full-spectrum ervaring voor consumenten of patiënten. Jim Plamondon heeft in zijn 2e artikel een mooie vergelijking gemaakt met imitatie vanille. Daarbij gaat het uiteindelijk om het onderscheidingsvermogen door consumenten en/of specialisten.
In het geval van imitatie vanille zijn experts op olfactorisch gebied (Geur- en smaakspecialisten) met een beperktere set aan werkzame stoffen al uitgeschakeld om het onderscheid te kunnen maken. Bij de wijnproductie is het ondertussen bekend dat bijvoorbeeld rode wijn specifiek wordt (of werd?) bereid. Specifiek voor 1 neus/mond: die van Robert Parker, een recensent.
Het is ondertussen bekend dat Robert Parker een bepaalde richting van smaken prefereert. Een goede wijn waardering heeft flinke impact op de verkoopbaarheid van een bepaalde wijn. Logisch dus dat er van alles geprobeerd wordt om zulke reviewers te paaien met een productervaring.
Het zal dus belangrijk zijn om producten te kunnen waarderen, echter vergt dat ook kennis en ervaring bij de consument
Het zal dus belangrijk zijn om producten te kunnen waarderen, echter vergt dat ook kennis en ervaring bij de consument. En kijken we naar de high-end wijnen wereld, is dat niet het gros van de consumenten. Desalniettemin zal een gunstige review door een deskundige veel kunnen betekenen voor de markt.
Zo kan een goed ontwikkeld en gereviewd ‘Neo-Gelato’ product zeer zeker een markt krijgen. Daarnaast kunnen er producten ontwikkeld worden, zeker op medisch gebied, die in de praktijk onhaalbaar zijn.
Voorbeeld: een veel ingezet anti-kanker middel, paclitaxel. Deze stof kan praktisch niet meer natuurlijk gemaakt worden. De boom is beschermd en groeit in een zeer beperkt gebied in het noorden van Californië. Om 1 kg paclitaxel te maken heb je 10.000 kg bast nodig. 1 kg van dit middel kan 500 patiënten behandelen en kost 300 bomen. [Bron: El-Sayed et al, 2020] – Semi-continuous production of the anticancer drug Taxol by Aspergillus fumigatus and Alternaria tenuissima immobilized in calcium alginate beads]
Stel je dan voor dat er een cannabinoïde wordt gevonden waardoor per patiënt 500 cannabisplanten per behandeling nodig zijn – dat is in de praktijk niet haalbaar. Fermentatie producten kunnen hier prima hun inzet krijgen.
Voor welke delen van de cannabis productieketen is fermentatie een mogelijke vervanging?
Tot het moment van een geweldig rendement op CBGA productie is de vervangingsmarkt nog niet aanwezig voor THC en/of CBD. Voor de meer exclusieve cannabinoiden kan het echter al snel het geval zijn. Zie dan ook dat een kweker voor isolaten al gauw een veel lagere prijs gaat krijgen voor een isolaat van een CBx variant.
Maar ook bijvoorbeeld verwerkers (knippen, drogen) en extractie bedrijven zullen minder werk kunnen krijgen. In het geval van producten aan de onderkant van de markt zal er ook meer prijsdruk ontstaan. Vergelijk dit met de prijs voor buitenwiet in de coffeeshop – er is altijd wel iemand die een goedkoop product zoekt. Zulke producten kunnen vervangen worden met fermentatie.
De klappen kunnen daarom het meeste vallen bij bulkproducenten. Hoe groter de brand, hoe groter de productieruimten, hoe meer druk er kan komen door fermentatie producten. Daar waar de cannabissector eigenlijk nog relatief langzaam tot wasdom komt, kan deze ook alweer snel weggedrukt worden.
Exclusiviteit ook een factor
Waarschijnlijk kan ook voor extreem exclusieve soorten vervanging een probleem worden. Deze les trek ik uit de pijptabak wereld. Wanneer er vraag is naar exclusieve producten, zullen er imitaties komen en zijn er ook afnemers voor.
Wanneer er vraag is naar exclusieve producten, zullen er imitaties komen en zijn er ook afnemers voor
Enkele speciale soorten van weleer zijn vanwege de veranderingen in de tabaksmarkt nooit meer leverbaar. Door oorlog en armoede zijn al enkele tientallen jaren geleden alle traditionele tabaksboeren in Syrie gestopt met het verbouwen van Latakia.
De vaste prijzen en kwaliteiten deal in de VS heeft tabaksbeurzen weggevaagd en productie van hoogwaardig tabaksblad uitgeroeid. En toch zijn er ‘matches’, gelijkaardige producten ontstaan rondom ondertussen legendarische historische producten.
Afsluiting
Na enkele artikelen over fermentatie en diens impact is het voor mij duidelijk geworden dat er geen ontkomen aan is. Fermentatie producten gaan een weg vinden naar de schappen. Er komen alternatieve, laagwaardige producten. Deze zijn ‘bijna niet’ te onderscheiden van het echte product voor de leek.
Fermentatie producten gaan een weg vinden naar de schappen
Op specifieke inzetgebieden is dit mogelijk een goede ontwikkeling, denk aan de medische wereld. Maar net als met andere genotsmiddelen, is het nog even afwachten in welke mate deze vervangingsproducten ‘goed’ zijn voor de mens. Biologisch gezien is er mogelijk een reden waarom bijvoorbeeld de cannabinoïden profielen van planten juist zo voorkomen in de natuur.
Onderzoek is meer nodig, naar de cannabisplant en diens werkingen op het lichaam en de geest van mens en dier. Vooralsnog staat de plant bekend om diens positieve werking op het welzijn. Graag houden we dat zo, in medisch en recreatief opzicht.
Het is beter te ‘voorkomen dan te genezen’, zodoende is het raadzaam om kaders op te gaan stellen
Voor wet- en regelgeving is men mogelijk nu alvast gewaarschuwd. Het is beter te ‘voorkomen dan te genezen’, zodoende is het raadzaam om kaders op te gaan stellen. Dat kennen we voor vele consumentenproducten, voedingsmiddelen en hulpmiddelen. De kaders zullen bijvoorbeeld kunnen gaan over het goed voorlichten van een consument, heldere definities voor productievarianten en mogelijk soortbescherming.
Het is als markt in mijn opinie onwenselijk om ellende te krijgen als de onbeschermde term ‘goudse kaas’, en ‘jonge jenever’ die zonder korenwijn geproduceerd wordt. Er wordt al voldoende water bij de wijn (druivenmost) gedaan die programma’s zoals ‘Keuringsdienst van Waarde’ hebben aangetoond in de afgelopen decennia.
- Advertentie -
- Advertentie -
