Voor mij een bacterie bearnaise a.u.b.

Zou jij graag je sappige steak inruilen voor een malse microalgburger? Waarschijnlijk sta je hier nu niet direct voor te springen. Toch zou het kunnen dat we in de nabije toekomst vleesvervangers op basis van microalgen in de winkel zien liggen, of dat we vlees eten van een koe die geen soja meer gevoederd kreeg, maar wel bacteriën.

In mijn doctoraatsonderzoek aan de universiteit van Antwerpen toonde ik namelijk aan dat microalgen een duurzaam, voedzaam én veilig alternatief zijn voor het eiwit dat we nu consumeren in de vorm van vlees, vis en zuivelproducten. Verder bleek dat bacteriën geproduceerd op restwater van de voedingsindustrie een veelbelovende vervanger zijn voor soja in dierenvoeders.

Micro-organismen introduceren in onze voedingsketen is eigenlijk niet zo vreemd. Microalgen liggen al enige tijd in de winkel als voedingssupplement of super food. Straffer nog, de meeste mensen eten dagelijks micro-organismen. Vaak onbewust, zo blijkt. Een derde van een 100-tal Antwerpenaren die we ondervroegen, had nog nooit gehoord van de consumptie van micro-organismen. De meerderheid daarentegen kende wel al de gist in hun biertje of de melkzuurbacteriën in yoghurt. 

De meeste ondervraagden zagen geen graten in de indirecte consumptie van micro-organismen, zoals wanneer ze in veevoeders gebruikt worden. Maar om ook daadwerkelijk hun lapje vlees door microalgen en bacteriën te willen vervangen, ontbrak de appetijt toch nog. Hoopvol is dat extra info over duurzaamheid en veiligheid het aantal enthousiastelingen tot ongeveer de helft deed toenemen. Lees dus vooral verder.

Duurzaamheid troef

De huidige vleesproductie is inefficiënt en vervuilend en onze levensstijl met overmatige eiwitconsumptie moet duurzamer. Deze boodschap horen we ondertussen bijna wekelijks. Binnen 30 jaar moeten we dan ook dubbel zoveel vlees produceren om de groeiende wereldbevolking te voeden. Dit terwijl we nu al tegen de planetaire grenzen van duurzaamheid aanbotsen. 

De uitdaging is voedzame (en lekkere) producten te maken met minder grondstoffen, een lagere milieu-uitstoot en zo meer ruimte te laten voor natuur. Naast alternatieven zoals insecten, zeewier, eendenkroos en kweekvlees scoren de micro-organismen buitengewoon hoog op deze vereisten. 

Voor de productie van 1 kilogram rundvlees is meer dan 15.000 liter kostbaar zoet water nodig terwijl dit ‘maar’ een kleine 2000 liter is voor 1 kilogram sojabonen en minder dan 250 liter voor micro-organismen zoals microalgen. Daarnaast wordt ook de meerderheid van het globale landbouwareaal ingezet om vlees te produceren, waardoor massale ontbossing helaas zeer actueel blijft. Bovendien komen via de huidige vleesproductie heel wat ongewenste emissies in ons milieu terecht. Micro-organismen hebben veel minder plaats nodig om eenzelfde hoeveelheid eiwit te produceren, gaan een stuk efficiënter om met meststoffen en stoten bijna geen broeikasgassen uit.

Groene jongens, die microalgen

Op dit moment worden microalgen door hun gehalte aan hoogwaardige vetten, vitaminen en antioxidanten eerder aangeprezen als voedingssupplement dan als volwaardige eiwitbron. Daardoor zijn ze duur (100 tot 400 euro per kilogram) en is het moeilijk om te concurreren met goedkopere eiwitbronnen zoals vlees. 

In mijn doctoraatsonderzoek toonde ik aan dat we microalgen evengoed als volwaardige eiwitbron kunnen consumeren omdat ze heel eiwitrijk zijn met bovendien een hoogwaardige set van aminozuren (de bouwstenen van eiwit) die erg vergelijkbaar is met die van vlees. Verder bleek dat microalgen ook veilig zijn om in hogere hoeveelheden te consumeren, dus niet enkel als supplement. 

Naast de hoge voedingswaarde merkte ik dat er wel nog ruimte is om te streven naar topkwaliteit door de kweekcondities te verbeteren. Aan de hand van experimenten in het labo onderzocht ik hoe we microalgen het best kunnen kweken om het eiwitgehalte en het aandeel onmisbare aminozuren te verhogen, zonder in te boeten aan productiviteit. 

Lichtintensiteit bleek een belangrijke groeiparameter te zijn met een delicaat evenwicht tussen veel en weinig licht. Veel licht resulteerde, net zoals voor planten, in een hoge productiviteit. In tegenstelling resulteerde weinig licht in een lagere productiviteit, maar de microalgen bevatten wel meer onmisbare aminozuren dan wanneer ze veel licht kregen.

Vlaamse bacteriën

Ook bacteriën zijn een veelbelovende eiwitbron, vooral door hun extreem hoge groeisnelheid. Uit mijn onderzoek blijkt dat de bacteriën die geproduceerd worden bij de zuivering van restwater in de voedingsindustrie, voedzaam én veilig zijn. Restwater uit de voedingsindustrie, zoals van brouwerijen, is rijk aan organische koolstof, stikstof en fosfor. Bacteriën kunnen deze nutriënten gebruiken als meststof voor de groei. 

Naast gezuiverd water resulteert deze aanpak in een hoogwaardige eiwitbron met de gewenste eigenschappen voor gebruik in voeders voor kippen, varkens of in de aquacultuur. Op deze manier kunnen we de waardevolle nutriënten recycleren en terug in de voedingsketen brengen.

In mijn doctoraat bestudeerde ik bacteriën uit de waterzuivering van 25 bedrijven, actief in de Vlaamse voedings- en drankenindustrie (brouwerijen, zuivelindustrie en aardappelverwerking). Hierbij analyseerden we niet alleen eiwitgehaltes en aminozuren, maar ook parameters die de veiligheid bepalen, zoals het gehalte aan zware metalen en pesticiden. 

De eiwitgehaltes waren vergelijkbaar met sojameel, een typische eiwitbron in dierenvoeder met een hoge milieu-impact, en de algemeen gunstige aminozuursamenstelling wees op een hoge eiwitkwaliteit. Verder waren de meeste bacteriële stalen veilig om in dierenvoeder te gebruiken. Enkel in de stalen afkomstig van de aardappelverwerkende industrie zagen we een te hoge concentratie aan zware metalen om de bacteriën in veevoeder te gebruiken.

Tot slot slaagden we erin om strategieën te ontwikkelen om het eiwitgehalte van de bacteriën nog verder te doen toenemen tot 50% van de biomassa. Zo zorgde meer stikstof in het restwater voor bacteriën met een hoger eiwitgehalte.

Dagelijkse kost

Onder het motto ‘onbekend maakt onbemind’ stimuleerden we de cateringdienst van de Universiteit Antwerpen al enkele keren om op evenementen hapjes aan te bieden waarin microalgen verwerkt zijn. Deze proevertjes bleken een schot in de roos als laagdrempelige manier om in contact te komen met het eten van micro-organismen. Ondanks de interesse om te proeven, merkten we wel op dat het enthousiasme over de specifieke smaak toch nog beperkt is. Verder bleek dat micro-organismen, naast onbekend voor velen, ook een hele uitdaging vormen om in recepten te verwerken. 

Ikzelf kijk nu dus vooral uit naar nieuwe recepten op basis van micro-organismen, die niet alleen duurzaam zijn maar ook nog lekker. Smakelijk.

Maarten Muys is met zijn onderzoek naar microbiële eiwitten genomineerd voor de Vlaamse PhD Cup.