Voedingsmedium: de vloeistof waarin kweekvlees groeit
Een voedingsmedium is de vloeistof waarin losse dierlijke cellen buiten een lichaam kunnen groeien en zich vermenigvuldigen. Je kunt het vergelijken met een soort kunstmatig bloed: net zoals bloed in een lichaam cellen voorziet van suikers, aminozuren, vitaminen en signaalstoffen, doet dit medium dat in een kweektank. Zonder deze vloeistof zouden de cellen simpelweg verhongeren of stoppen met delen.
Het begrip duikt vooral op in artikelen over kweekvlees, ook wel cultivated meat genoemd: vlees dat niet van een geslacht dier komt, maar gegroeid is uit dierlijke cellen in een bioreactor, een soort roestvrijstalen tank. Het voedingsmedium is daarbij misschien wel de belangrijkste, en zeker de duurste, ingrediënt. Waar een koe zelf gras omzet in spierweefsel, moet bij kweekvlees elk bouwsteentje dat de cellen nodig hebben letterlijk in een fles worden gemengd en aan de cellen worden toegediend.
Wat is het precies?
Een voedingsmedium bestaat in de basis uit water met daarin opgeloste suikers, zoals glucose, als brandstof voor de cel. Daarnaast bevat het aminozuren, de bouwstenen van eiwitten, en een reeks vitaminen en mineralen die de cel nodig heeft om zijn stofwisseling draaiende te houden. Dit basismengsel wordt vaak basaal medium genoemd en lijkt qua samenstelling op de vloeistof die cellen ook in een lichaam omringt.
Suikers en vitaminen alleen zijn niet genoeg om cellen aan te zetten tot delen. Daarvoor zijn groeifactoren nodig: kleine eiwitten die als signaal werken en de cel als het ware vertellen dat het tijd is om te delen. Een bekend voorbeeld is FGF2 (fibroblast growth factor 2). Deze groeifactoren zijn extreem actief in piepkleine hoeveelheden, maar ook kostbaar om te produceren, omdat ze met precisie gemaakt moeten worden door micro-organismen of celculturen die daarvoor zijn aangepast.
Van oudsher werd voor dit soort celkweek foetaal kalfsserum gebruikt (FBS, foetaal runderserum), een vloeistof die wordt gewonnen uit het bloed van ongeboren kalveren bij de slacht van drachtige koeien. FBS bevat van nature een rijke cocktail aan groeifactoren en werkt daardoor goed, maar het kent grote nadelen: het is duur, de samenstelling verschilt per partij waardoor kweekresultaten wisselen, er is besmettingsrisico, en het gebruik ervan staat haaks op het uitgangspunt van kweekvlees, namelijk minder dierenleed. Vrijwel het hele veld werkt daarom aan medium zonder dierlijke bestanddelen, ook wel serumvrij of animal-component-free medium genoemd.
Wat wil men ermee bereiken?
Het uiteindelijke doel van kweekvleesbedrijven is vlees produceren zonder dat daarvoor een dier grootgebracht en geslacht hoeft te worden, met als beloofde voordelen minder landgebruik, minder broeikasgasuitstoot en minder dierenleed. Het voedingsmedium is daarbij de sleutel tot twee dingen tegelijk: het moet de cellen efficiënt laten groeien, en het moet dat doen zonder dierlijke ingrediënten zoals FBS, anders blijft het product afhankelijk van de veehouderij die het juist wil vervangen.
Daarnaast is kostenreductie een centrale drijfveer. In de begindagen van kweekvlees kon het voedingsmedium een zeer groot deel van de productiekosten uitmaken, doordat groeifactoren van laboratoriumkwaliteit oorspronkelijk zijn ontwikkeld voor medisch en wetenschappelijk onderzoek, waar hoeveelheden van milligrammen volstaan tegen prijzen die daarop zijn afgestemd. Voor voedselproductie zijn kilo's tot tonnen nodig, tegen een fractie van de prijs. Bedrijven proberen daarom groeifactoren op grote schaal te produceren met bijvoorbeeld gemodificeerde bacteriën, gisten of planten, wat de kosten aanzienlijk kan verlagen, al blijft precies becijferen lastig omdat bedrijven weinig openheid geven over hun exacte cijfers.
Voorbeelden uit de praktijk
Het Nederlandse bedrijf Mosa Meat, opgericht na het werk van hoogleraar Mark Post aan de Universiteit Maastricht, presenteerde in 2013 de eerste kweekburger ter wereld, destijds geproduceerd met foetaal kalfsserum. Sindsdien werkt het bedrijf aan medium zonder dierlijke bestanddelen om zowel kosten als ethische bezwaren weg te nemen.
Het Amerikaanse Upside Foods (voorheen Memphis Meats) ontwikkelt eigen medium-formuleringen en bouwde een grote productiefaciliteit in Californië die mede is ingericht om medium op schaal te kunnen maken.
Eat Just, met zijn kweekvleesmerk GOOD Meat, kreeg in december 2020 als eerste bedrijf ter wereld toestemming van de Singaporese voedselautoriteit om gekweekte kip te verkopen, een mijlpaal die mede afhing van het aantonen dat hun medium veilig was voor consumptie.
Het Britse bedrijf Multus Biotechnology richt zich specifiek op het ontwikkelen en produceren van betaalbare, dierlijkvrije groeifactoren en medium-ingrediënten voor de hele kweekvleesindustrie, in plaats van zelf vlees te maken.
In Israël werken bedrijven als Aleph Farms en SuperMeat eveneens aan eigen mediumformuleringen, met steun van een actief nationaal ecosysteem voor cellulaire landbouw.
Hoe ver is de techniek?
De techniek heeft de afgelopen tien jaar grote stappen gezet, van een handgemaakte burger van tweehonderdvijftigduizend euro in 2013 tot commerciële, zij het nog kleinschalige, verkoop van gekweekt kip in enkele landen. In juni 2023 kregen zowel Upside Foods als GOOD Meat goedkeuring van de Amerikaanse voedsel- en landbouwautoriteiten (FDA en USDA) om gekweekte kip in de Verenigde Staten te verkopen.
Toch is serumvrij, betaalbaar medium op grote schaal nog geen opgelost probleem. Groeifactoren produceren tegen voedselwaardige prijzen, met constante kwaliteit en zonder besmettingen, blijft technisch en economisch lastig. De meeste bedrijven combineren daarom nog vlees uit celkweek met plantaardige eiwitten om het aandeel gekweekt materiaal, en daarmee de mediumkosten, te beperken.
De regelgeving loopt bovendien uiteen en verandert nog volop. In de Europese Unie is tot nu toe geen enkel kweekvleesproduct goedgekeurd; daarvoor is een uitgebreide veiligheidsbeoordeling nodig via de Novel Food-verordening, met de Europese voedselveiligheidsautoriteit EFSA als beoordelaar. Italië voerde in 2023 juist een verbod in op de productie en verkoop van gekweekt vlees, en in 2024 volgden enkele Amerikaanse staten, waaronder Florida en Alabama, met eigen verboden. Dit maakt duidelijk dat naast de techniek ook de maatschappelijke en politieke acceptatie nog volop in beweging is.
Wie werken eraan?
Naast de genoemde bedrijven Mosa Meat, Upside Foods, Eat Just/GOOD Meat, Multus Biotechnology, Aleph Farms en SuperMeat zijn er tientallen andere kweekvleesbedrijven wereldwijd, waaronder Believer Meats (voorheen Future Meat Technologies) en BlueNalu, dat zich richt op gekweekte vis.
Op onderzoeksgebied speelt Wageningen University & Research een belangrijke rol binnen Nederland, met onderzoek naar celkweek en alternatieven voor dierlijke grondstoffen in medium. De Nederlandse overheid heeft de afgelopen jaren geïnvesteerd in cellulaire landbouw als onderzoeksveld, met als doel Nederland als kennisregio op dit terrein te positioneren, al verschillen de exacte bedragen en programma's per jaar en bron.
Internationaal verzamelt en publiceert de non-profitorganisatie Good Food Institute (GFI) onderzoek, investeringscijfers en technische voortgang over de hele sector, en fungeert daarmee als een van de belangrijkste onafhankelijke kennisbronnen over de status van kweekvleestechnologie, inclusief medium-ontwikkeling.