Je hoort er steeds meer over. En dat is een goede zaak. Maar wat is kweekvlees? En hoe wordt kweekvlees gemaakt?
Wat is kweekvlees
Kweekvlees is kunstmatig, maar wel degelijk echt vlees dat men laat groeien in een cultivator uit stamcellen van dieren. Op microscopisch niveau is het niet te onderscheiden van vlees. Wat verschilt is de productiewijze. Voor kweekvlees is het fokken en slachten van dieren voor vlees niet nodig.
Andere benamingen voor kweekvlees zijn in-vitrovlees, gecultiveerd vlees of labvlees. Wat vriendelijker klinkende benamingen zijn diervrij vlees of schoon vlees. In het Engels gebruikt men vooral uitdrukkingen als ‘cultured meat’, ‘cultivated meat’, ‘clean meat’, cell-based meat of lab-grown meat’.
Kweekvlees is een vorm van cellulaire landbouw. Een methode om voedsel te maken door het cultiveren van cellen. Naast vlees worden onder andere vis, zuivel, leer, eieren en zelfs chocolade gemaakt door middel van celkweek.
Voor de eerste echte aanzet tot het kweken van vlees in Nederland moeten we terug naar 1999. In dat jaar kreeg de Nederlander Willem van Eelen patent op een techniek waarmee van dierlijke cellen vlees wordt gemaakt in een laboratorium. Inmiddels werken tientallen bedrijven aan een manier om op veilige, duurzame en diervriendelijke wijze kweekvlees te maken.
Hoe wordt kweekvlees gemaakt
Nu weten we wat kweekvlees is. Maar nog interessanter is hoe men kweekvlees maakt en wat er allemaal voor nodig is.
Het kweken van vlees is een vorm van biomimicry. Het betekent letterlijk ‘het leven imiteren’. Het is een samentrekking van de Griekse woorden bios ‘leven’ en mimesis ‘imiteren’. Het is het nabootsen van natuurlijke processen. Men leert van biologische processen die binnen het lichaam plaatsvinden. Dezelfde processen past men vervolgens op in-vitro wijze buiten het lichaam van een organisme toe.
Voor een succesvolle reproductie zijn voor kweekvlees een aantal bestanddelen essentieel. Om kweekvlees te maken zijn nodig:
- Dierlijke stamcellen
- Groeimedium
- Bioreactoren
- Celstructuren (scaffolding)
Cellen en groeimedium
De stamcellen worden op diervriendelijke wijze via een punctie weggehaald bij het dier. De cellen zet men vervolgens op kweek in een groeivloeistof van onder andere water, suikers, aminozuren, vetten, groeifactoren, vitamines en mineralen. In het lichaam hebben de cellen de eigenschap dat ze, bij beschadiging van spierweefsel door vermenigvuldiging, kunnen uitgroeien tot nieuw weefsel. Bij het kweken van vlees worden stamcellen onder dezelfde nagebootste voorwaarden buiten het lichaam door eenzelfde vermenigvuldiging gekweekt tot spierweefsel, ofwel vlees.
Met een biopt van slechts één gram ongemodificeerd spierweefsel, direct uit de bil van een koe, is het mogelijk om al tot tienduizend kilogram kweekvlees te maken.
Voor het cultiveren van vlees zijn embryonale of ‘volwassen’ stamcellen nodig. Embryonale stamcellen kunnen zich oneindig vermenigvuldigen en veranderen in verschillende celtypes. Het nadeel van het cultiveren van deze stamcellen is dat er in het algemeen een specifiek groeimedium nodig is dat dure groeifactoren bevat.
Daarom wordt voor het cultiveren van vlees vaak gekozen voor ‘volwassen’ stamcellen die afkomstig zijn van spier-, vet- of huidweefsel. Deze cellen kunnen geherprogrammeerd worden totdat ze zich ongeveer hetzelfde gedragen als embryonale stamcellen. Maar omdat dit weer gezien kan worden als een vorm van genetische modificatie, maken veel producenten hier geen gebruik van.
Voor de voeding van de cellen gebruikte men aanvankelijk nog foetaal runderserum (FBS), vanwege de aanzienlijke hoeveelheid aanwezige groeifactoren. Inmiddels zijn hiervoor plantaardige alternatieven, waardoor dierlijk serum in het groeimedium niet langer nodig is.
Bioreactoren
In bioreactoren, vergelijkbaar met bijvoorbeeld bioreactoren waarin men bier fermenteert, wordt de perfecte omgeving gecreëerd om celdeling te laten plaatsvinden. Dit soort bioreactoren worden in de biomedische industrie al gebruikt voor het maken van onder andere insuline, vaccins, vitamines en enzymen.
Een reactor bestaat uit:
- een warmtesysteem dat de temperatuur regelt;
- een aan- en afvoervoersysteem dat zuurstof en voedingsstoffen aanvoert en afvalstoffen afvoert;
- een systeem dat de omgeving monitort en de zuurtegraad en het zuurstofgehalte meet.
De cellen vermenigvuldigen zich in een klimaat waarin de juiste (lichaams)temperatuur, voldoende zuurstof, de juiste bouwstoffen en de afvoer van afvalstoffen geregeld is. Dit wordt wel de proliferatiefase genoemd. De stamcellen worden opgekweekt tot een enorm groot aantal myoblasten (spierstamcellen).
Vervolgens vindt er in de differentiatiefase een fusie van de myoblasten plaats. De ontelbare spierstamcellen vormen zich nu tot meerkernige vezels die men wel ‘myotubes’ noemt. Myotubes zijn spierstrengetjes die niet langer zijn dan 0.3mm.
Middels een klein zetje waarbij de spiercellen andere (plantaardige) ingrediënten gevoed krijgen, vindt samenklontering plaats. De ontstane myotubes legt men vervolgens in een gel die voor 99% uit water bestaat om de spierstrengetjes onder stimulans te differentiëren tot spiervezels.
Scaffolding
De spiercellen hebben bij de samenklontering ondersteuning nodig om uit te groeien tot vlees. Meestal gebruikt men ‘scaffolds’, of mallen waar de cellen als het ware aan vasthechten. De mallen bieden de houvast die er voor zorgt dat de cellen uitgroeien tot het gecultiveerde vlees dat men voor ogen heeft.
De samenstelling, stijfheid, poreusheid en de ruwheid van de mal zijn uiteindelijk allemaal van invloed op de eigenschappen en de kwaliteit. Ze bepalen de uiteindelijke textuur en vorm van het gecultiveerde vlees. Het zijn ook deze mallen die de transportatie van de voedingsstoffen naar de vleescellen faciliteren.
Het vasthechten van de cellen aan de mal werkt goed met gelatine en collageen. Echter zijn voor de conventionele winning van gelatine en collageen nog steeds hordes koeien en varkens nodig. Het gebruik ervan in kweekvlees is dan ook zeer onwenselijk.
Er wordt momenteel veel vooruitgang geboekt in de ontwikkeling van nieuwe technologieën die gebruik maken van synthetische of plantaardige polymeren om malvormen te produceren. Er worden verschillende eetbare biomaterialen voor gebruikt zoals spinazie, algen, tabaksplanten en schimmels.
Het Israëlische bedrijf Aleph Farms heeft vorig jaar al een doorbraak bereikt door ook collageen te kweken uit cellen.
Voor gemalen vleesproducten zoals hamburgers, gehaktballen, worsten of kipnuggets zijn minder van dergelijke gecompliceerde constructies nodig dan voor hompen vlees zoals biefstuk of varkenshaas.
Het niet genetisch aangepaste en schone eindresultaat
Het volgroeide spierweefsel in combinatie met vetweefsel, dat eenzelfde productieproces kent, vormt uiteindelijk smaakvol vlees. Vlees waarvoor geen dieren meer naar de slacht hoeven. Vlees dat in productie veel minder belastend is voor het milieu.
Voor cultiveren van vlees is in principe geen genetische modificatie nodig. Ook het gebruik van antibiotica is overbodig omdat men kweekvlees in een steriele omgeving produceert.
Hoe lang duurt het om kweekvlees te maken
Verschillende kweekvleesbedrijven kunnen al rundvlees, kip, varkensvlees, vis, garnalen, zalm, eend en zelfs foie gras kweken. Wel gebeurt het vooral nog op kleinere schaal.
De productie van kweekvlees neemt ongeveer vijf tot zeven weken in beslag. Dit is wel afhankelijk van een aantal factoren zoals:
- diersoort
- gebruikte celtypes
- groeicondities
- schaalgrootte
- gewenst eindproduct
Het gehele proces neemt in ieder geval veel minder tijd in beslag dan de conventionele vleesproductie. Het Nederlandse Meatable kan zelfs al kweekvlees maken in acht dagen. Voor de ‘ouderwetse’ productie van varkensvlees is 43 weken nodig en voor de productie van rundvlees maar liefst 112 weken.
En naast de veel efficiëntere productiewijze zijn er nog veel meer redenen om in de nabije toekomst voor kweekvlees te kiezen. Lees verder over meer voordelen van kweekvlees.
Aangeraden blog bij dit onderwerp lezen? Bekijk dan: Naast noodzaak ook nut kweekvlees vaker onderkend
De informatie op onze website mag je delen. Vergeet je alleen niet om er een linkje naar onze website in te zetten!