Kweekvlees, kaas zonder koe, eiwitten zonder planten. In het lab gebeuren spannende dingen die mogelijk de toekomst van onze voedselvoorziening gaan bepalen.
Van koe en kaas tot kip of ei, de zorgen over de toekomst van een duurzaam voedselsysteem nemen toe. Vanuit de biotechnologie denken experts mee hoe dit veld kan bijdragen aan deze problemen. Moeten we anders gaan eten: voedsel uit enorme bioreactoren, in plaats van het land? Startups met nieuwe initiatieven duiken wereldwijd op en het Nederlandse groeifonds voor cellulaire agricultuur moet er met 60 miljoen euro de komende acht jaar een flink zwaai aan geven. Maar voor we de diepte in duiken, eerst even een blik op waar we het eigenlijk over hebben.
Nieuwe naamgeving
Cellulaire agricultuur, precisiefermentatie… erg catchy klinkt het allemaal niet. Het zijn op dit moment de meest gangbare namen voor de processen achter toekomstig voedsel als kweekvlees en kaas zonder koe, maar ook andere termen zijn in omloop. Dat is illustratief voor een nieuw onderzoeksveld, verklaart Nico Claassens, universitair hoofddocent microbiologie aan de Wageningen Universiteit. “Dan is het altijd nog even zoeken naar welke naamgeving experts en publiek gaan gebruiken en wat daar precies onder valt.”
We beginnen met het ontrafelen van de term precisiefermentatie. “Veel microbiologen ergeren zich aan de term precisiefermentatie”, geeft Claassens toe. “Fermentatie gaat er eigenlijk over dat micro-organismen nieuwe stoffen maken in de afwezigheid van zuurstof. Maar juist als de microben eiwitten maken, gaat dat veel efficiënter met zuurstof.”
En het gaat op dit moment juist vaak over die eiwitten, in het kader van de eiwittransitie. Om de wereld duurzaam te blijven voeden, zullen we minder dierlijke eiwitten moeten eten, en meer plantaardige eiwitten, is kort samengevat het transitieverhaal. Eiwitten zijn naast koolhydraten en vetten de andere grote groep voedingsstoffen die je nodig hebt als bouw- of brandstof in je lijf. Met deze microbiële eiwitten lijkt er een duurzame categorie bij te komen.

In grote kweekreactoren maken aangepaste losse cellen de eiwitten van de toekomst. Het krijgt vaak de naam precisiefermentatie, maar microbiologen zijn kritisch op die naam. Het is meestal geen fermentatie, dat is namelijk een proces in afwezigheid van zuurstof, terwijl juist eiwitten maken beter gaat met gebruik van zuurstof.
Usertrmk by FreepikEn de toevoeging ‘precisie’? Volgens Claessens komt dat voort uit de discussie over veiligheid. “Het geeft aan dat we eigenlijk heel precies weten wat we doen. We kennen de organismen die we gebruiken goed, met name de genen die belangrijk zijn in de relevante processen. Dat is met de algemeen geaccepteerde technieken zoals bijvoorbeeld yoghurt maken heel anders, daar weten we nog veel niet.”
De toevoeging ‘precisie’ komt ook elders voor, bij precisieveredeling. Daar gaat het over het nauwkeurig aanpassen van kleine stukken van het DNA van organismen met genetische modificatietechnieken, als tegenhanger van klassieke veredeling waar door kruising een veel grotere uitruil van genen plaatsvindt.
Belangrijk is om te benoemen wat onderzoekers en bedrijven nu doen met deze precisiefermentatie. Dat is het laten maken van voedsel – vooral eiwitten – maar soms ook andere producten door micro-organismen. Het gaat om eiwitten die normaal gesproken door dieren worden gemaakt, maar nu – met behulp van genetische modificatie – door micro-organismen. Claassens heeft het dan ook liever over de term ‘microbiële voeding’.
Zonder het dier
Kweekvlees valt hier dus niet onder, dat zijn namelijk losse dierlijke cellen die in een kweekreactor samen uitgroeien tot een mogelijk vleesproduct. Cindy Gerhardt, bestuurder bij het platform Cellulaire Agricultuur Nederland, vult aan: “Het zijn inderdaad verschillende groepen: precisiefermentatie en kweekvlees. Maar samen vallen ze onder de noemer cellulaire agricultuur. We bedoelen dan eigenlijk alle dierlijke producten zonder tussenkomst van het dier zelf. Dus van varken, koe, kip en viscellen, tot eiwitten zoals caseïne in melk.”
— Nico Claassens
Daarnaast kent cellulaire agricultuur nog een categorie. Die van de single cell-eiwitten. “Dat is weer een hele andere categorie”, duidt Gerhardt. “Daarbij eet je het hele eencellige organisme. Het is niet bedoeld om te smaken naar vlees, ei of melk. Het is nu vaak nog bedoeld als veevoer.” Bij precisiefermentatie worden de eiwitten afgegeven door, of middels techniek gewonnen uit cellen. De micro-organismen zelf laat je achter. Bij de single cell-eiwitproducten eet je ook de cellen zelf.
“We kennen dit al bij de smaakmaker Marmite, of bij vega-alternatief Quorn.” Claassens is naast universitair hoofddocent ook adviseur bij een Nederlands bedrijf, genaamd Farmless, dat micro-organismen kweekt voor de grootschalige productie van eiwitten. Extra bijzonder is dat deze microben niet gevoed hoeven te worden met bijvoorbeeld plantresten, maar hun basis uit de lucht halen. “Direct uit CO2 dus, waarmee het bedrijf claimt nog duurzamer dan plantaardige voeding te kunnen zijn.”
Natuurlijke smaakstoffen
Het kan het voedsel van de toekomst worden, al deze nieuwe technieken samen onder de noemer cellulaire agricultuur. Hoewel, zowel microbioloog Claassens als Gerhardt willen dat ‘nieuw’ graag nuanceren. Gerhardt: “De technieken zijn minder nieuw dan veel mensen denken. Precisiefermentatie wordt al lang gebruikt voor bijvoorbeeld het maken van geneesmiddelen. Redelijk bekend is het voorbeeld van insuline dat aangepaste bacteriën en gistcellen maken, in plaats van het te halen uit de alvleesklier van koeien en varkens. Ook veel andere medicijnen zijn gemaakt op deze manier.”
Nu komt de techniek ook in het voedingsdomein, zoals Claassen dat noemt. “En eigenlijk zien we de techniek daar ook al in gebruik voor producten die al zijn toegelaten op de markt, vooral bij smaakstoffen.” Bijvoorbeeld vanille-, sinaasappel- en nootmuskaatsmaak zijn moleculen die meestal al door gemodificeerde microben zijn gemaakt. “De stoffen zijn moeilijk uit de plant te halen en je kunt maar een beetje van de plant gebruiken.”
De synthese van smaakstoffen in microben werkt wel anders dan bij eiwitten. Waar eiwitten direct vanuit het DNA gemaakt worden, heb je voor deze stoffen hele metabole routes nodig om dezelfde moleculen in de microben te maken. “Interessant is dat ze als natuurlijk verkocht mogen worden. De moleculen zijn exact hetzelfde als die uit de plant, in tegenstelling tot de eerdere synthetische alternatieven.”

Kweekvlees is nog niet op de markt in Europa, maar al jaren in het nieuws als mogelijk opkomend product. Zou het in de toekomst ons gewone vlees gaan vervangen?
Just MeatToch is het vanuit die techniek nog een grote stap om alternatieve eiwitten te maken. Claassens: “De hoeveelheden die je nodig hebt zijn veel groter. Het opschalen is echt nog wel een flinke klus. Bij smaakstoffen heb je maar heel weinig nodig, een paar moleculen geven al heel veel smaak. Voor het opschalen naar genoeg eiwitten voor een dieet met voldoende calorieën, dan heb je veel meer nodig. Maar als het lukt en de consument wil het eten, dan lijkt het wel een enorme stap in de duurzame richting. Ik eet zelf vrijwel helemaal veganistisch, maar zou deze producten graag eens proberen. Ook kweekvlees.”