Kleine ‘celfabriekjes’ in grote kweekvaten
Synthetisch voedsel – of onderdelen hiervan – kan door middel van genetisch gemodificeerde micro-organismen geproduceerd worden. Het gebruik van organismen voor onze voedselproductie is niet nieuw. Eeuwenlang is er door mensen brood gebakken en bier gebrouwen zonder dat men zich ervan bewust was dat daar gistcellen bij betrokken waren. Ze cellen werden gebruikt zoals ze de natuur voorkomen zonder aanpassingen. Tegenwoordig kunnen we door de revolutionaire ontwikkelingen in DNA-sequencing en DNA-modificatie technieken met behulp van SynBio grote stappen maken op dit gebied. Wat tien jaar geleden nog onmogelijk leek, is nu opeens heel makkelijk te realiseren. Voor de meeste toepassingen krijgen bacteriële E. coli-cellen of gistcellen specifieke veranderingen in hun DNA waardoor ze bouwblokken maken die de industrie kan gebruiken bij de productie van voedsel. Eerst worden de cellen op kleine schaal uitgebreid getest en gekeurd. Daarna worden ze met miljarden gekweekt in industriële biotanks, wat fermentatie wordt genoemd. Maar wat kunnen we zoal maken?
Synthetisch vlees
In de supermarkt is al een groot assortiment aan plantaardige alternatieven voor dierlijke vleesproducten te vinden. Er wordt veel onderzoek gedaan naar vernieuwingen en verbeteringen van deze populaire vleesvervangers. Van ‘bloedende’ vegaburgers van Impossible Foods tot vega-tonijn gemaakt van lupine, peulvruchten en algen van Good Catch. In de SynBio-wereld is het onderzoek vooral gefocust op het groeien van dierlijke stamcellen in petrischaaltjes in het laboratorium, ook wel kweekvlees genoemd. Nieuwe ontwikkelingen zijn onder andere een duurzame versie van foie gras door startup Gourmey in Parijs. Daarnaast is het produceren van kleur, smaak, textuur en geurstoffen met behulp van de kleine ‘celfabriekjes’ ook een actief onderzoeksgebied. Deze synthetische stoffen kunnen vervolgens toegevoegd worden tijdens de productie van vegetarisch vlees voor een natuurlijkere en lekkerdere smaak. Hemaglobine wordt al geproduceerd op deze manier en toegevoegd aan vleesvervangers om de kleur van vlees te imiteren.
Synthetische melk
Voor melkliefhebbers zijn er ook plantaardige alternatieven te vinden, zoals amandelmelk. Synthetische melk wordt geproduceerd in een lab met dezelfde smaak als gewone melk zonder dat daar dieren aan te pas zijn gekomen. Deze kunstmatig gemaakte melkproducten bevatten dezelfde composities als de dierlijke variant. De eiwitten, vetten en vitamines kunnen allemaal in speciale ‘celfabriekjes’ geproduceerd worden. Door deze productiemethode is het mogelijk om de melk aan te passen voor baby’s door essentiële voedingsstoffen toe te voegen zoals de eiwitten lactoferrine, dat normaal in de moedermelk aanwezig is. Ook kunnen niet-essentiële onderdelen uit de melk weggelaten worden om bijvoorbeeld lactoseallergieën te voorkomen. Perfect Day is een succesvolle SynBio-startup in Californië die ijs en andere melkproducten verkoopt door middel van deze vorm van fermentatie.
Synthetische zoetstoffen en smaakstoffen
De genen en het biologische proces om natuurlijke zoetstoffen te maken, zoals stevia en erythritol, zijn goed onderzocht en beschreven. Daardoor is het tegenwoordig ook mogelijk om dit proces in micro-organismen na te bootsen en op grote schaal te produceren in biotanks. De startup MeliBio maakt honing zonder bijen door middel van fermentatie. Hierbij worden micro-organismen gebruikt om nectar om te zetten in honing, dit proces zou normaal in de maag van de bij plaatsvinden. Hetzelfde productieproces is mogelijk met smaakstoffen. Vanille kan geproduceerd worden door gistcellen. De Groningse startup EV Biotech doet hier onderzoek naar en mag haar producten zelfs ‘natural’ noemen. Naar vele andere smaakstoffen wordt nog grondig onderzoek gedaan, waaronder ‘s werelds duurste specerij saffraan.
Is het nu wel nodig?
Hoewel er meerdere alternatieven op de markt te vinden zijn, probeert SynBio niet te concurreren met deze andere producten. Door het aanbod te verbreden en de kwaliteit van diervrij voedsel te verbeteren kunnen meer mensen genieten van een vleesarmer dieet. Dit is niet alleen goed voor de dieren, maar ook voor het milieu en de gezondheid. Door SynBio-onderzoek kunnen deze producten goedkoper, efficiënter en duurzamer gemaakt worden. En natuurlijk lekker smaken! Dat is ook belangrijk. Zou jij het proberen?
Serie: Populaire trends in SynBio
SynBio is een groeiend onderzoeksgebied binnen de moderne biotechnologie. Het is gericht op het schrijven en ontwerpen van de genetische code van micro-organismen voor nuttige toepassingen. Hoewel SynBio veel vragen oproept over de risico’s van genetisch gemodificeerde organismen en ethische en maatschappelijke kwesties, lijkt de beleidsvorming achter de snelle ontwikkelingen aan te lopen. In deze serie worden verschillende onderwerpen in de SynBio-wereld besproken, zoals voedsel, energie, volksgezondheid en het maken van artificieel leven.
Wil je meer weten? Lees hier meer over SynBio-kledingstoffen.
Bronnen
Moderne biotechnologie in Nederland – Rathenau Instituut (2016)
Synthetic biology for future food: Research progress and future directions – Xueqin Lv et all (2021).
Fotocredits
Foto door Chokniti Khongchum op Pexels
