Thema III
Een groene toekomst: een duurzame
eiwitproductie uit microalgen.
Christopher van der Made (6070547), Kiki Croese (5982383), Maxine Rijnveld (6360394) & Yasmine Keehnen (6325017)
Abstract:
De huidige bevolkingsgroei bedraagt circa 1%. Dit betekent dat er jaarlijks ongeveer 80 miljoen mensen bijkomen. Deze groei brengt een grotere vraag naar voedsel met zich mee. De huidige vleesproductie gaat gepaard met een grote uitstoot van ammoniakgassen, vermesting en verzuring is hierdoor een van de meest milieubelastende sectoren binnen de voedselindustrie. In dit paper beschrijven wij de mogelijkheden van microalgen als alternatieve eiwitbron. Chlorella pyrenoidosa en Spirulina zijn microalgen die effectief een bijdrage kunnen leveren als eiwitbron in vleesvervangers. Deze algen kunnen worden geproduceerd in open of gesloten systemen. Bij de introductie van eiwitten gewonnen uit algen als vleesvervanger moet men rekening houden met drie verschillende stakeholders, namelijk; de veehouders, de consumenten en de overheid. Uit een enquête onder 90 participanten blijkt dat draagvlak voor een dergelijk product kan worden gecreëerd wanneer de consumenten hier voldoende over worden geïnformeerd. De overheid speelt hierin een cruciale rol. Zo kunnen eiwitten uit microalgen een volwaardig duurzaam alternatief zijn voor dierlijke eiwitten afkomstig van intensieve veeteelt.
Inhoudsopgave
Inleiding ... 3
Methoden ... 5
Integratieproces ... 5
Resultaten literatuuranalyse ... 7
De productie van microalgen en eiwitwinning ... 7
Stakeholderanalyse ... 10
Mogelijke bezwaren consumenten ... 11
Resultaten enquête ... 13
Conclusie ... 15
Discussie ... 16
Literatuurlijst (APA) ... 17
Bijlage ... 19
Tekst enquête tussen voor en nameting: ... 19
Reflectie op het onderzoeksproces ... 19
Interviews ... 20
Scheikunde ... 20
Natuurkunde ... 22
Bedrijfskunde ... 22
Inleiding
In oktober 2011 werd de zeven miljardste inwoner van de wereld geboren (UNFPA, 2011 bevolkingsafdeling van de Verenigde Naties). Inmiddels bedraagt de
bevolkingsgroei circa 1%. Dit betekent dat er jaarlijks ongeveer 80 miljoen mensen bijkomen. Deze groei brengt een grotere vraag naar voedsel, en zo ook eiwitten, met zich mee. Uit recent rapport van WNF (2012) is gebleken dat de ecologische
voetafdruk in Nederland 6,31 hectare is (Living Planet Report). De ecologische voetafdruk is een meting waarbij wordt gekeken hoeveel grond- en wateroppervlakte per persoon wordt verbruikt. Bij een eerlijke verdeling zou er per persoon op aarde 1,8 hectare beschikbaar zijn. Wanneer de gehele wereld zo zou consumeren als men in Nederland doet, zouden er 3,5 aarde nodig zijn om aan de vraag te kunnen voldoen. In figuur 1 is te zien dat de Nederlandse ecologische voetafdruk representatief is voor de Westerse wereld. Met de jaren is deze voetafdruk alleen maar gestegen. Met oog op de huidige bevolkingsgroei en de groeiende ecologische voetafdruk, is het belangrijk dat er gezocht wordt naar duurzame manieren om voedsel te produceren, zonder daarvoor de aarde nog verder uit te putten.
Figuur 1. Ecologische voetafdruk in Gigahectare per land.
De huidige vleesproductie in Nederland gaat gepaard met een grote uitstoot van ammoniakgassen, vermesting en verzuring. Omdat de vleesproductie ook erg veel land verbruikt is het een van de meest vervuilende factoren van de voedselindustrie (WNF, 2012). De afgelopen 30 jaar is de stikstofuitscheiding van dierlijke mest gedaald van 612,2 naar 471,1 miljoen kilogram. Fosfaatuitscheiding is gedaald van 241,2 naar 164 miljoen kilogram. De totale mestproductie is hierbij alleen maar gestegen (CBS, 2013). De schadelijke stoffen aanwezig in mest zijn dus afgenomen, maar dat wilt nog niet zeggen dat deze afname genoeg is. Het is van belang om naar vleesalternatieven te zoeken, om de vleesproductie te minderen. Vlees is een bron van eiwitten. Het is belangrijk een andere vorm van voedsel te vinden die zowel eiwitrijk is, als een lage belasting voor het milieu vormt om te produceren. Daarnaast telt de bereidheid van consumenten om over te stappen op een vleesvervanger ook mee als bepalende factor. Vleesalternatieven zijn momenteel op basis van soja. Deze bevatten
een hoog eiwitgehalte maar de productie hiervan is niet duurzaam. Algen bestaan voor ongeveer 60 % uit eiwitten, en zijn hiermee een goed plantaardig alternatief voor dierlijke eiwitten. Microalgen zijn snel en efficiënt te kweken doordat ze zich voeden met zonlicht en koolstofdioxide. Hiermee zijn ze minder belastend voor het milieu dan vlees- of sojaproductie (Gouveia & Oliveira, 2009).
In dit onderzoek is aangenomen dat de eiwitten die verkregen worden uit microalgen gebruikt kunnen worden voor het produceren voor een volwaardig alternatief voor een vleesburger. Verschillende aspecten gaan gepaard met deze innovatieve manier van eiwittenwinning, die uitgebreid zullen worden behandeld in dit onderzoek. Om het obstakel van de nabootsing van spierweefsel uit de weg te gaan is in dit onderzoek gekozen voor het gebruik van een vleesburger.
In dit onderzoek zal naar antwoord worden gezocht op de volgende hoofdvraag; Wat zijn de randvoorwaarden waaraan de productie van eiwitten uit microalgen moet voldoen om een volwaardig duurzaam alternatief te zijn voor dierlijke eiwitten afkomstig van intensieve veeteelt?
Om de randvoorwaarden waaraan de productie van eiwitten uit microalgen moeten voldoen wil het een volwaardig duurzaam alternatief zijn voor dierlijke eiwitten in kaart te brengen is het van belang dit vraagstuk vanuit meerdere disciplines te benaderen door middel van een literatuuronderzoek. De duurzame productie staat hierbij centraal. Vanuit de Scheikunde wordt er gekeken naar of en welke microalgen geschikt zijn en hoe eiwitten geëxtraheerd kunnen worden. Het is van belang om de verschillende kweekmethodes van de microalgen te beschouwen en vanuit de
Natuurkunde te kijken hoe milieubelastend deze zijn. Bedrijfskunde speelt een rol bij het identificeren en het bepalen welk aandeel de verschillende stakeholders hebben bij het introduceren van een burger op basis van eiwitten uit microalgen. Door middel van psychologische kennis moet er worden onderzocht of de consument bezwaren heeft bij het nuttigen van eiwitten uit microalgen in tegenstelling tot de eiwitten uit vlees. Al deze factoren samen zullen leiden de conclusie of eiwitten uit microalgen een algehele vervanging kunnen worden voor dierlijke eiwitinname uit vlees, en of dit duurzaam is.
De volgende deelvragen volgen uit de verschillende disciplines;
• Welk soort microalgen zijn het meest geschikt voor het dienen als eiwitbron? • Wat is zijn geschikte extractie- en hydrolysemethoden voor het isoleren van
eiwitten uit een representatieve soort namelijk Chlorella pyrenoidosa? • Welke methode is het meest duurzaam voor het kweken van een
algencultuur?
• Wie zijn de stakeholders die van belang zijn voor het introduceren van een product op basis van microalgen als alternatief voor vlees, en op welke verschillende manieren hebben zij invloed op dit introductieproces?
• Wat zijn de mogelijke bezwaren van consumenten over het consumeren van een onnatuurlijk geproduceerde burger, op basis van eiwitten uit microalgen? • Aan welke randvoorwaarden moet een algenburger voldoen om de bezwaren
Methoden
Om dit onderzoek te onderbouwen zal er gebruik gemaakt worden van twee verschillende onderzoeksmethoden, namelijk literatuuronderzoek en een online enquête. Ter ondersteuning en verbeterde afbakening van de probleemstelling van het literatuuronderzoek, is er beroep gedaan op de kennis van een tal experts. Zo is ten eerste dhr. Corjan van den Berg, een onderzoeker bij de TNO, geïnterviewd ter ondersteuning van de discipline Scheikunde. Ten tweede is dr. Lolke Sijtsma, projectleider bij de Universiteit Wageningen, geïnterviewd ter ondersteuning van de discipline Natuurkunde. Ten derde is prof. dr. Louise O. Fresco, landbouw- en voedseldeskundige, geïnterviewd ter ondersteuning van de discipline Bedrijfskunde. Tot slot is drs. Dirk. Haen, expert in food innovation aan de Maastricht University geïnterviewd ter ondersteuning van de discipline Psychologie.
Literatuuronderzoek is de basis van het onderzoek. Door de verschillende deelvragen van de disciplines met eigen vakliteratuur te onderbouwen kan een integratie van deze disciplines leiden tot een betrouwbaar antwoord op onze hoofdvraag. In een onderzoek als deze, waar nog weinig over bekend is, is het van groot belang bestaande artikelen te vinden waar kleine gedeeltes van ons onderzoek al zijn onderzocht. Wanneer deze onderzoeken statistisch zijn onderbouwd kunnen wij deze aannames gebruiken om als basis te gebruiken om onze common ground – de randvoorwaarden van de algenburger- in kaart te brengen.
Het tweede gedeelte van het onderzoek bestaat uit een online enquête. Binnen een gelimiteerd tijdsbestek en monetaire beperkingen, wordt een enquête beschouwd als een van de meest efficiënte manieren om data te verzamelen (Saunders et al., 2009). Binnen de twee disciplines Psychologie en Bedrijfskunde, hebben wij op internet een enquête opgesteld om te kijken naar consumer behavior jegens vleessubstitutie door algen.
De enquête zal bestaan uit twee delen. Eerst wordt er middels een aantal vragen de achtergrond van de consument in kaart gebracht. Er zullen verschillende vragen worden gesteld over hoe milieubewust de participant is en hoe groot de vleesconsumptie per week is en hoe belangrijk vlees is. Vervolgens zal het eerste gedeelte bestaan uit een serie vragen omtrent de mening van de participant ten opzichte van algen als alternatief voor vlees en een verminderde vleesconsumptie. Vervolgens wordt er geprobeerd de participant met een korte introductie kennis te geven over het huidige milieuprobleem door de massale vleesproductie. Ook zal hier een kleine introductie worden gedaan over het vervangen van vlees door algen zonder al te ver in detail te treden. Na deze introductie wordt de participant gevraagd
nogmaals de vragen over vleesconsumptie en het alternatief -algen- in te vullen. De resultaten zullen worden geanalyseerd in SPSS. Met een 'one-way repeated measures ANOVA' wordt getracht te meten of er meer draagvlak onder consumenten zal ontstaan voor algen als alternatief, mits ze voldoende worden geïnformeerd over het huidige probleem en hoe de algenburger hier kan bijdragen aan de oplossing. Omdat de antwoorden van één participant tweemaal zal worden gemeten is een ‘one-way repeated measures ANOVA’ hier van toepassing (Field, 2009).
Integratieproces
Om de randvoorwaarden in kaart te brengen waaraan de productie van eiwitten uit microalgen moeten voldoen om een volwaardig duurzaam alternatief te zijn voor dierlijke eiwitten afkomstig van intensieve veeteelt, is het van belang dit vraagstuk vanuit meerdere disciplines te benaderen. De duurzame productie staat hierbij
centraal. Vanuit de Scheikunde wordt er gekeken naar of, en welke microalgen geschikt zijn en hoe eiwitten geëxtraheerd kunnen worden. Het is van belang om de verschillende kweek methodes van de microalgen te beschouwen en vanuit de
Natuurkunde te kijken hoe milieubelastend deze zijn. Bedrijfskunde speelt een rol bij het identificeren en het bepalen welk aandeel de verschillende stakeholders bij de productie en winning van de eiwitten spelen. Door middel van Psychologische kennis moet er worden onderzocht of de consument bezwaren heeft bij het nuttigen vanuit microalgen in tegenstelling tot de eiwitten uit vlees, mits deze microalg eiwitten verwerkt zijn tot een volledig vergelijkbaar product. Al deze factoren samen zullen leiden tot de evaluatie of eiwitten uit microalgen een algehele vervanging kunnen worden voor de dierlijke eiwitinname uit vlees, en of dit duurzaam is.
Resultaten literatuuranalyse
De productie van microalgen en eiwitwinning
De toenemende vraag naar eiwitten door een groeiende wereldbevolking en de grote belasting op het milieu door vleesproductie zorgen ervoor dat duurzame alternatieve eiwitproductiesystemen noodzakelijk zijn geworden. De productie van microalgen is een dergelijke alternatieve eiwitbron.
Microalgen zijn eencellige algen die voornamelijk worden aangetroffen in zoet water en oceanen. Er bestaan duizenden soorten microalgen, maar slechts enkele zijn biotechnologisch relevant. Voorbeelden van microalgen die momenteel als voedingssupplement worden gebruikt zijn o.a. de groene microalgen Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis, Dunaliella salina en de cyanobacterie Spirulina maxima. Deze algen bezitten hoge voedingswaarden en worden daarvoor in
poedervorm, tabletten of als vloeistof op de markt gebracht. De chemische compositie van diverse algen is in tabel 1 weergegeven.
Tabel 1. De chemische compositie (% droge materie) van verschillende soorten microalgen (Christaki et al., 2011).
Volgens Christaki et al. (2011) bevatten Spirulina maxima en Chlorella vulgaris over het algemeen de meeste eiwitten, zie tabel 2. Het eiwitcomponent van beide algen zouden goed kunnen worden gebruikt als voedingssupplement voor vleesvervangers. Echter, volgens Gouevei et al (2008) bestaat de chemische compositie van Chlorella pyrenoidosa uit bijna 60% eiwit, 26% koolhydraten en slechts 2 % vetten. Dit zal de isolatie van eiwitten versimpelen doordat het minder nevenproducten levert. Corjan van den Berg (corjan.vandenberg@tno.nl, 09-01-14)
meent dat het hierbij gaat om het eiwit RoBisCO, ribulose-1,5-bisphosphate
carboxylase/oxygenase. Aan dit eiwit zit chlorofyl gebonden, wat de groene kleur aan de alg geeft. Daarnaast is het eiwit goed oplosbaar in water. De oplosbaarheid is belangrijk voor de textuur van de vleesvervanger.
Om eiwit te kunnen isoleren uit de cel kunnen verschillende soorten technieken gebruikt worden. Bij de isolatie is nodig dat het eiwit zich in zijn niet gedenatureerde toestand bevindt. In deze opgevouwen toestand behoud het eiwit zijn functies. Chlorella pyrenoidosa heeft een stevige celwand. Voor een effectieve isolatie hebben Wang et al. (2012) onderzoek gedaan naar de extractie technieken van eiwit uit Chlorella pyrenoidosa. Vijf verschillende methodes zijn vergeleken:
• Invriezen-ontdooiings methode • Ultrasonische trilling methoden
• Combinatiemethode van invriezen-ontdooien en ultrasonische trillingen • Ionische vloeistof methode
Uit deze vergelijking bleek dat Lage Temperatuur-Hoge Druk Brekingsmethode in staat is om het snelst en meest efficiënt de eiwitten, in gevouwen vorm, te isoleren uit cel. In termen van tijd, energie en kosten, heeft de methode Invriezen-Ontdooien veel tijd nodig en een hoge energieconsumptie. Daarnaast hebben methodes als
Ultrasonische Trillingen en Hoge Druk relatief niet veel tijd nodig, echter wel veel apparatuur is vereist. Omdat eiwitten bij hoge temperatuur snel zullen denatureren, hebben Wang et al. kunnen concluderen dat Lage Temperatuur-Hoge Druk
Brekingsmethode het meest efficiënt werkt.
De eiwitextracten zijn vervolgens gehydrolyseerd door drie soorten enzymen onder verschillende condities. Deze enzymen zijn papiene, trypsine en alcalase. Grafieken a t/m d weergeven de effecten van enzymen op de mate van hydrolyse onder de condities. Deze condities zijn ratio enzym/substraat, tijd, pH-waarde en temperatuur.
Figuur 2. Effecten van operationele parameters van de mate van hydrolyse (a) enzym verhouding substraat, (b) hydrolyse tijd, (c) pH, (d) temperatuur (Wang et al., 2012).
Uit bovenstaande grafieken valt te concluderen het enzym alcalase de hoogste haalbare hydrolyse geeft, in vergelijking met papiene en trypsine. Hierdoor is alcalase zeer geschikt als hydrolse enzyme voor eiwitten.
Kortom, door het hoge eiwitgehalte van Chlorella en Spirulina kunnen deze dienen als eiwitbron voor vleesvervangers. Om een optimale en efficiënte
eiwitopbrengst te is het mogelijk om gebruik te maken van een extractiemethode als Lage Temperatuur-Hoge Druk Brekingsmethode waarna de eiwitten worden
gehydrolyseerd door het enzym alcalase. Alvorens deze eiwitisolatie is het belangrijk dat de microalgen op een duurzame en efficiënte manier gekweekt worden.
Microalgen zijn te kweken in gesloten en open systemen (Chaumont, 1993). Bij gesloten systemen worden de microalgen gekweekt in fotobioreactoren,
doorzichtige buizen die horizontaal of driedimensionaal zijn opgebouwd. Doordat bij een gesloten systeem geen directe wisselwerking is met de buitenlucht, is het
mogelijk de kweekcondities erg precies te bepalen. Zodoende is een gesloten systeem ook niet gevoelig voor infecties en is het mogelijk om een zuivere microalgen cultuur te produceren (Mata et al., 2010). Nog een voordeel is dat het zonlicht, wat nodig is voor de microalgen om te kunnen groeien, goed de buizen kan bereiken. Het zonlicht moet van een zekere minimale intensiteit zijn waardoor de locatie van de productie beperkt is tot subtropische tot tropische zones. De intensiteit van het licht kan ook op een kunstmatige manier bereikt worden maar dit brengt hoge kosten met zich mee. Nog een nadeel van deze productiemethode is de hoge investeringskosten om een dergelijk systeem te bouwen waardoor het minder geschikt is voor grootschalige microalgenproductie.
Met een open kweeksysteem wordt een ondiepe vijver in de vorm van ringvormige kanalen bedoeld, ook wel een raceway genoemd, waar door middel van peddelwielen voor circulatie van de microalgen kweek wordt gezorgd (Andersen, 2005). Door het eenvoudige ontwerp en de lage investeringskosten is dit de
makkelijkste manier om op grote schaal een microalgen cultuur te produceren. Deze vorm van microalgen productie kent echter wel een aantal restricties. Het is vrijwel alleen mogelijk om open systemen te hebben in subtropische tot tropische zones, rond de evenaar waar het zonlicht van de goede intensiteit is opdat er genoeg licht
doordringt om niet alleen voor fotosynthese aan het oppervlakte van de vijver te zorgen. Daarnaast is er grote kans op vervuiling en is het systeem gevoelig voor infecties. Hierdoor is de microalgen keuze beperkt tot resistente soorten die onder unieke omstandigheden groeien. De grote kans op vervuiling maakt het wel dat de kosten om zuiver microalgen te oogsten hoog zijn.
Door verschillende factoren als de pH, de saliniteit en de temperatuur te variëren is het mogelijk om specifieke leefcondities te scheppen voor bepaalde algen. De eerder genoemde cyanobacterie Spirulina leent zich erg goed om gekweekt te worden in een open systeem, deze alg groeit namelijk het beste bij een pH hoger dan 10. Microalgen groeien slecht in zo’n basisch milieu, waardoor het eenvoudig is om een vrij zuivere Spirulina cultuur te kweken. Ook Chlorella wordt op grote schaal in open systemen gekweekt. De condities voor deze microalg zijn minder uniek
waardoor besmetting door andere algen sneller voorkomt. Chlorellagroeit het snelst in brak water bij een temperatuur van circa 20 graden Celcius (Cho et al., 2007). Door verschil in gevoeligheid tussen Chlorella en andere microalgen en bacteriën, voor bepaalde chemicaliën zoals ammoniak, wordt er getracht de besmetting te beperken. Zonlicht en koolstofdioxide zijn nodig voor microalgen om te kunnen groeien, waar in het proces zuurstof wordt gevormd. De microalgen zijn ertoe in staat om de nodige koolstofdioxide direct uit uitgestoten vervuilde gassen in de lucht te halen, waar de samenstelling van deze gassen niet van invloed is (Olaizola et al., 2004). De compensatie voor de uitgestoten koolstofdioxide door de terugwinning van zuurstof door microalgen kan op grote schaal significant bijdragen aan de beperking van milieuschade. Microalgen voeden zich onder andere door middel van fosfaat en stikstof. Deze uitgestoten gassen worden door de microalgen uit de omgeving onttrokken om dit vervolgens om te zetten in zuurstof. Volgens dhr. L. Sijtsma (lolke.sijtsma@wur.nl, 2014) kunnen deze compensaties in een berekening worden meegenomen om de duurzaamheid te evalueren. Tevens is het mogelijk om de productiesystemen op locaties te plaatsen waar het niet ten koste gaat van mens of natuur, bijvoorbeeld op zee of in de woestijn. Zo is ontbossing voor een
voedingsstofrijke grond niet nodig.
Ondanks de verschillende restricties en kosten die de productie van
negatief effect aan ondervindt. Zodoende is het productieproces van de microalgen een duurzame manier van het winnen van eiwitten.
Stakeholderanalyse
Om het innovatieve product- de microalgenburger- op de markt te brengen is het van belang alvorens de markt en de verschillende belanghebbenden -dit kunnen groepen, individuen of organisaties zijn- te verkennen. Een stakeholderanalyse kan helpen ter ondersteuning om de verschillende relevante actoren te benoemen en hierin
onderscheid te maken tussen de primaire- en kernbetrokkenen en overige secundaire actoren, die zijn onder te brengen in een power/interest matrix (Brugha &
Varvasovszky, 2000).
Wanneer men met alternatieven voor vlees op de markt zal komen zal dit onder andere voor weerstand zorgen bij de veehouders, een van de belanghebbende groepen. Er zal op lange termijn naar alternatieven moeten worden gezocht zodat veehouders niet hoeven te vrezen voor hun inkomens. Een groot deel van de
vervuiling is te wijten aan de intensieve veeteelt. Omdat boeren aan de enorme vraag naar vlees moesten voldoen ontstonden er steeds meer megastallen. Echter wanneer de algenburger wordt geïntroduceerd zal dit niet betekenen dat er geen vlees meer nodig zal zijn (Fresco, officefresco-bb@uva.nl, 19-11-2013). Boeren zullen weer terug kunnen gaan naar hun oorspronkelijke kleinschalige manier van fabriceren en hiermee een veel lagere belasting zijn voor het milieu. Er zal zo minder aanbod ontstaan op de markt wat in een stijging in de prijs zal leiden. Hierdoor zullen de veehouders niets in te hoeven leveren van hun inkomen. Veehouders hebben hierom een hoge interesse, maar een lage invloed in het introductieproces, en worden daarom gezien als secundaire stakeholder. Gosling (1996) beschrijft dat draagvlak voor biotechnologisch voedsel bij boeren en veehouders ontstaat wanneer deze boeren en veehouders worden betrokken in het proces. Wanneer de overheid, in geval van vleesproductie, de veehouders wel als kernbetrokkenen zal beschouwen, zullen zij meer geneigd zijn mee te werken in het proces van streven naar een duurzamere samenleving. In plaats van vee zouden er algenkwekerijen kunnen komen die een veel lagere belasting zijn voor het milieu. Dit zou kunnen leiden tot een geheel nieuwe industrie met diverse nieuwe mogelijkheden.
De consumenten, de andere belanghebbende groep, zijn primary - en key stakeholders. Zij hebben hoge interesse en een grote invloed op het introductieproces. Consumenten hebben voornamelijk problemen met het idee om onnatuurlijk voedsel te consumeren en hebben tevens hoge interesse en een grote invloed op de intergratie van het product. Uit recent onderzoek is gebleken dat consumenten eerder bereid zijn meer te betalen om bij te dragen aan een duurzamere vleesproductie, dan
daadwerkelijk andere vormen van vlees te consumeren (Vanhonacker et al. 2013). Een hamburger gemaakt van algen zal bijvoorbeeld niet zomaar de traditionele vleeshamburger uit het consumptiebeeld kunnen verdwijnen. Wel worden
consumenten steeds bewuster van de keuzes die zij maken en de invloeden die hun keuzes hebben op het milieu. Het is dus van belang dat consumenten goed worden geïnformeerd over de schadelijkheid die de huidige vleesproductie met zich meebrengt. Ook zal de consument eerder geneigd zijn een algenburger te eten wanneer de consument wordt geïnformeerd over de voedzame eigenschappen die algen kenmerken (Mouritsen, 2012). Zo zijn ze een bron van eiwitten en bevatten belangrijke omega-3 vetzuren die een mens zelf niet kan produceren.
Om de microalgenburger tot een succes te brengen en de vleesproductie drastisch te laten dalen speelt de regering een belangrijke rol, en zijn hiermee een key stakeholder door haar hoge invloed. De regering heeft de taak om boeren te betrekken in het proces van de introductie van de microalg als alternatieve eiwitbron. Ook is de regering essentieel voor het goed informeren van de consumenten over de problemen die de huidige vleesproductie met zich meedraagt en hoe de microalg voor een volwaardig alternatief kan zorgen. Aangezien de productie van algen alleen koolstofdioxide en zonlicht behoeft (Olaizola, 2009), zou het bouwen van een
gesloten systeem naast hoge milieu belastende fabrieken kunnen worden gestimuleerd door de overheid middels de verstrekking van subsidies, of het naar beneden bijstellen van de milieubelasting. Dit omdat de kosten van gesloten systemen hoger liggen dan de kosten van open systemen (Wolkers, 2011).
Als laatste secundaire stakeholder kunnen nog de milieuorganisaties worden genoemd. Zij hebben hoge interesse en zetten zich voortdurend in voor verbeterde milieuomstandigheden en lagere uitstoot van broeikasgassen. Hoewel ze een lage invloed hebben, kunnen zij wel een belangrijke rol spelen in de bewustwording van de consument en overheid over de huidige situatie van de uitstoot van broeikasgassen en welk aandeel de veehouderij hierin heeft.
Figuur 3. Power/interest matrix stakeholders.
In figuur 3 is de power/interest matrix te zien met de verschillende stakeholders. De overheid is de voornaamste key stakeholder in een succesvolle introductie van een microalgenburger als alternatief voor de vleesburger. Het is aan haar de taak de andere stakeholders te betrekken en te informeren, waarin het informeren van de consumenten vooraan staat voor een succesvol introductieproces.
Mogelijke bezwaren consumenten
Niet alleen de veehouders, maar ook consumenten kunnen bezwaren hebben met deze nieuwe technologie die onnatuurlijk voedsel produceert (Vanhonacker et al., 2012). Vanuit de Psychologie is dat te verklaren met de zogenaamde "yuck factor" (Midgley, 2000; Schmidt, 2008). Volgens Schmidt (2008) is de "yuck factor" een term die gebruikt wordt om technofobische gevoelens te beschrijven. Schmidt noemt een voorbeeld waarbij afvoerwater gereinigd wordt en hergebruikt wordt voor drinkwater. Het water is dan volledig gereinigd, echter hebben consumenten hier toch een bepaald gevoel van afgunst en walging voor (Schmidt, 2008). Volgens Midgley (2000) is de "yuck factor" een walging of bezwaar uit morele redenen tegen biotechnologie.
microalgen, is een onnatuurlijke manier van voedselproductie en zou daarom vallen onder biotechnologie. Het is daarom ook van belang dat er rekening gehouden wordt met de "yuck factor" voordat de 'microalgenburger' aan consumenten wordt
aangeboden. Het gebruik van biotechnologie zorgt er voor dat consumenten
“consumer concerns” ontwikkelen (Brom, 2000). Deze "consumer concerns" kunnen gaan over de veiligheid van het voedsel maar ook over de consequenties van de technologie voor het milieu en dieren. Deze zorgen kunnen een teken zijn van het verlies van vertrouwen van de consument (Brom, 2000). Om dit vertrouwen van de consument groter te maken en te behouden zou de overheid in actie moeten komen door de consument te informeren over de mogelijke baten biotechnologie (Brom, 2000). Echter is alleen informeren vaak niet voldoende om het volledige vertrouwen te winnen van de consument (Brom, 2000). Volgens drs. Dirk Haen
(d.haen@maastrichtuniversity.nl, 08-11-13), werkzaam bij de Philosophy
Department van de Maastricht University, is het in gesprek gaan met de consument zeer belangrijk. Dirk Haen heeft veel kennis over 'food innovation' en beweert dat het betrekken van de consument in de discussie uiteindelijk voor vertrouwen van de consument kan zorgen. Ook zegt hij dat de consument het gevoel moet krijgen dat hun bezwaren in overweging zijn genomen om vertrouwen te winnen.
Een duidelijke analyse van de mogelijke risico’s en sociale impact van
biotechnologie kan een bijdrage leveren aan het vergroten van het vertrouwen van de bevolking (Barling et al., 1999). Al deze informatie moet dan op effectieve manier aan de bevolking worden gepresenteerd zodat de consument de voordelen voor bijvoorbeeld het milieu, in ziet. Op deze manier zou de 'microalgenburger' geaccepteerd kunnen worden als alternatief voor de huidige vleesburger.
Resultaten enquête
In de uitgevoerde enquête waren er in totaal 119 respondenten, waarvan 90 de enquête volledig hadden ingevuld. Hiervan was 39% een man en 61% een vrouw. Van de respondenten was 87% tussen de 18 en 25 jaar, 10% tussen de 25 en 35 jaar en 3% 50 tot 65 jaar. Verder had 2% van de respondenten de middelbare school als hoogste onderwijsvorm gevolgd, 1% MBO, 17% HBO en 80% had WO als hoogste vorm van onderwijs genoten. Onze enquête heeft vooral studenten bereikt blijkt uit deze gegevens.
N = 92 Schaal 1-5 Mean 'voor' (SD)
Mean 'na' (SD) Significant verschil? 1: "Bent u bereid vlees vervangende producten te eten?" 1 volledig mee oneens - 5 volledig mee eens 2.86 (1.245) 3.11 (1.227) p < 0.01 * 2: "Bent u bereid
vlees, voor het verbeteren van het milieu, op te geven?" 1 volledig mee oneens - 5 volledig mee eens 2.36 (1.095) 2.86 (1.135) p < 0.001 * 3: "Bent u bereid insecten te eten?" 1 volledig mee oneens - 5 volledig mee eens 2.42 (1.269) 2.74 (1.266) p < 0.001 * 4: "Bent u bereid algen te eten?" 1 volledig mee oneens - 5 volledig mee eens 2.46 (1.296) 2.77 (1.232) p < 0.001 * 5: "Bent u bereid minder vlees te eten?" 1 volledig mee oneens - 5 volledig mee eens 3.63 (1.165) 3.51 (1.218) niet sign. 6: "Bent u bereid hybride vlees (deels vlees, deels plantaardig) te eten?" 1 volledig mee oneens - 5 volledig mee eens 3.11 (1.053) 3.21 (1.085) niet sign. 7: "Hoe belangrijk
is vlees voor u?"
1 zeer onbelangrijk - 5 zeer belangrijk 3.74 (1.004) 3.64 (1.075) niet sign. 8: "Hoe belangrijk is de structuur van vlees voor u?"
1 zeer onbelangrijk - 5 zeer belangrijk 3.86 (0.956) 3.73 (1.060) p < 0.05 * 9: "Hoe belangrijk is de smaak van vlees voor u?"
1 zeer onbelangrijk - 5 zeer belangrijk 4.21 (0.920) 4.09 (0.979) niet sign. 10: "Hoe belangrijk is het uiterlijk van vlees voor u?"
1 zeer
onbelangrijk - 5 zeer belangrijk
3.65 (1.032) 3.67 (1.070) niet sign.
Na het uitvoeren van een 'one-way repeated measures ANOVA' blijkt uit de resultaten van de enquête dat respondenten significant (p < .01) meer bereid zouden zijn na het lezen van de informatieve tekst (zie bijlage) om vlees vervangende
producten te eten (zie tabel 2). Ook zijn de respondenten significant (p < .001) eerder bereid om vlees op te geven ten behoeve van het milieu, zie tabel 2, na het lezen van de informatieve tekst (zie bijlage). Respondenten waren verder significant (p < .001) meer bereid insecten en algen te eten (zie tabel 2) na het lezen van de informatieve tekst (zie bijlage). Tot slot vonden de respondenten na het lezen van de tekst de structuur significant (p < .05) minder belangrijk (zie tabel 2).
Conclusie
Door het hoge eiwitgehalte van Chlorella en Spirulina kunnen deze beiden fungeren als eiwitbron voor vleesvervangers. Het eiwit uit Chlorella pyrenoidosa kan
gewonnen worden uit de cel door een lage Temperatuur-Hoge Druk Brekingsmethode. Deze methode heeft weinig energie en tijd nodig voor
eiwitextractie ten opzichte van andere methodes. Het eiwitextract wordt vervolgens gehydrolyseerd door het enzym alcalase, wat een hogere mate van hydrolyse heeft ten opzichte van papiene en trypsine.
Ook kan de kweek van een microalgen cultuur plaats vinden in een open of een gesloten systeem. Puur gekeken naar productiesystemen, is niet een methode boven de andere methode te verkiezen. Beide methoden hebben voor- en nadelen en de systemen zijn allebei zeer duurzaam. De keuze van de microalg, de locatie of het budget kunnen wel leiden tot een meest geschikt methode. De productiekosten zijn bij beide systemen momenteel erg hoog, door de productiekosten van de gesloten
systemen, dan wel de oogst kosten van de open systemen en de eventuele energiekosten voor kunstmatig licht. Echter bij beide systemen compenseert de productie van microalgen voor uitstoot gassen vanuit andere sectoren, waardoor deze vorm van eiwitwinning een veel kleinere belasting op het milieu is.
Verder zijn er vier groepen stakeholders, waarvan drie voornamelijk betrokken zijn bij het introduceren van een microalgenburger als alternatief voor vlees. Aan de ene kant staan de veehouders die vrezen voor hun inkomen en aan de andere kant de terughoudende consument. De derde stakeholder is de regering. Het is aan de regering om veehouders te betrekken in de gesprekken rondom de introductie van een microalgenburger als alternatief voor vlees. Vervolgens is het ook de taak van de regering om de toekomstige consument goed in te lichten over de vele voordelen, op gezondheidsniveau en voor het milieu. Ook kan de overheid een grote rol spelen in de stimulatie van bedrijven om (gesloten) algensytemen toe te voegen aan grote milieuvervuilende fabrieken. De rol van de regering is zeer belangrijk om de microalgenburger tot een succes te brengen.
Daarnaast zijn er mogelijke bezwaren van de consument jegens het nuttigen van een vleesvervangers op basis van eiwitten uit microalgen, door zowel de biotechnologische productie als de onbekendheid. Echter is het mogelijk
consumentenvertrouwen deels te winnen door voorlichting over de voordelen van dit product. Ook blijkt uit de resultaten van de enquête dat het belangrijk is dat de structuur en smaak van een 'algenburger' enigszins hetzelfde blijft, wil het geaccepteerd worden door de consument als een volwaardig alternatief.
Verder suggereren de resultaten van de enquête dat consumenten, na een informatieve tekst te hebben gelezen, van mening veranderen over het consumeren van vlees. Deze resultaten zijn relevant voor huidig onderzoek omdat dit suggereert dat consumentenvertrouwen deels gewonnen wordt door informatie over de voordelen van een nieuwe biotechnologie.
Terugkomend op de hoofdvraag van dit onderzoek kan tot slot gesteld worden dat bovengenoemde randvoorwaarden voldoen om de productie van eiwitten uit microalgen als een volwaardig duurzaam alternatief te laten zijn voor dierlijke eiwitten afkomstig van intensieve veeteelt.
Discussie
Het probleem van de eiwitopbrengst uit microalgen is dat het chlorofyl nog gebonden zit aan het eiwit, hetgeen een groene kleurstof zal geven aan het product. Dit kan voorkomen worden door het losbreken van chlorofyl van het eiwit. Momenteel is hier nog weinig over bekend. Meer onderzoek naar het losbreken van chlorofyl zal
wellicht een oplossing bieden voor een groene kleur van het eindproduct en kan chlorofyl worden toegepast als kleurstof binnen de verf- en voedselindustrie. Daarnaast geldt voor dit onderzoek het hoogste eiwitgehalte bij de vergelijking van microalgen als eiwitbron. Echter, de nevenproducten van de microalg kunnen ook zeer belangrijk zijn; vervolgonderzoek is mogelijk naar deze nevenproducten voor de bioindustrie. Zo kunnen de vetten uit de microalgen wellicht worden gebruikt als biobrandstof.
Op het moment worden open systemen veel meer gebruikt voor de grootschalige productie van microlagen dan gesloten systemen. De kosten spelen hierbij de grootste rol, maar het open systeem is erg vatbaar voor besmetting en vervuiling. Indien er meer onderzoek wordt gedaan naar de mogelijkheden voor verbetering van de gesloten systemen zouden deze verbeterd kunnen worden en zodoende minder kosten met zich meebrengen en gemakkelijker op grote schaal worden toegepast. Daarnaast is het mogelijk om vervolgonderzoek te doen naar goedkopere methodes om zuivere microalgen te oogsten uit de open systemen, om hierbij de kosten te laten dalen.
Voorafgaand aan het opstellen van de enquête is er uitgegaan van het gebruik van een 3D-foodprinter als medium om te voldoen aan de aanname dat de gewonnen eiwitten uit microalgen gebruikt kunnen worden voor een 'microalgenburger' die daarbij dezelfde vorm, smaak en structuur als een vleesburger behoudt. Echter is de focus in huidig onderzoek gelegd op de winning van eiwitten uit microalgen in plaats van het gebruik van een 3D-foodprinter. Hierdoor is de informatieve tekst tussen de voor- en nameting bij de enquête niet volledig accuraat voor huidig onderzoek. Echter, dit hoeft niet van invloed te zijn op de resultaten omdat de strekking van de enquête niet gefocust is op de 3D-foodprinter als alternatief voor de huidige
vleesproductie, maar op het gebruik van een alternatieve bron van eiwitten. De 3D-foodprinter is een suggestie voor vervolgonderzoek naar het gebruik van gewonnen eiwitten uit microalgen. De eiwitten zijn goed oplosbaar in water, zo kunnen de eiwitten als gel worden geproduceerd. Deze gel kan vervolgens in de vorm van ‘cartridges’ worden toegepast op een 3D-foodprinter.
Literatuurlijst (APA)
• Andersen, R. A. (2005). Algal culturing techniques Access Online via Elsevier.
• Barling, D., de Vriend, H., Cornelese, J. A., Ekstrand, B., Hecker, E. F., Howlett, J., ... & Top, R. (1999). The social aspects of food biotechnology: a European view. Environmental Toxicology and Pharmacology, 7(2), 85-93. • Burlew, J. S. (1953). Algal culture from laboratory to pilot plant. Algal
Culture from Laboratory to Pilot Plant.
• Brom, F. W. (2000). Food, consumer concerns, and trust: food ethics for a globalizing market. Journal of Agricultural and Environmental Ethics, 12(2), 127-139.
• Brugha, R., & Varvasovszky, Z. (2000). Stakeholder analysis: a review. Health policy and planning, 15(3), 239-246.
• Centraal Bureau Statistiek (2013). Dierlijke mest; productie, transport en gebruik; kerncijfers. Den Haag/Heerlen.
• Chaumont, D. (1993). Biotechnology of algal biomass production: A review of systems for outdoor mass culture. Journal of Applied Phycology, 5(6), 593-604.
• Cho, S. H., JI, S., Hur, S. B., Bae, J., Park, I., & Song, Y. (2007). Optimum temperature and salinity conditions for growth of green algae chlorella ellipsoidea and nannochloris oculata. Fisheries Science, 73(5), 1050-1056. • Christaki, E., Florou-Paneri, P. & Bonos, E.(2011). Microalgae: a novel
ingredient in nutrition. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 8 (), pp.794-799
• Gouveia, L., Batista, A. P. , Sousa, I. , Raymundo, A., Bandarra, N. M. (2008). Microalgae in novel food products. Food Chemistry Research Developments. (e.g. 2), pp.
• Gosling, C. (1996). Food biotechnology-views of farmers and growers. British Food Journal, 98(4/5), 31-33.
• Mata, T. M., Martins, A. A., & Caetano, N. S. (2010). Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(1), 217-232.
• Midgley, M. (2000). Biotechnology and monstrosity: why we should pay attention to the “yuk factor”. Hastings Center Report, 30(5), 7-15. • Mouritsen, O. G. (2012). The emerging science of gastrophysics and its
application to the algal cuisine. Flavour, 1(1), 6.
• Schmidt, C. W. (2008). The yuck factor when disgust meets discovery. Environmental Health Perspectives, 116(12), A524.
• Olaizola, M., Bridges, T., Flores, S., Griswold, L., Morency, J., & Nakamura, T. (2004). Microalgal removal of CO 2 from flue gases: CO 2 capture from a coal combustor. Proceedings of the Third Annual Conference on Carbon Capture & Sequestration, Alexandria, VA,
• UNFPA. (2011). State of World Population 2011 : people and possibilities in a world of 7 billion. New York: United Nations Publication Fund.
• Saunders, M., Lewis, P., & Thornhill, A. (2009). Research Methods for business students 4th edition Pearson education limited.
• Vanhonacker, F., Van Loo, E., Gellynck, X., & Verbeke, W. 2012. Flemish consumer attitudes towards more sustainable food choices. Appetite, 62(1), 7– 16.
• Gouveia, L., & Oliveira, A. C. (2009). Microalgae as a raw material for biofuels production. Journal of industrial microbiology &
biotechnology, 36(2), 269-274.
• Field, A. (2009). Discovering statistics using SPSS. Sage publications. • Wang, X., Zhang, X. (2012). Optimal extraction and hydrolysis of Chlorella
pyrenoidosa proteins. Bioresource Technology, 126 (e.g. 2), pp.307-313. • Wolkers, H., Barbosa, M. J., Kleinegris, D. M. M., Bosma, R., Wijffels, R. H.,
& Harmsen, P. F. H. (2011). Microalgen: het groene goud van de toekomst?: grootschalige duurzame kweek van microalgen voor de productie van
bulkgrondstoffen.
• Zheng, H., Gao, Z., Yin, F., Ji, X., & Huang, H. (2012). Lipid production of Chlorella vulgaris from lipid-extracted microalgal biomass residues through two-step enzymatic hydrolysis. Bioresource Technology, 117, 1-6.
Bijlage
Tekst enquête tussen voor en nameting:
"In Nederland eten we jaarlijks zo'n 40 kilo vlees per persoon (rund, varken en kip samen); dat is ruim twee maal zo veel als vijftig jaar geleden. Behalve consumeren, exporteren we ook: ruim driekwart van het geproduceerde vlees gaat Nederland uit. De veehouderij, die al dat vlees produceert, stoot broeikasgassen uit, verbruikt veel water, neemt wereldwijd veel ruimte in beslag voor de teelt van veevoer en kan een mestprobleem veroorzaken. Minder vlees eten is de meest effectieve manier om dat tegen te gaan.
De 3D-foodprinter kan hier hopelijk aan bijdragen. De 3D-foodprinter zal het in de toekomst mogelijk maken om met andere, minder milieuvervuilende bronnen van eiwitten (zoals bv. insecten en algen) vleesalternatief te "printen", waarbij de
structuur, smaak en uiterlijk van vlees behouden wordt. Er wordt op dit moment zeer veel onderzoek naar de 3D-foodprinter gedaan en er zijn al verscheidene prototypes gemaakt.
Graag willen we jullie, na deze korte introducerende tekst over duurzame vleesalternatieven, nogmaals vragen de vragenlijst in te vullen."
Reflectie op het onderzoeksproces
Tijdens het re-evalueren van onze onderzoeksvraag zijn we er achter gekomen dat het moeilijk was voor de scheikundige en natuurkundige disciplines om een analyse te maken voor de gehele voedselproductie. Daarom hebben wij besloten om ons te beperken tot alleen vleesproductie waardoor een meer gefocuste analyse mogelijk is. Echter bleek dit nog niet specifiek genoeg om tot een concreet onderzoek te leiden. Daarom hebben wij besloten de vergelijking te maken tussen een 'normale'
rundburger en een geprinte algenburger. De bedrijfskundige en psychologische disciplines zijn geïntegreerd door een gezamenlijk survey te houden voor
consumenten. Het doel van deze survey is om erachter te komen wat de mening is over het consumeren van voedsel, wat geproduceerd zou zijn met de 3D-foodprinter. De common ground van alle vier de disciplines berust zich op het vinden van
randvoorwaarden om de productie van een algenburger door 3D-foodprinter tot een volwaardig alternatief te maken voor productie van een vleesburger door de
intensieve veeteelt.
Na een eerste opzet te hebben gemaakt met daarbij de resultaten van de survey zijn wij in overleg en na feedback tot de conclusie gekomen dat het onderzoek naar de 3D-foodprinter door middel van literatuur en een consumenten onderzoek, vanuit onze vier disciplines, moeilijk tot niet haalbaar is. Omdat deze printers technisch gezien nog zo erg in de kinderschoenen staan, is er te weinig bruikbaar onderzoek om concrete antwoorden te vinden, een uitspraak te kunnen doen of de 3D-printer
daadwerkelijk een duurzaam volwaardig alternatief is. Hierdoor is ervoor gekozen om de 3D-printer in het onderzoek buiten beschouwing te laten, en te kijken naar de eiwitten uit microalgen als duurzaam alternatief voor dierlijke eiwitten uit vlees. Voor de Bedrijfskunde en de Psychologie is het onderzoek zodoende voornamelijk
mogelijk geweest concrete informatie te vergaren met betrekking tot de kweek en winning van de eiwitten.
Interviews Scheikunde
Dhr. Corjan van den Berg, TNO Zeist, 9 jan 2014
1. Een alg dat als vleesvervanger kan fungeren, moet natuurlijk veel eiwitten bezitten. Welke bestanddelen van de alg kan hiervoor nog meer worden gebruikt? Welk soort alg zal u hiervoor aanraden?
Een kwart van de alg bestaat uit Rubisco, dit is een eiwit dat goed oplost in water. Tekstuur van algenburger is belangrijk, het eiwit moet een stevige gel kunnen vormen hiervoor. Eiwit moet hiervoor goed oplossen in water. Een ander deel van eiwit lost niet op in water, dit kan nog niet gebruikt worden.
Ei-eiwit wordt nu in vleesvervangers gestopt. Dit word gebruikt als bindmiddel. Rubisco kan met drie keer zo weinig eiwit een even sterke gel maken. Met 10 procent eiwit geeft Rubisco een 10 keer zo sterke gel.
Welke eisen worden hieraan verbonden, waar moet burger aan voldoen. Zelfde voedingswaarde als vleesburger.
Probleem van algen is de groene kleur. Deze kleurstof zit vast aan eiwit. Kleurstof moet van eiwit af zonder eiwit kapot te maken.
Burger bestaat uit eiwitten koolhydraten en vetten. Wat wil de klant? Een hamburger. Terug werken, welke alg zal hieraan voldoen en welke is goed om te kweken in Nederland?
2. Waar in Nederland staan de algen kwekerijen?
De kwekerijen staan op plekken waar de grond goedkoop is. Boeren kunnen ook omschakelen van veeteelt boer naar algenboer. LGEM, een Nederlands bedrijf die algen kweekt en die doen dit in een buizensysteem in een kas. Horizontale buizen reactoren, de closed-photobioreactor.
3. Kunt u wat meer vertellen over open pond systems en closed-photobioreactor?
Algen kun je kweken door fotosynthese. Met zonlicht CO2 en mineralen. Autotroof kweken, hierbij selecteer je op Rubisco. Rubisco is de eerste stap van fotosynthese. Open pond system is goedkopere variant. Heeft veel nadelen, doordat het open is kunnen er andere beesten en troep in komen. Zoals watervlooien die algen eten.
Bij spirulina goedmogelijk doordat groeit in hoge pH, hierdoor heb je geen last van watervlooien. Die overleven niet in een pH van 11.
Je kan spelen met algen door het veel zonlicht te geven of juist veel mineralen. Zo kan er gespeeld worden met de eiwit/koolhydraat waarde van de alg.
Probleem is waterbalans. Water zal verdampen, maar het moet ook weer terug gewonnen worden. Staat goed beschreven in artikel.
4. Met welke techniek wordt de celwand van de alg geopend en worden de nodige bestanddelen gewonnen uit de alg?
Er wordt een mechanische techniek gebruikt. Het scheiden van fracties is nu nog in ontwikkeling. Extractie proces, membraan proces centrifuge en natuurlijk een droogstap kunnen worden gebruikt. Rekening houden met eiwitfunctionaliteit. Een kan een bolletje zijn of helemaal open. Deze wil je als een bolletje, in natieve staat. Op een hele milde manier moet je alles gaan behandelen.
6. Volgens u zijn algen ‘het groene goud Zou u dit kort kunnen toelichten?
In een alg zit een rijkdom aan componenten. 1 kilo alg is eigenlijk wel 100 euro waard. In een alg zit heel veel potentie, er moeten veel algen gekweekt worden en dan loopt het vanzelf los.
7. Wat zijn de grote nadelen van algen?
Het kweken van algen is erg duur. Vooral in Nederland is het moeilijk om algen te kweken doordat er maar weinig zonlicht is. rond de evenaar is de beste plek voor het kweken van algen. Daarnaast heeft het de groene kleurstof wat het moeilijk van het eiwit loskomt.
8. Wanneer verwacht u algen als vleesvervangers op de markt? Denkt u dat het de consument zal aantrekken?
Waar bedrijven nu tegen aanlopen is de lange en kostbare weg om het product op te markt te brengen. wie zet de eerste stap?
Technisch gezien zijn algen al een vleesvervanger, tabletten poeder etc. Het zal het vlees beetje verdrijven. Ik denk dat over 10 jaar de algenburgers in de schappen ligt. Je kan het beter niet als een algenburger verkopen, maar door het eiwit open te breken haal je fracties uit het eiwit. Zo maak je gebruik van de fracties van het eiwit en hoef je niet het gehele eiwit te gebruiken.
Bedrijven waarmee TNO samenwerkt:
Natuurkunde
Dr. Lolke Sijtsma, projectleider bij het onderzoek ‘Haalbaarheid duurzame eiwitproductie met microalgen’, Universiteit van Wageningen.
Met de alsmaar groeiende wereldbevolking stijgt de vraag naar eiwitten en zo de vleesconsumptie. Om aan al deze vraag te kunnen voldoen is er een alternatieve eiwitbron nodig. Denkt u dat geëxtraheerde eiwitten uit microalgen significant kunnen bijdragen aan de oplossing van dit probleem?
Ja ik denk dat eiwitten uit microalgen het tekort aan eiwitten kunnen oplossen. Momenteel wordt er nog onderzoek gedaan naar het winnen van de eiwitten uit de microalgen. orden microalgen al gekweekt voor andere doeleinden zoals biobrandstof en visvoer. Bij het kweken van algen voor biobrandstof komt er momenteel circa 40% eiwitfractie vrij.
Hoe wordt er bepaald of de algenkweek methodes duurzaam zijn en welke factoren spelen hierbij een rol?
Om dit te evalueren wordt de MFA-methodiek toegepast. Hierbij worden een aantal factoren meegenomen die van invloed zijn het productieproces zoals stikstof. Dit onderzoek is nog in volle gang, maar het is de bedoeling dat in de toekomst ook fosfor, koolstof en energie zullen worden meegenomen, waar momenteel alleen de stikstof stromen meegenomen zijn in de beschouwing of de microalgen productie duurzaam is.
Door middel van welke methodes kunnen de eiwitten uit de microalgen worden geëxtraheerd?
Om de eiwitten te kunnen verwijderen is het nodig de celwand open te breken. Het is gebleken dat door middel van homogenisatie, een kogelmolenstructuur of een wals, dit het beste werkt. De beste methodes verschillen per algensoort.
Bedrijfskunde
Interview expert Prof. dr. Louise O. Fresco, landbouw- en voedseldeskundige, 19-11-13
Voor het eindproject van Beta-Gamma ben ik ingedeeld bij het thema duurzaamheid. Als onderwerp hebben wij gekozen voor de 3D-foodprinter. Een dergelijke printer bestaat nog niet op dit moment. Wij willen uitzoeken of er de mogelijkheid bestaat om algen als grondstof te gebruiken en hiermee een vleesburger qua uiterlijk, structuur en smaak te produceren. Wij denken hiermee het grootschalige probleem van de huidige voedselschaarste aan te pakken. NASA is momenteel bezig met een dergelijke ontwikkeling waarin de 3D-foodprinter zou worden ingezet om met grondstoffen (zoals meel, tomaat, kaas) in poedervorm een pizza (qua uiterlijk, smaak en structuur) te kunnen printen in de ruimte. Hoewel dit wel al een stap in de goede richting is qua technologie, neemt dit niet weg dat nog steeds de grondstof van het uiteindelijke
product wat je wilt printen, daadwerkelijk van dat product komt. Algen bevatten veel eiwitten en zouden heel goed als vleesvervanger kunnen dienen. Echter brengt dit ook weerstand van de consumenten met zich mee. U heeft het in uw lezing over het voeden van de wereld over het voorbeeld van massaal geproduceerd brood tegenover een brood wat veel arbeidsintensiever is van de bakker. U merkt hierbij een
terughoudendheid vanuit het publiek ten opzichte van het supermarkt brood. Dus hoewel mensen steeds bewuster gaan leven en meer nadenken over een duurzamer bestaan, willen ze nog niet zo snel afstappen van echt vlees. Mijn major is
bedrijfskunde en ik wil gaan kijken of er markt bestaat voor de 3D-foodprinter en ik wil gaan kijken naar de haalbaarheid om draagvlak te vinden bij consumenten. Interview
1. Hoe groot is het probleem van het voedseltekort in deze wereld?
Mevrouw Fresco legt uit dat er niet zozeer een expliciet tekort is aan voedsel, echter heerst er wel een schaarste in derderwereldlanden mede door de financiële problemen die hier gaande zijn. In welvarende landen als
Nederland wordt er massaal voedsel geproduceerd en een groot deel beland bij het afval. Wanneer we al het geproduceerde voedsel eerlijk zouden
verdelen zou er geen tekort zijn. Wel is er een probleem met de schadelijkheid van de huidige productie. Vlees is erg vervuilend om te produceren en er moet een alternatief komen om de schadelijkheid te verminderen.
2. Denkt u dat de 3D-foodprinter een goed alternatief zou kunnen bieden voor de huidige vleesproductie?
Het grootste gedeelte van de voedselconsumptie bestaat uit gefabriceerd vlees. Dit wil zeggen; worsten, hamburgers, gehakt en dergelijke. Slechts een klein gedeelte van de consumptie bestaat uit daadwerkelijk een stuk vlees (biefstuk). Uit verschillende onderzoeken is gebleken dat 30% van een gefabriceerd stuk vlees ongemerkt kan worden vervangen door plantaardige ingrediënten. Er zal hierin niks veranderd worden aan de smaak. De 3D-foodprinter zou hier goed op kunnen aansluiten door die 30% te vervangen en alsnog dezelfde structuur te kunnen behouden van het gefabriceerde vlees.
3. Hoe denkt u dat consumenten de 3D-foodprinter zouden ontvangen? Naar mijn mening zou er geen weerstand moeten zijn onder consumenten. Iedereen met een beetje opleiding begrijpt dat wij tegenwoordig op een erg uitputtende manier voedsel aan het produceren zijn. Wanneer je al 30 procent zou vervangen betekent dit dus dat er 30 procent minder vlees nodig is. Dit is nodig om het milieu te sparen. Hoe meer je mensen informeert, des te
positiever ze zullen reageren.
4. Hoe denkt u dat we het beste draagvlak kunnen vinden bij consumenten voor het eten van algen in plaats van vlees?
Algen hebben bijzondere kwaliteiten. Niet alleen bevatten ze essentiële
eiwitten die we bijna nergens anders vandaan kunnen halen dan uit vlees. Ook bevatten ze belangrijke omega oliën die we normaal alleen kunnen halen uit vis. Algen bevatten dus zowel belangrijke voedingstoffen van vlees en zowel die van vis. Wanneer de consument hiermee bekend raakt en ze ook enigszins geëduceerd worden over de problemen van vleesproductie op het milieu, zal draagvlak makkelijk te vinden zijn. Wel denk ik dat het moeilijk zal zijn vlees helemaal te vervangen.
Psychologie
INTERVIEW D. HAEN - MAASTRICHT UNIVERSITY PHILOSOPHY DEPARTMENT - FOOD INNOVATION, 08-NOV-2013
Ik ben een student Beta-Gamma aan de UvA en doe een eindonderzoek naar de mogelijkheid van de zogenaamde '3D-foodprinter' om voor een duurzamere voedselproductie te zorgen. Deze printer is nog niet volledig ontwikkeld, maar het idee is dat er met andere bronnen zoals algen en insecten eten "geprint" kan worden. Wel wordt er gebruik gemaakt van smaak- en kleurstoffen om het geprinte voedsel zoveel mogelijk te laten lijken op 'echt' eten. In ons onderzoek hebben wij de volgende onderzoeksvraag opgsteld:
Wat zijn de randvoorwaarden om van een 3D-foodprinter een duurzaam succesvol alternatief te maken voor de huidige vleesproductie (focus op 'algenburger')? Deze randvoorwaarden vallen uiteen in 4 disciplines; scheikunde, natuurkunde, bedrijfskunde en psychologie. Ik zelf ga vanuit een psychologisch oogpunt kijken naar dit fenomeen en heb daar de volgende deelvraag bij :
Wat zijn de mogelijke bezwaren van consumenten over deze technologische en onnatuurlijke voedselproductie?
Omdat dit een vorm is van biotechnologie zullen potentiële consumenten hier
misschien bezwaren mee hebben. Ik heb de volgende relevante artikelen gevonden die een verklaring kunnen geven over waarom consumenten hier problemen mee kunnen hebben maar ook over mogelijke oplossingen voor dit probleem:
• Barling, D., de Vriend, H., Cornelese, J. A., Ekstrand, B., Hecker, E. F., Howlett, J., ... & Top, R. (1999). The social aspects of food biotechnology: a European view. Environmental Toxicology and Pharmacology, 7(2), 85-93. • Schmidt, C. W. (2008). The yuck factor when disgust meets discovery.
Environmental Health Perspectives, 116(12), A524.
• Midgley, M. (2000), Biotechnology and Monstrosity: Why We Should Pay Attention to the “Yuk Factor”. Hastings Center Report, 30: 7–15. doi: 10.2307/3527881
• Brom, F. W. (2000). Food, consumer concerns, and trust: food ethics for a globalizing market. Journal of Agricultural and Environmental Ethics, 12(2), 127-139.
De bevindingen die ik tot nu toe gedaan heb zijn de volgende:
• Volgens M. Midgley (2000) is de "yuck factor" een walging of bezwaar uit morele redenen tegen biotechnologie. Voedsel wat geproduceerd zou zijn uit
de 3D-foodprinter is een onnatuurlijke manier van voedselproductie en zou daarom vallen onder biotechnologie.
• Het gebruik van biotechologie zorgt er voor dat consumenten “consumer concers” gaan dragen hierover (Brom, F. W., 2000). Deze "consumer concers" kunnen gaan over de veiligheid van het voedsel maar ook over de
consequenties van de technologie op het milieu en dieren.
• Deze zorgen kunnen een teken zijn van het verlies van vertrouwen van de consument (Brom, F. W., 2000). Om dit vertrouwen van de consument groter te maken en te behouden zou de overheid in actie moeten komen (Brom, F. W., 2000).
• Een duidelijke analyse van de mogelijke risico’s en sociale impact van
biotechnologie kan een bijdrage leveren aan het vergroten van het vertrouwen van de bevolking (Barling, D. et al., 1999).
Ook ben ik samen met de bedrijfskundige een consumentenonderzoek aan het doen aan de hand van een enquête. Hierbij krijgen de proefpersonen eerst een vragenlijst over het mening over vlees en behoefte aan vlees, vervolgens krijgen ze een tekst te lezen waar de nadelen van vleesproductie en de eventuele voordelen van de 3D-foodprinter. Na het lezen van die tekst krijgen ze weer een vragenlijst over vlees. Wat wij hier hopelijk uit willen krijgen is dat als consumenten ingelicht worden over de voordelen van bijvoorbeeld een 'algenburger', dat zij dan van mening veranderen. Uit het artikel van Brom (2000) en het artikel van Barlin (1999) valt te concluderen dat het vertrouwen van de consument gewonnen kan worden door haar te informeren over de voordelen van biotechnologie.
Ik heb daarom een aantal vragen opgesteld waarmee ik hoop dat u mij kan helpen: Wat voor een soort bezwaren zouden consumenten kunnen hebben voor het consumeren van voedsel wat 'geprint' is van grondstoffen als algen of insecten? Afgaande op eerdere controversen en discussies over innovaties in
voedseltechnologie, zijn er op z’n minst twee mogelijke “zorgen” te verwachten: (1) de “yuck-factor” die te maken heeft met het feit dat insecten en algen eten niet echt past binnen onze huidige westerse eetcultuur; en (2) het bezwaar dat dit soort voeding niet “natuurlijk” is, waarbij “natuurlijkheid” hier zoiets betekent als: “onecht”,
“onherkenbaar” en misschien ook “niet authentiek”. Er is een sterk ideaal onder consumenten (en in onze samenleving in bredere zin) van natuurlijkheid. Dit betekent niet perse dat mensen dan technologie überhaupt zouden afwijzen, maar wel dat ze vertrouwd en bekend willen zijn met datgene wat ze eten. Logisch, want eten is in feite een heel intieme activiteit. Het gaat uiteindelijk om datgene wat je in lijf stopt. Ik verwacht overigens weinig zorgen ten aanzien van gezondheid en veiligheid.
Denkt u dat door het informeren van de consumenten vertrouwen gewonnen kan worden voor deze nieuwe techniek?
Het is een groot misverstand om te veronderstellen dat je consumentenwantrouwen blijvend kan wegnemen door consumenten (nog meer) te informeren in termen van feitelijke, technische en wetenschappelijk gefundeerde kennisoverdracht. Dit punt heeft Frans Brom overigens ook gemaakt in zijn artikel. “Informeren” is belangrijk, zo niet essentieel voor vertrouwen, maar zeker niet voldoende. Vertrouwen heeft
alleen kans wanneer ik als consument van de producent kan verwachten dat deze voldoende oog en aandacht heeft voor wat ik belangrijk (van waarde) vindt. Met andere woorden, wanneer ik mij als consument begrepen voel. Als ik “natuurlijk” en “herkenbaar” eten belangrijk vindt, en een “yuck”-reactie heb, dan zal de producent hier iets mee moeten. Wat de producent in ieder geval niet moet doen, is die factoren terzijde schuiven als “irrationeel”, “emotioneel” of “subjectief”. Dan neem je de consument namelijk niet serieus.
Op wat voor een manier moeten mogelijke consumenten geïnformeerd worden over deze nieuwe techniek om voedsel te maken?
Mijn aanbeveling zou zijn: niet zozeer informeren, maar vooral in gesprek gaan. Organiseer stakeholder-dialogen over de specifieke technologie, en eventueel een iets breder maatschappelijk debat over de toekomst van ons voedsel, in een relatief vroeg stadium van het innovatie-proces. Onderzoek samen met consumenten,
techniekontwikkelaars en belangenorganisaties bijvoorbeeld wat de betekenis van “natuurlijk eten” kan zijn, en in hoeverre deze nieuwe techniek daar iets aan zou kunnen bijdragen. Betrek consumentengroepen zo nodig bij de innovatie zelf. Als je dan toch consumenten wil informeren, richt je dan niet alleen op mogelijke bezwaren van consumenten. Leg vooral uit voor welk probleem deze
voedselinnovatie een oplossing is: wat voegt deze innovatie toe? Een valkuil hierbij is vaak dat technologen claimen dat datgene wat zij ontwikkelen ook echt noodzakelijk is; bijvoorbeeld wanneer er geclaimd wordt dat gentech noodzakelijk is (en dus de enige oplossing is) voor het aanpakken van ondervoeding in de wereld. Maar voor problemen bestaan vaak meerdere oplossingen, en de technologische oplossing is slechts een richting. In het geval van de huidige vorm van vleesconsumptie: wat is daar precies problematisch aan? Leg dat goed uit. Een mogelijke oplossing is dan de algenburger, maar een andere oplossing is misschien “vleesminderen” (dus
verandering van gedrag). Kortom: wanneer je consumenten informeert (of met burgers in gesprek gaat), voorkom dat je alleen denkt vanuit de technologie zelf. Redeneer vanuit het perspectief van de eter. Wat vindt hij/zij belangrijk aan eten? Welke identiteit ontleent een eter aan datgene wat hij koopt, klaarmaakt, of eet? Tot slot: een grote groep consumenten voelt zich nogal “vervreemd” van voedsel dat in hogere mate (technologisch) is bewerkt. Die vervreemding heeft te maken met de afstand (letterlijk maar ook figuurlijk) die de consument ervaart tussen wat er op zijn bord ligt, en waar het vandaan komt. Wat die vervreemding zou kunnen wegnemen, is een goed verhaal (niet een aaneenschakeling van feiten) over het product. Geef een gezicht aan de mensen die het product maken, laat de verbeelding werken over de grondstoffen, en geef iets herkenbaars mee aan het product (ook al is dat
technologisch gezien helemaal niet nodig).
Denkt u dat de 3D-foodprinter (als deze ontwikkeld is) maatschappelijk geaccepteerd kan worden als alternatief op de huidige vleesproductie?
Dat hangt ervan af. De toevoeging van kleur- en smaakstoffen is uitermate lastig, als het gaat om maatschappelijke acceptatie. E-nummers genieten al jarenlang een slechte reputatie. De trend is nu juist “clean label”: het terugdringen van additieven. Daarom ben ik daar vrij sceptisch over. “Nabootsing” van producten ligt behoorlijk gevoelig onder consumenten.
Aan de andere kant: als die foodprinter bij de mensen zelf in de keuken staat, is dat veelbelovend. Het zou die ervaren afstand enorm kunnen verkleinen.
In het algemeen: bij technologische innovaties is de belofte (of de angst) vooraf vaak dat het product de plaats van het oude zal innemen. Achteraf gezien lijkt dat dan wel mee te vallen: vaak is er geen sprake van vervanging maar van aanvulling. Zo zou het ook kunnen gaan met de foodprinter: die zal de huidige manier van
vleesproductie niet zo snel vervangen, verwacht ik. Het zal hooguit het aanbod van producten met dierlijke eiwitten verrijken.
