Structuurvlees: hoe wetenschappers vleesvervangers hun bite geven
Bijt in een plak biefstuk en je voelt iets specifieks: vezels die in lagen uiteenvallen, een beetje weerstand voordat het vlees meegeeft, sappigheid die vrijkomt bij het kauwen. Dat gevoel in je mond heet in de voedingswetenschap 'textuur', en het blijkt verrassend lastig na te maken met plantaardige eiwitten. Structuurvlees is de verzamelnaam voor technieken waarmee fabrikanten van soja, erwten of tarwe een product maken dat niet alleen naar vlees smaakt, maar er ook zo aan voelt.
Denk aan het verschil tussen een prakje aardappelpuree en een gekookte aardappel. Beide bestaan uit dezelfde grondstof, maar de structuur is compleet anders: de een is homogeen en zacht, de ander heeft nog vezels en laagjes. Bij structuurvlees proberen onderzoekers en voedselbedrijven eiwitten uit planten zo te bewerken dat er, net als bij die hele aardappel, een vezelige, gelaagde opbouw ontstaat in plaats van een egale eiwitbrei. Dat is precies wat veel eerdere vleesvervangers misten, en het is de belangrijkste reden waarom 'valse kip' vaak toch anders aanvoelt dan echte kip.
Wat is het precies?
De basis van de meeste structuurvleestechnieken is extrusie. Daarbij wordt een mengsel van plantaardig eiwit (vaak soja- of erwtenconcentraat) en water onder hoge druk en hoge temperatuur door een nauwe opening geperst, een beetje zoals deeg door een pastamachine gaat. Tijdens dat proces ontvouwen de eiwitmoleculen zich en vormen ze nieuwe verbindingen met elkaar. Bij afkoeling na de opening 'bevriezen' die verbindingen in een vezelige structuur.
Er bestaan twee hoofdvarianten. Bij droge extrusie, ook wel low-moisture extrusion cooking genoemd, ontstaat een droog, sponsachtig product met relatief weinig vocht — dit is het klassieke textured vegetable protein (TVP) dat al decennia in bijvoorbeeld bolognesesaus wordt gebruikt. Bij natte extrusie, high-moisture extrusion cooking (HMEC), bevat het mengsel veel meer water en ontstaat direct een vezelige structuur die lijkt op rauw vlees, zonder dat er water aan toegevoegd hoeft te worden. Deze laatste techniek ligt aan de basis van de meeste moderne 'kipfilet'- en 'steak'-vervangers.
Een nieuwere methode komt van de Wageningen Universiteit: de shear cell-technologie, ontwikkeld onder leiding van hoogleraar Atze Jan van der Goot. Hierbij wordt het eiwitmengsel niet door een nauwe opening geperst, maar tussen twee draaiende platen aan afschuifkrachten blootgesteld. Dat kost aanzienlijk minder energie dan extrusie en levert grotere, plaatvormige vezelstructuren op die dichter bij een echte spiervezel liggen.
Daarnaast experimenteren bedrijven met 3D-printen: laag voor laag worden eiwit-, vet- en kleurstofmengsels opgebouwd tot een structuur die de gelaagdheid van een steak nabootst, inclusief marmering. En bij gekweekt vlees — cellen die in een bioreactor tot spierweefsel uitgroeien — spreekt men van 'scaffolding': een eetbaar frame van bijvoorbeeld plantenvezels waarop de dierlijke cellen zich hechten en een driedimensionale structuur vormen in plaats van een papje losse cellen.
Wat wil men ermee bereiken?
De directe drijfveer is smaakbeleving: onderzoek laat consistent zien dat textuur, naast smaak, doorslaggevend is voor of mensen een vleesvervanger accepteren of afwijzen. Een product dat kruimelig of rubberachtig aanvoelt, wordt zelden een blijvertje op het bord, hoe goed de smaak ook is nagebootst.
Achter die smaakdoelstelling zit een grotere agenda: de eiwittransitie, de verschuiving van dierlijke naar plantaardige en alternatieve eiwitbronnen. Veeteelt is verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de wereldwijde broeikasgasuitstoot en landgebruik; het Wereldnatuurfonds en de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO) noemen vleesconsumptie herhaaldelijk als een van de grootste hefbomen voor klimaatbeleid. Als structuurvleesproducten overtuigend genoeg zijn, is de gedachte, stappen meer mensen vrijwillig over, zonder dat ze het gevoel hebben iets in te leveren.
Er speelt ook een economisch motief: goedkopere en energiezuinigere productietechnieken zoals de shear cell verlagen de kostprijs, waardoor plantaardig vlees kan concurreren met het echte product zonder subsidie of premiumprijs.
Voorbeelden uit de praktijk
Beyond Meat introduceerde in 2016 zijn Beyond Burger, gemaakt met high-moisture extrusion van erwteneiwit, en groeide uit tot een van de bekendste merken in het schap. Impossible Foods volgde met vergelijkbare extrusietechniek, gecombineerd met het ijzerhoudende eiwit heemoglobine (uit gefermenteerde gist) om een 'bloederig' effect te creëren.
In Nederland bracht het bedrijf Vivera al langer plantaardige vleesvervangers op de markt en werkt het samen met kennisinstellingen aan verbeterde vezelstructuren; moederbedrijf JBS nam Vivera in 2021 over. Wageningen University & Research zette de shear cell-technologie in de jaren 2010 op de kaart met publicaties en pilotinstallaties, en droeg de kennis deels over aan spin-offs en industriële partners.
Het Britse Quorn, sinds de jaren tachtig bekend om zijn schimmeleiwit mycoproteïne, past eigen fermentatie- en textureringstechnieken toe om vezelige structuren te maken zonder extrusie. Het Israëlische Redefine Meat gebruikt sinds 2020 een eigen 3D-printtechniek ('Alt-Steak') om gelaagde steaks met vetmarmering na te bootsen, gericht op de horeca. Aan de kant van gekweekt vlees experimenteert het Nederlandse Mosa Meat, dat in 2013 de eerste gekweekte hamburger presenteerde, met scaffolds om spiervezelbundels te laten groeien in plaats van losse celklonters.
Hoe ver is de techniek?
Droge en natte extrusie zijn volwassen, op grote schaal toegepaste technieken; vrijwel elk supermarktschap met plantaardige 'kip' of 'gehakt' bevat op extrusie gebaseerde producten. De grootste vooruitgang zit tegenwoordig in verfijning: betere vezeldikte, sappigheid en het combineren van meerdere eiwitbronnen om allergenen als soja te vermijden.
Shear cell-technologie is verder dan een labcuriositeit maar nog niet wijdverspreid in de industrie; opschaling naar fabrieksniveau en integratie in bestaande productielijnen vormen de belangrijkste horde. 3D-printen van vlees staat nog vroeger in de ontwikkeling: het is technisch indrukwekkend maar duur en langzaam vergeleken met extrusie, waardoor het vooralsnog vooral in premium- en horecasegmenten wordt ingezet.
Scaffolding voor gekweekt vlees is het minst volgroeid van de vier. Regelgeving vertraagt bovendien de opmars: gekweekt vlees is per 2024 toegelaten in onder meer Singapore en de Verenigde Staten (voor kip, via bedrijven als Upside Foods en Good Meat), maar de Europese Unie heeft nog geen product goedgekeurd via de novel food-procedure van de Europese Voedselveiligheidsautoriteit (EFSA), en Italië verbood de verkoop van gekweekt vlees zelfs expliciet in 2023. Kostprijs en opschaling van bioreactoren blijven daarnaast een fundamentele bottleneck.
Wie werken eraan?
Op het gebied van fundamenteel onderzoek naar eiwitstructurering loopt Wageningen University & Research in Nederland voorop, met de onderzoeksgroep van Atze Jan van der Goot als vaste naam in vakliteratuur. Ook TU Delft en verschillende Duitse Fraunhofer-instituten doen voedingstechnologisch onderzoek naar textuur en extrusie.
Commercieel zijn Beyond Meat en Impossible Foods (Verenigde Staten) de bekendste namen in plantaardig vlees, naast Quorn (Verenigd Koninkrijk) en Vivera (Nederland). Redefine Meat en het Spaanse Novameat richten zich specifiek op 3D-geprinte structuren. In gekweekt vlees zijn Mosa Meat (Nederland), Upside Foods en Good Meat (beide Verenigde Staten) voorlopers, met financiering van onder meer de Amerikaanse overheid via het Bezos Earth Fund en Europese onderzoeksprogramma's zoals Horizon Europe. Singapore geldt internationaal als koploper in regelgeving voor gekweekt vlees.