Blijft vlees uit het lab een eeuwige belofte? De identiteit van kweekvlees onder de loep

De opkomst van kweekvlees als een alternatieve oplossing voor dierenleed, ontbossing en broeikasgasemissies is al geruime tijd bekend. In 1931 opperde Winston Churchill: 'We zullen ontsnappen aan de absurditeit van het kweken van een hele kip om de borst of vleugel te eten door deze delen afzonderlijk te laten groeien in een geschikt medium.' Bovendien uiten overheidsinstanties hun bezorgdheid  over de huidige vleesconsumptie, die momenteel jaarlijkse 350 miljoen ton bedraagt, en de verwachte stijgingen tegen 2030.

Opkomst van kweekvlees

De daadwerkelijke realisatie van kweekvlees kwam in 2013 met de onthulling van een kweekvleesburger door Mark Post, een mijlpaal in de geschiedenis van voedselproductie. Toch blijft de vraag: waarom vinden we kweekvlees nog steeds niet in onze supermarkten? Een eerste probleem is de kost. Destijds had deze hamburger van 140 gram een prijskaartje van maar liefst 250.000 euro. Hoewel er sindsdien aanzienlijke vooruitgang is geboekt, met wereldwijd meer dan 150 bedrijven die zich richten op alternatieve vleesproductie en een totale investering van 3 miljard euro sinds 2016, blijven de schappen leeg. Er zijn immers nog tal van andere uitdagingen die overwonnen moeten worden voordat dit alternatief voor traditioneel vlees op grote schaal beschikbaar kan worden. We verkennen de obstakels en doorbraken die de toekomst van kweekvlees bepalen.

De samenstelling van kweekvlees

Kweekvlees wordt in gecontroleerde laboratoriumomstandigheden geproduceerd uit dierlijke cellen. Dit proces begint met een biopt van dierlijk weefsel, waaruit de benodigde cellen worden geïsoleerd en vervolgens in het laboratorium worden opgekweekt en gedifferentieerd tot spiercellen. Differentiatie is een cruciaal proces, waarbij de oorspronkelijke cellen gestuurd worden in het lab om spiervezels te vormen.

Foto onder. Een vereenvoudigde weergave van het productieproces voor kweekvlees. De fases vanaf de bioreactor zijn het onderwerp van actief onderzoek (Onderzoek UGent en KU Leuven).

Een vereenvoudigde weergave van het productieproces voor kweekvlees. De fases vanaf de bioreactor zijn het onderwerp van actief onderzoek (Onderzoek UGent en KU Leuven).

Ons onderzoek richt zich in het bijzonder op de identificatie van de meest geschikte celtypen als startmateriaal voor kweekvleesproductie. Een veelbelovende optie zijn de zogenaamde voorloper spiercellen, ook wel bekend als satellietcellen, die een essentiële rol spelen bij natuurlijke spierregeneratie. Hun adulte aard, resulteert in een beperkt aantal celdelingen en dus minder cel opbrengst en geproduceerd spierweefsel. Het streven naar een verhoogde celdeling leidt tot het verlies van hun vermogen om samen te smelten, een cruciale stap in het vormen van lange spiervezels.

Een intrigerend alternatief is het gebruik van embryonale stamcellen. Deze cellen hebben het unieke vermogen om zich theoretisch oneindig te vermenigvuldigen en zich te ontwikkelen tot elk celtype in het menselijk lichaam, inclusief spiercellen. Omdat een stuk biefstuk bestaat uit een combinatie van verschillende celtypes, waaronder ook vetcellen, vormen deze stamcellen een veelbelovend startmateriaal voor de productie van vlees. Net door de veelzijdige ontwikkelingsmogelijkheden van deze stamcellen, is het op dit moment bijzonder uitdagend om ze gericht te sturen voor spier- of vetcelvorming, noodzakelijk voor de productie van kweekvlees.

Bovendien vertonen de gekweekte cellen nog niet de maturiteit en structuur die in spierweefsel van dieren wordt waargenomen. Deze ontwikkeling van spiercellen is belangrijk voor het nabootsen van de samenstelling, textuur en smaak van traditioneel vlees. Dat deze mate van maturiteit nog niet aanwezig is, is begrijpelijk. Dieren ontwikkelen dit spierweefsel door de jaren, terwijl we in het laboratorium proberen om dit binnen slechts enkele weken te realiseren. Dit brengt me bij het tweede deel van ons onderzoek, waar we verschillende stimulatiemethoden onderzoeken voor spiercellen, zowel in tweedimensionale als driedimensionale spierweefselmodellen, om de maturatie en structuur van dierlijk spierweefsel na te bootsen.

Uitdagingen op weg naar de markt

Naast de technische uitdagingen op het gebied van celtypen en de ontwikkeling tot spierweefsel, zijn er een reeks complexe kwesties die moeten worden aangepakt voordat kweekvlees wereldwijd op de markt kan worden gebracht. Deze uitdagingen omvatten ethische overwegingen, commerciële haalbaarheid, regelgevingskwesties en voedingsaspecten, die allemaal de toekomst van het product beïnvloeden. Spierweefsel is een complex weefsel dat uit verschillende celtypen bestaat, waarbij de aandacht vooral uitgaat naar spiercellen. Andere celtypen die in spierweefsel aanwezig zijn, omvatten bindweefsel, vetweefsel en bloedvaten, die allemaal nodig zijn voor een goed gevormd spierweefsel.

Een ander belangrijk aspect betreft het gebruik van componenten die momenteel niet in lijn zijn met de principes van diervriendelijke vleesproductie. Neem bijvoorbeeld foetaal kalfsserum, dat een bijproduct is van de huidige veehouderij. Dit serum wordt verkregen uit het bloed van ongeboren kalveren van geslachte koeien. Hoewel onderzoekers intensief werken aan de ontwikkeling van serumvrije groeimedia voor de kweek en differentiatie van cellen, hebben de huidige alternatieven nog beperkingen. Bovendien zijn recombinante groeifactoren die tijdens het kweekproces worden gebruikt duur en dragen ze bij aan de hoge productiekosten.

Daarnaast blijkt het commercialiseren van kweekvlees met de huidige productiemethoden economisch niet haalbaar, vanwege het gebrek aan regelgeving en de hoge productiekosten. Een zogenaamde Techno-Economisch Analyse (TEA) toont dat de huidige kosten 10.000 tot 100 keer hoger liggen dan de referentiewaarden voor traditioneel vlees. Niettemin zou het theoretisch, met aanzienlijke kostenverlagingen in bijna alle aspecten van het proces, mogelijk moeten zijn dicht bij een gangbare richtprijs van €2/kg te komen. De uitdaging bij het opschalen van de productie ligt met name in de hoge kosten van de gebruikte materialen, de kwaliteits- en productiefaciliteiten, evenals de energie die nodig is om deze faciliteiten draaiende te houden. Anders dan in de traditionele technologieën, is de wet van Moore, die stelt dat technologische vooruitgang leidt tot voortdurende verbetering van prestaties en kostenverlaging over tijd, niet van toepassing op biologische systemen zoals kweekvlees. Dit komt door hun complexiteit, natuurlijke beperkingen en negatieve feedbackmechanismen.

Tot slot is er nog veel onbekend over de voedingswaarde, textuur en smaak van kweekvleesproducten, voornamelijk als gevolg van het gebrek aan beschikbaarheid van product om te testen en de transparantie vanuit bedrijven. De sensorische eigenschappen van conventioneel vlees kunnen worden nagebootst met behulp van bestaande voedseltechnologieën. Zo werd bij de kweekvleesburger in 2013 de kleur verkregen door het toevoegen van bietensap en saffraan, de structuur gecreëerd met broodkruimels en bindmiddel, terwijl de smaak nagebootst werd met karamel en boter. De vraag blijft echter of alternatieve vleesproductie identiek moet zijn aan conventioneel vlees en in hoeverre het uiteindelijk vergelijkbaar zal zijn. Op dit moment is het nog te vroeg om hierover uitspraken te doen. De toekomst van kweekvlees hangt af van het aanpakken van deze complexe uitdagingen en het vinden van evenwicht tussen technologische innovatie, ethische normen en de wensen van de consument.

Kweekvlees op de markt?

Talloze bedrijven in de kweekvleesindustrie verkondigden dat kweekvlees momenteel verkrijgbaar zou zijn in winkels. Neem bijvoorbeeld Aleph Farms, dat enkele jaren geleden aangaf in een interview met EOS dat ze tegen 2022 jaarlijks tonnen vlees zouden produceren. De realiteit is echter anders en het aantal daadwerkelijk geautoriseerde producten op de markt blijft zeer beperkt. Hoewel Upside Foods goedkeuring heeft gekregen voor verkoop in de VS, zijn op dit moment alleen de gekweekte kipnuggets en het gekweekte kippenvlees van Good Meat verkrijgbaar in Singapore en de VS. Maar zelfs deze producten hebben slechts een beperkte beschikbaarheid, op reservering, in een select aantal restaurants.

En Europa dan?

In de Europese Unie valt kweekvlees onder de regelgeving voor nieuwe voedingsmiddelen (EU-regulatie nummer 2015/2285), waarbij een veiligheidsevaluatie door Europese voedselveiligheidsautoriteiten, zoals EFSA noodzakelijk is. Ondanks de aanwezige regelgeving en de vele bedrijven in de kweekvleessector, hebben tot op heden nog geen bedrijven dossiers ingediend voor de goedkeuring van cellulaire voedingsmiddelen in de EU. Dit gebrek kan deels worden toegeschreven aan de technische en socio-economische uitdagingen en beperkingen die aanwezig blijven, alsook aan de strenge Europese voedselveiligheidsnormen. De procedures zijn vaak tijdrovend en ingewikkeld in vergelijking met de regelgevingskaders in andere delen van de wereld. Kortom, om innovatieve voedingsmiddelen op basis van celkweek op de markt te brengen en de veiligheid en acceptatie bij consumenten te waarborgen, is er behoefte aan meer diepgaand fundamenteel onderzoek en een gestroomlijnde regulatoire aanpak.

Klaar voor de revolutie?

Hoewel er regelgeving bestaat voor de classificatie van nieuwe voedingsmiddelen, blijft de definitie van kweekvlees vaag en onderhevig aan interpretatie. Neem de kipnuggets in Singapore, het percentage dierlijke cellen hierin kan variëren tussen de 1% en 100%. Dit gebrek aan duidelijkheid over de precieze samenstelling kan leiden tot verwarring bij consumenten en een gevoel van misleiding opwekken. Het benadrukt de dringende noodzaak van een preciezere regelgeving met betrekking tot de definitie en de labeling van kweekvlees.

Om kweekvlees adequaat te labelen en om consumenten te beschermen tegen misleidende praktijken, is het essentieel om concrete richtlijnen en criteria vast te stellen voor wat wel en niet als kweekvlees kan worden geclassificeerd. Een duidelijke definitie en heldere regelgeving zullen niet alleen bijdragen aan de transparantie in de industrie, maar ook de ontwikkeling en acceptatie van deze innovatieve voedingsmiddelen bevorderen. Het is hoog tijd dat er een consensus wordt bereikt over wat kweekvlees werkelijk inhoudt om de toekomst van duurzame voedselproductie mede vorm te geven.

De realiteit van een toekomst met kweekvlees lijkt dus steeds dichterbij te komen. Er liggen echter nog verschillende vragen open. Voor de technische ontwikkelingen is verder wetenschappelijk onderzoek noodzakelijk. Daarnaast rijst de vraag of de samenleving al gereed is om deze innovatie te omarmen, of dat het wellicht verstandiger is nog even te wachten vooraleer deze producten op de markt te brengen.