Wanneer ik vertel over mijn onderzoek naar het bewaren van kokosnoten bij vrieskou, denken sommigen dat ik kokosijsjes maak. In werkelijkheid gaat het om cryopreservatie, een techniek waarmee we waardevolle kokospalmen jarenlang kunnen bewaren.
Tijdens mijn doctoraat deed ik onderzoek over hoe we kokospalmen kunnen bewaren en heb daarbij ook een nieuwe bewaarmethode ontwikkeld. Met deze methode kunnen we de palmen voor eeuwig bewaren in vloeibare stikstof bij -196°C. Ja je leest het goed, niet het bewaren van die bruine kokosnoten die je in de winkel ziet liggen maar wel die metershoge palmen die je op alle vakantiefolders naar de tropen ziet. Maar waarom zouden we kokospalmen willen bewaren? Wel dat is omdat we zeldzame variëteiten of unieke individuen met kenmerken zoals ziekteresistentie, droogtetolerantie of zelf zeer lekkere vruchten willen veiligstellen voor de toekomst.
Kokoscollecties in gevaar
Maar hoe ga je zo’n palm van dertig meter hoog bewaren? Tot nu toe werd er veel gebruikt gemaakt van veldbanken. Dat zijn velden die vol staan met verschillende kokospalm variëteiten. Hoewel de kokosnoten die bij ons in de winkel belanden er allemaal hetzelfde uitzien, heb je, net zoals bij appels (vb. jonagold, kanzi, pink lady ), ook bij de kokosnoot verschillende variëteiten zoals Malayan yellow dwarf, Laguna Tall, West African Tall.
Je kan je wel inbeelden dat zo’n veldbank veel plaats in beslag neemt. Plaatsgebrek is dan ook een terugkerend probleem voor beheerders van zulke veldbanken. Daarnaast staan deze collecties ook gewoon in de open lucht wat ze vatbaar maakt voor ziektes, plagen en extreem weer. Door ziektes zijn er zo al grote delen van verschillende kokospalmcollecties verloren gegaan. Een alternatief zou zijn om in de plaats van de palmen de zaden te bewaren. Hoewel het kokosnoot zaadje, de volledige bruine bal die je in de winkel ziet liggen, al minder plaats in beslag neemt dan de metershoge palm, is deze maar beperkt bewaarbaar. Het zaad is namelijk recalcitrant, wat wil zeggen dat het zaad niet uitgedroogd of koud bewaard kan worden. Zo gaan de zaden van de kokospalm zelden langer dan een jaar mee. Gelukkig is er nog een andere optie: cryopreservatie
Cryopreservatie een kinderspel?
Bij cryopreservatie bewaren we delen van de plant die kunnen uitgroeien tot een volledige plant zoals de knoppen van een boom, het embryo in een zaadje of kleine scheutjes, in vloeibare stikstof (-196°C). Bij die temperaturen is het zo koud dat er geen biologische of enzymatische processen meer plaats vinden. In een doorsnee diepvries (-20°C) vinden die processen wel nog plaats, vandaar die vervaldatum op je diepvriesproducten. Deze extreem koude temperatuur zorgt er voor dat het materiaal in de vloeibare stikstof haast vastgevroren is in de tijd en onbeperkt houdbaar is.
Maar zo simpel als de volledige plant onderdompelen in de vloeibare stikstof is het jammer genoeg niet. Het grote gevaar, wanneer we werken met cryopreservatie, is dat er ijskristallen gevormd worden in de plant, kleine naaldjes die de cellen van de plant kapot maken en een dode smurrie achterlaten wanneer het ontdooid. Daarom zijn er allerlei handelingen nodig om de vorming van zoveel mogelijk ijskristallen te vermijden. Tijdens mijn doctoraat heb ik zo een succesvolle methode ontwikkeld voor de cryopreservatie van kokospalmen, zodat we na cryopreservatie nog levende scheutjes hadden die konden uitgroeiden tot mooie palmen.
Een eerste handeling die nodig is om kristallisatie van water te vermijden, is het materiaal heel snel koelen. Wanneer we traag koelen dan heeft het water de tijd om zich te ordenen en dus kristallen te maken, denk maar aan de schoolbel in de lagere school die afgaat en de leerlingen die rustig een rij beginnen te vormen. Wanneer we heel snel koelen dan wordt al dat water geïmmobiliseerd alvorens het kristallen kan vormen, denk maar hoe diezelfde leerlingen bij een spelletje 1-2-3 piano allemaal op hun plaats bevriezen zonder rijen of andere figuren te vormen. Om snel te kunnen vriezen moeten we werken met kleine plantweefsels want een volledige plant koelen gaat te traag. Maar hoe klein is klein? Wel na veel testen hebben we gevonden dat we uit kokos scheutjes die 1 mm³ groot zijn, terug gezonde planten kunnen groeien.
Toch waren er bij deze grootte nog problemen om al het water te immobiliseren, want zo’n scheutje bevat nu eenmaal heel veel water. Het is alsof je 1-2-3 piano speelt met duizend kinderen en 1 controleur, en in zo’n grote massa gaan er valsspelers zijn. Daarom zochten we verder naar een bijkomende methode om het water te immobiliseren. Je zou kunnen denken, we drogen de plant helemaal uit maar… dat water is essentieel. Als we te veel water weghalen dan sterft de plant, maar laten we er teveel in dan komen er ijskristallen.
Gelukkig hebben we nog een hulpmiddel gevonden om de juiste balans te helpen vinden. Zo zagen we dat we een deel van het water konden vervangen met een antivries oplossing. Maar ook hier moesten we een balans vinden want die antivries oplossing is ook toxisch. Toch vonden we na een heleboel succesvolle en minder succesvolle experimenten de juiste balans om onze kokospalmen veilig voor eeuwig in de vrieskoud te bewaren.
Referenties & verdiepende literatuur
Wilms, H, Sleziak Fanega, N., Panis, B. (2025) Developing a cryopreservation protocol for the conservation of coconut palm (Cocos nucifera L.) using a novel type of explant, meristematic clumps. Cryoletters 46(6), 365 – 373. Https://doi.org/10.54680/fr25610110312
Wilms H, Bazrafshan A, Panis B and Adkins S. (2024) Chapter 9: Coconut conservation and propagation. In: The Coconut: Botany, Production and Uses Adkins, S., Biddle, J., Bazrafshan, A. and Kalaipandian, S. (eds.) Publisher: CABI (126-142). Https://doi.org/10.1079/9781789249736.0009
Wilms, H., Rhee, J.H., Rivera, R.L., Longin, K., Panis, B. (2019). Developing coconut cryopreservation protocols and establishing cryo-genebank at RDA; a collaborative project between RDA and Bioversity International. Acta Horticulturae, 1234, 343-348. Https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2019.1234.45
