Wereldwijd zetten verschillende partijen volop in op kweekvlees. Ook in Vlaanderen voeren Universiteit Gent en KU Leuven onderzoek uit naar de productie van kweekvlees in het FWO-SBO project Customeat. Dit artikel geeft een overzicht van de resultaten van dit project maar ook de uitdagingen die er zijn om kweekvlees op commerciële schaal te produceren.
Wat is kweekvlees?
Kweekvlees wordt geproduceerd door dierlijke cellen te kweken in een gecontroleerde omgeving en biedt een alternatief voor traditionele vleesproductie met als doel de impact op het milieu te verminderen en het slachten van dieren te elimineren.
Deze dierlijke cellen worden meestal bekomen door middel van een biopsie van spiercellen van een levend dier. Deze cellen worden vervolgens in een groeimedium geplaatst dat de benodigde voedingsstoffen en omstandigheden biedt om zich te vermenigvuldigen en te rijpen tot spiervezels. Het proces omvat doorgaans verschillende stappen:
- Celproliferatie: Cellen, die een groot potentieel voor vermenigvuldiging hebben, worden geëxtraheerd en gekweekt om hun aantal te vergroten.
- Differentiatie: Deze geprolifereerde cellen worden aangestuurd om te differentiëren tot spiercellen, of myoblasten, die kunnen fuseren en myotubes kunnen vormen.
- Rijping: Myotubes rijpen tot spiervezels die kunnen worden geoogst en gestructureerd tot een vleesproduct, zoals bijvoorbeeld een hamburger.
Mogelijke voordelen van kweekvlees
De belangrijkste voordelen van kweekvlees zijn duurzaamheid en ethische overwegingen. Vleesproductie vereist veel land en andere hulpbronnen en gaat gepaard met diverse emissies die nadelige milieu-effecten veroorzaken in bepaalde omstandigheden. De productie van kweekvlees kan theoretisch gezien deze impact drastisch verminderen:
- Verminderde milieu-impact: Het groeien van cellen kan op minder landoppervlak, terwijl water- en energieverbruik en uitstoot van broeikasgassen nog actief onderzocht wordt.
- Dierenwelzijn: Door de noodzaak van dierenslachting te elimineren, speelt gecultiveerd vlees in op ethische zorgen met betrekking tot veehouderij en dierenwelzijn.
Het is daarbij wel belangrijk om de kanttekening te maken dat er op dit moment nog geen commerciële productie op grote schaal gebeurt waardoor de impact op het milieu voorlopig geschat wordt met een groot aantal aannames die in de praktijk nog bewezen moeten worden.
Uitdagingen in de productie van kweekvlees
Ondanks het potentieel is kweekvlees nog niet op grote schaal commercieel beschikbaar. Er zijn nog steeds verschillende uitdagingen die overwonnen moeten worden.
- Technische moeilijkheden: Het kweken van vlees omvat complexe biologische processen. Zo is het geen sinecure om cellen op te kweken tot spiercellen met structuur. Er zijn verschillende technische hindernissen bij het nabootsen van de smaak en textuur van conventioneel vlees. Het project Customeat probeert meer inzichten te verwerven over een aantal aspecten van deze puzzel.
- Wetgeving: Recent werden in Singapore de ‘chicken bites’ van het Amerikaanse ‘Eat Just’ op basis van kweekvlees goedgekeurd maar in Europa moet kweekvlees nog een goedkeuring krijgen als novel food. In juli 2024 diende Gourmey als eerste speler een novel food-aanvraag in voor kweekvlees. Aangezien de evaluatieperiode vaak al snel meer dan twee jaar in beslag neemt, zullen we nog even moeten afwachten of deze aanvraag wordt goedgekeurd door EFSA.
- Consumentenacceptatie: Kweekvlees is nog steeds een nieuw concept voor veel consumenten, die zich zorgen kunnen maken over de veiligheid, smaak en ethische implicaties ervan. In Italië gaan er nu al stemmen op om kweekvlees te verbieden nog voor het goed en wel is geëvalueerd door EFSA.
- Hoge productiekosten: De kosten voor de productie van kweekvlees blijven hoog door de dure groeimedia en bioreactortechnologie. Het opschalen van de productie tot een commercieel economisch haalbaar niveau blijft een grote uitdaging.
Celtypes
De productie van kweekvlees kan op basis van verschillende soorten cellen. In het Customeat-project werd er onderzoek gevoerd naar de voor- en nadelen van het gebruik van deze verschillende celtypes. Het selecteren van de juiste celtypen heeft een belangrijke impact op het optimaliseren van de groei en differentiatie. Verschillende celtypen, zoals embryonale stamcellen, mesenchymale stamcellen en myoblasten, hebben hun eigen voor- en nadelen:
- Embryonale stamcellen: Deze cellen hebben een hoog proliferatiepotentieel wat betekent dat ze gemakkelijk vermenigvuldigd kunnen worden en kunnen differentiëren in verschillende celtypen. Maar het is een uitdaging om de differentiatie gericht te sturen naar het gewenste eind-celtype.
- Mesenchymale stamcellen: Deze cellen zijn gemakkelijk te isoleren uit onder andere vetweefsel en kunnen ook vele malen delen. Ook voor deze cellen is het echter een uitdaging om de differentiatie gericht te sturen naar het gewenste eind-celtype.
- Myoblasten: Deze spier-voorlopercellen zijn cruciaal voor de vorming van spierweefsel, maar ze verliezen hun fusiecapaciteit na expansie, wat het moeilijk maakt om rijpe spiervezels te produceren.
Onderzoek naar embryonale stamcellen omvat het testen van pluripotentie en differentiatiepotentieel, evenals het beoordelen van de genomische stabiliteit door technieken zoals eiwitdetectie, analyse van genexpressie en sequentie analyse van het DNA. Om de differentiatie van myoblasten te verbeteren wordt er onderzocht of specifieke stimulatie-technieken een effect kunnen vertonen.
Matrixontwikkeling voor kweekvlees
Een essentieel onderdeel van de productie van kweekvlees is de ontwikkeling van een eetbare, diervrije matrix die celadhesie en groei ondersteunt. Om een stukje vlees zoals een biefstuk te bekomen, hebben de cellen een structuurvormend hulpmiddel nodig. Momenteel zijn de meeste microcarriers en matrices oneetbaar of dierlijk afgeleid, zoals gelatine. De uitdaging is om een alternatief te creëren dat celadhesie behoudt zonder eetbaarheid in gevaar te brengen.
In Customeat werd er gewerkt op plantaardige matrices, zoals die gemaakt van soja-eiwitisolaat, die veelbelovend lijken voor het ondersteunen van de groei en differentiatie van spiercellen in zowel 2D- als 3D-culturen. Studies hebben aangetoond dat deze matrices de celproliferatie en vezelvorming kunnen ondersteunen, wat essentieel is voor het creëren van gestructureerde vleesproducten.
Prototype van kweekvleesproducten
Het uiteindelijke doel van onderzoek naar gecultiveerd vlees is het ontwikkelen van producten die door consumenten gemakkelijk kunnen worden geaccepteerd. De huidige benadering omvat het creëren van hybride producten, die plantaardige matrices combineren met gekweekte spiercellen om de textuur en smaak van conventioneel vlees na te bootsen. Er wordt ook gewerkt aan de ontwikkeling van plantaardige vetfasen om de sensorische eigenschappen van deze producten te verbeteren.
Conclusie
Hoewel kweekvlees mogelijks een duurzaam en ethisch alternatief kan bieden voor conventionele vleesproductie, blijven er nog verschillende wetenschappelijke, economische en sociale uitdagingen bestaan. Voortdurend onderzoek is cruciaal voor het optimaliseren van celkweektechnieken, het ontwikkelen van effectieve en eetbare matrices en het verlagen van productiekosten.
Slotevent Customeat
Heb je interesse om meer te leren over kweekvlees en de resultaten van het Customeat-project? Noteer dan alvast 12 november 2024 in jullie agenda voor het slotevent van dit project. Meer informatie over de locatie en het programma volgt snel.
