artikel

Nieuwe generatie vleesvervangers

Algemeen

Het schap met vleesvervangers wordt steeds uitgebreider en gevarieerder, maar toch wil deze productgroep nog niet echt doorbreken. Voor de fervente vleeseter gaat er immers niets boven een mals lapje vlees. Onderzoekers in Wageningen, Utrecht, Amsterdam en Eindhoven werken aan een nieuwe generatie alternatieven die ook bij carnivoren in de smaak zal vallen: erwteneiwit, kweekvlees en insectencellen.

We eten met zijn allen veel vlees: de gemiddelde Nederlander consumeert een slordige 85 kg per jaar (met aftrek van botten en snijdverlies ruim 100 gram ‘puur vlees’ per dag), de doorsnee Amerikaan zelfs 125 kg. Dat blijkt uit het in mei afgeronde Profetas-project, een multidisciplinair onderzoeksprogramma naar de mogelijkheden voor een duurzame voedselproductie en -consumptie. In Azië is de vleesconsumptie wat lager, maar dat zal met de toenemende welvaart daar snel veranderen.

Eiwittekort
De hoge vleesconsumptie laat zijn sporen na. “Als we zo doorgaan, ontstaat er een zeer grote behoefte aan voedereiwitten en daardoor een forse uitbreiding aan landbouwgrond in de wereld, want vlees is een inefficiënte eiwitbron. Zo heb je voor elke kilo varkensvlees ruim drie kilo voedereiwit nodig”, rekent Johan Vereijken, een van de coördinatoren van Profetas, voor.

De productie van vlees kost daarnaast ook nog eens een enorme hoeveelheid water. “Rundvlees kost maar liefst zevenduizend liter water per kilo”, doet Henk Haagsman, hoogleraar vleeswetenschappen aan de Universiteit Utrecht en coördinator van een onderzoeksprogramma naar kweekvlees, er een schepje bovenop. Daarnaast wijst hij op het probleem van antibioticaresistentie bij vee(houders) en de transportimbalans in de wereld: verreweg het meeste veevoer voor de rijkere landen is afkomstig uit Azië en Latijns Amerika.

Parttime vegetariër
“We moeten er voor zorgen dat de vleesconsumptie daalt, ofwel door vlees duurder te maken, minder vlees te eten en/of door de consumptie van plantaardige eiwitten te stimuleren. Op dat laatste was het Profetas-project gericht. De meeste winst is te behalen als we ons richten op vleeseters die soms iets anders willen dan vlees”, concludeert Vereijken.

Die parttime vegetariër wil een alternatief dat qua textuur, smaak en bereidingswijze lijkt op vlees, zo kwam uit Profetas naar voren. Behalve naar consumentenvoorkeuren en de milieu-impact van de vleesconsumptie werd in het project ook gekeken naar het gebruik van erwteneiwit als plantaardige eiwitbron. Erwten zijn een gewas dat in West-Europa goed geteeld kan worden, in tegenstelling tot soja dat op dit moment vaak wordt gebruikt als eiwitbron.

Erwteneiwit is slechts een van de vele ingrediënten die vandaag de dag worden verwerkt in vleesvervangers. Het assortiment is de laatste jaren flink uitgebreid en de smaak en textuur van de producten verbeterd. Lagen er vroeger alleen hondenbrokachtige sojablokjes of taaie vegaburgers in de schappen, tegenwoordig kunnen consumenten kiezen uit Quorn-burgers, tofuroerbakblokjes, sojagehakt, het zuivelproduct Valess en nog veel meer.

Mals
Alle inspanningen van fabrikanten ten spijt blijft het marktaandeel van vleesvervangers beperkt: het bedraagt op dit moment een kleine 1,5% van de huidige vleesconsumptie. Een belangrijke tekortkoming van de huidige generatie vleesvervangers is de voor vlees kenmerkende structuur: spierweefsel opgebouwd uit eiwitvezels die zorgen voor sappigheid, malsheid en smaak. Het begin vorig jaar geïntroduceerde Valess komt een eind in de goede richting, maar is het nog niet helemaal. “De opbouw van de eiwitvezels in vlees is erg complex. Het begint met individuele eiwitten die zich groeperen tot eiwitfibrillen. Die gaan weer samen in grotere eiwitvezels. Wil je een product maken dat echt op vlees lijkt, dan moet je deze gelaagdheid nabootsen”, legt Paul Venema, docent en onderzoeker bij de Wageningse leerstoelgroep fysica en fysische chemie van voedingsmiddelen, uit.

Self-assembly
Uit een Wagenings promotieonderzoek blijkt dat de groepering van globulaire eiwitten tot fibrillen vanzelf gaat. “Deze ‘self-assembly’ maakt eiwitten geschikt als verdikkingsmiddel doordat ze met de langwerpige structuur die ontstaat gemakkelijk gels kunnen vormen”, vertelt Venema. Het maakt deze eiwitten daarnaast geschikt als basis voor vleesvervangers.
Venema en zijn collega’s onderzoeken nu hoe het proces van self-assembly bij onder meer het melkeiwit bèta-lactoglobuline kan worden geoptimaliseerd. “We kijken bijvoorbeeld hoe we de structuren langer of juist dikker kunnen maken en wat er gebeurt als we roeren of de temperatuur veranderen. Roeren blijkt er bijvoorbeeld voor te zorgen dat eiwitten zich sneller en dichter samenbundelen. Het mooiste zou zijn als de self-assembly automatisch verliep”, zegt de voedingsmiddelenfysicus.

Shear-cel
Voor de productie van vleesvervangers lijkt de extruder een geschikt apparaat, Een eiwitrijk materiaal wordt in een extruder onder hoge druk en temperatuur in de juiste vorm geperst. Echt fijne structuren zijn daar volgens Atze-Jan van der Goot, collega van Venema en als docent en onderzoeker verbonden aan de sectie Proceskunde van Wageningen Universiteit, niet mee te maken: “In de extruder raken eiwitstructuren door de hoge temperaturen en grote wrijvingskrachten beschadigd, wat de vezelvorming niet ten goede komt”, legt hij uit.

Van der Goot werkt sinds enkele jaren aan de ontwikkeling van een nieuw productieproces, een ‘shear-cell-reactor’. “Dit apparaat kan bij gelijkblijvende temperatuur en met een vooraf bepaalde stroming stroperige producten vervormen tot een eveneens stroperig product met een fijne eiwitstructuur”, vertelt hij. Een knelpunt is dat het eindproduct niet stroperig, maar vast moet zijn. “We onderzoeken nu of we dit kunnen oplossen met bijvoorbeeld bepaalde temperatuurprofielen tijdens de structurering. Wellicht bieden ook microreactoren nieuwe mogelijkheden voor het maken van eiwitvezels uit kleine fibrillen. Deze eiwitfibrillen worden dan door kleine, maar goed gedefinieerde openingen in de chips geperst”, vult Venema zijn collega aan.

Venema en Van der Goot zijn optimistisch maar benadrukken dat de industrie moet durven investeren. “Wil een nieuwe generatie vleesvervangers kans van slagen hebben, dan moeten fabrikanten durven overstappen op een nieuw productieproces”, zegt Van der Goot. Zelfs dan duurt het nog minstens een paar jaar voordat een doorbraak te verwachten is.

Kweekvlees
Een nog ambitieuzer alternatief voor de gangbare biefstuk is de ontwikkeling van kweekvlees: vlees gekweekt uit dierlijke stamcellen. Onderzoekers van de universiteiten in Utrecht, Amsterdam en Eindhoven werken hierbij sinds een jaar samen in een door Senter gesubsidieerd onderzoekprogramma. Ook vleeswarenfabrikant Stegeman en Vitromeat, het bedrijf achter de bedenker van kweekvleesconcept (de ruim tachtig jaar oude meneer Van Eelen) steunen het project.

Haagsman: “Hier in Utrecht onderzoeken we welke stamcellen geschikt zijn voor de productie van kweekvlees en hoe we deze het beste kunnen kweken. Op dit moment gebruiken we stamcellen uit het beenmerg van slachtmateriaal. Deze stamcellen kunnen nog differentiëren tot bijvoorbeeld spiercellen. Ook proberen we embryonale varkens- en runderstamcellen te genereren.”

Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam houden zich bezig met de ontwikkeling van een plantaardig groeimedium dat een volledige conversie van medium naar kweekvlees mogelijk maakt. In Eindhoven onderzoeken ‘tissue engineers’ hoe het product via bijvoorbeeld elektrostimulatie de gelaagde vezelstructuur van vlees kan krijgen.”

Cameraploegen
De internationale belangstelling voor het project is groot. “Sinds vorig jaar staan er hier regelmatig buitenlandse cameraploegen op de stoep die we moeten wegjagen omdat er in ons lab geen gekweekte biefstuk te zien is”, lacht Haagsman. “Wel zijn we op dit moment bezig met de vorming van een internationaal consortium met onderzoekers uit Europa, Noord-Amerika en Azië.”
Het principe achter kweekvlees klinkt veelbelovend. Stamcellen groeien exponentieel en snel: binnen 10 tot 15 uur verdubbelen ze zich. “Als je start met dertienduizend cellen zou je theoretisch gezien na drieënzestig delingen voldoende cellen hebben om de hele wereld van vlees te voorzien”, zegt Haagsman.

Duur
Zo eenvoudig is het helaas niet. “Cellen blijven niet eeuwig exponentieel doorgroeien en we weten nog maar weinig over de differentiatie van stamcel naar spiercel. Ook is het nog de vraag of we wel een plantaardig medium kunnen maken en of het gaat lukken met het opschalen. Daarnaast is het kweken van cellen duur. Een kip kost maar een euro dertig per kilo. Probeer daar maar eens tegenaan te concurreren. Je zou kunnen denken aan een product waarbij je kweekvlees combineert met nieuwe plantaardige eiwitstructuren zoals ze die in Wageningen ontwikkelen.”

Ook combinaties met andere eiwitbronnen zijn mogelijk. Zo is in Wageningen onlangs een promovendus, Marjoleine Verkerk, begonnen met een onderzoek naar insectencellen voor vleesvervangers. Zij bestudeert de voedingswaarde van insectencellen en de technologische mogelijkheden om deze aan te passen aan de wensen van de consument. Ook doet ze onderzoek naar de acceptatie van insecteneiwit door de consument.

Optimistisch
Ondanks zijn kanttekeningen is Haagsman optimistisch over kweekvlees. “De ontwikkelingen op het gebied van stamcelonderzoek en biotechnologie gaan razendsnel. Over een jaar of vier weten we of we op het goede spoor zitten, een paar jaar daarna kan er een product in de schappen liggen. Denk daarbij aan een product met veel dierlijke eiwitten, want een gekweekte biefstuk zal nog wel vijftien tot twintig jaar op zich laten wachten.”

Zal de consument straks thuis in een kas zijn eigen lapje vlees kweken? Haagsman verwacht van niet. “De meeste mensen kopen hun producten nu ook al kant-en-klaar in de supermarkt. Het idee zal misschien wel aanslaan bij mensen die thuis al een broodbakmachine hebben”, lacht hij.

Naam
Haagsman vindt de termen ‘vleesvervanger’ en ‘kweekvlees’ overigens niet geschikt: “Vlees is niet te vervangen. Je probeert met een alternatief de eigenschappen van vlees zo dicht mogelijk te benaderen.”
De Wageningse onderzoekers beamen dat. Vereijken: “De positionering van vleesvervangers is een hele moeilijke. Dat zie je ook al in de supermarkt waar vleesvervangers eerst in het groenteschap lagen en nu bij de vleeswaren. De naam vleesvervanger klinkt alsof het iets kunstmatigs is. Het riekt naar nep. Aan de andere kant wil je dat de consument het in plaats van vlees eet, dus moet je aan vlees refereren. Hier ligt een uitdagende taak voor marketeers.”

Reageer op dit artikel