Dossier

Cellulaire agricultuur

Kweekvlees, kweekvis (niet te verwarren met gekweekte vis) en diervrije zuivel als alternatief voor dierlijke producten maken een opmars en zouden onze eiwitvoorziening in de toekomst behoorlijk kunnen veranderen. In 2024 vonden de eerste proeverijen met kweekvlees plaats in Nederland. Wageningen University & Research werkt mee aan de ontwikkeling van diervrije producten via cellulaire agricultuur. Waarom? Om op een efficiënte manier gezond en veilig voedsel te produceren en zo de wereld te voeden in een veranderend klimaat.

Wat is cellulaire agricultuur?

Cellulaire agricultuur, of cellulaire landbouw, is een manier om dierlijke producten te maken met gekweekte dierlijke, plantaardige of microbiële cellen in plaats van in dieren. Die methode maakt producten zoals kweekvlees, kweekvis, diervrij leer en diervrije zuivel mogelijk.

Hoe worden kweekvlees en kweekvis gemaakt?

Vlees dat we normaal gesproken eten bestaat uit spiercellen en vetcellen van dieren. Kweekvlees start vanuit een klompje cellen van een levend dier, ter grootte van een sesamzaadje. Om kweekvlees zoveel mogelijk dezelfde smaak en textuur te geven als ‘echt’ vlees, worden die cellen doorgekweekt in een voedingsrijke vloeistof tot diezelfde spier- en vetcellen. Samen vormt dat een stukje kweekvlees. Een andere optie is om een hybride product te maken waarbij gekweekte dierlijke cellen, zoals spier- en vetcellen worden gemengd met plantaardig materiaal om bijvoorbeeld hamburgers, kipnuggets en worstjes te maken.

Lees verder over kweekvis

Wetenschappers hebben iets minder ervaring met het namaken van vis dan met vlees. Dat komt doordat ze cellen van landdieren zoals koeien en hamsters al jaren gebruiken voor medische doeleinden en dus al meer kennis hebben opgedaan over de voedingsstoffen die zulke cellen nodig hebben. Viscellen groeien is in vergelijking nog erg nieuw. Wageningse onderzoekers proberen op dit moment zalmcellen te maken in het lab. Kweekvis start, net als kweekvlees, vanuit een klompje cellen. In plaats van de hele vis na te maken, richten zij zich op de vetcellen. De vetcellen geven vis zijn smaak. Om het stukje zalm de juiste textuur te geven, groeien ze de cellen op een eetbare, plantaardige mal. Zo zorgt de mal dus voor de textuur en de vetcellen voor de smaak.

Hoe wordt diervrije zuivel gemaakt?

De productie van zuivelproducten zoals diervrije melk en kaas zonder koe is een andere tak van cellulaire agricultuur: precisiefermentatie. Daarbij passen onderzoekers het DNA van micro-organismen, zoals gist, aan zodat ze stofjes maken die ze van nature niet produceren. Neem bijvoorbeeld kaas: om dat te maken hebben we caseïne-eiwitten uit melk nodig. Die zorgen voor de gelstructuur van zuivelproducten. Binnen de cellulaire agricultuur maken onderzoekers die eiwitten in gist, door het caseïne-DNA van een koe toe te voegen aan de gist. Daarmee transformeren ze de gist in een minifabriekje die het melkeiwit caseïne maakt. Zo kunnen ze van diervrije melk diervrije kaas maken.

WUR helpt de voedingsindustrie om precisiefermentatieprocessen op te schalen. Onze onderzoekers van Wageningen Food & Biobased Research bieden hun expertise en faciliteiten aan om microbiële processen te optimaliseren.

Welke (technische) uitdagingen bestaan er nog?

Hoewel er voor kweekvlees- en vis geen dieren hoeven te sterven, moeten dieren wel steeds cellen afstaan. Zouden we in theorie alle vleesconsumptie in Nederland vervangen door kweekvlees, dan zijn daar jaarlijks ongeveer 1 miljoen biopten voor nodig. Dat is dus best veel. Maar er is een mogelijke oplossing. Onderzoekers ontwikkelden een methode waarbij ze normale dierlijke cellen herprogrammeren tot een soort stamcellen. Die cellen kunnen oneindig delen zonder dat het DNA langzaam afbreekt, zoals bij andere cellen.

Lees verder

Ook bij diervrije zuivel is het proces nog niet optimaal. Met cellulaire landbouw maken onderzoekers het eiwitten caseïne na in gist. De vorm, of 3D-structuur, van dat eiwit ziet er mogelijk net wat anders uit dat die van de koe. Dat zou de smaak en textuur van de kaas kunnen beïnvloeden. Wageningse wetenschappers onderzoeken op dit moment in hoeverre dat het geval is en of ze exacte vorm van het caseïne-eiwit van de koe beter kunnen namaken.

Wetenschappers in Wageningen en daarbuiten onderzoeken hoe ze het proces van cellulaire agricultuur zo duurzaam en betaalbaar mogelijk kunnen maken, en hoe ze het proces van het laboratorium om kunnen zetten naar grote schaal. Daarbij kijken ze naar efficiënt gebruik van grondstoffen en energie.

Waaraan werkt WUR precies op het gebied van cellulaire agricultuur?

Onderzoekers van WUR richten zich op zowel kweekvlees als kweekvis, met speciale aandacht voor rundvlees, inktvis en vette vissoorten zoals zalm. Vooral zalm is interessant doordat het zeer efficiënt groeit. Dieren zoals koeien en zalm kun je zien als een soort systeem dat plantaardige eiwitten ombouwt tot dierlijke eiwitten. Losse cellen in een petrischaaltje kunnen dat efficiënter dan een heel dier. Zij hebben immers geen lichaam om te onderhouden. Toch zijn sommige cellen daar nóg beter in dan andere. Zalm is daar een van. Zalmcellen zetten bijna alle plantaardige eiwitten uit hun voeding om in dierlijke eiwitten die wij eten. Bij rundvlees en varkensvlees ligt dat ergens tussen de tien en veertig procent. Althans, dat is het geval wanneer de voedingsstoffen en de omgeving voor de cellen optimaal zijn. Daarom doet WUR onderzoek naar het beste ‘recept’ voor de voedingsbodem (of groeimedium) voor de dierlijke cellen. Vroeger gebruikten onderzoekers daar dierlijke stoffen voor. Tegenwoordig zoeken onderzoekers naar plantaardige alternatieven om het proces diervriendelijker en duurzaam te maken.

Lees meer

Daarnaast houdt WUR zich bezig met productontwikkeling. Bij WUR is er een mini-voedsellaboratorium opgezet waar we nieuwe producten op kleine schaal maken. Zo kunnen we kennis over (precisie)fermentatie en celkweek combineren en nieuwe, duurzame voedselproducten ontwikkelen. Verder is voedselveiligheid rondom cellulaire agricultuur uiteraard een belangrijk aandachtspunt. Onze wetenschappers onderzoeken daarom hoe we ervoor zorgen dat producten gemaakt met cellulaire agricultuur veilig zijn. Tot slot bestuderen Wageningse onderzoekers wat de maatschappij vindt van cellulaire agricultuur. Staan Nederlanders bijvoorbeeld wel open voor cellulaire agricultuur? En hoe veranderen deze nieuwe voedingsmiddelen ons begrip van goed eten? Ook dat onderzoekt WUR samen met burgers en boeren.

Kunnen we deze producten al proeven of kopen in de supermarkt?

Op dit moment zijn kweekvlees, kweekvis en andere producten van cellulaire agricultuur nog niet te koop in Nederlandse supermarkten. Wel zijn er proeverijen met kweekvlees georganiseerd door de Stichting Cellulaire Agricultuur Nederland. Dat is echter alleen mogelijk onder strikte voorwaarden en voor een beperkt aantal mensen, omdat het product nog geen wettelijke goedkeuring heeft voor verkoop. In Australië, de Verenigde Staten, Israël en Singapore heeft kweekvlees wel goedkeuring gekregen en is het op kleine schaal te krijgen in restaurants.

Lees meer over ons onderzoek naar cellulaire agricultuur