Ingenieurs hebben een nieuwe manier gevonden om controle uit te oefenen over biologische reacties: licht. Gebruik van licht van de juiste kleur kan de gewenste reactie stimuleren en daardoor de kosten van biologische productie drukken. Zoals toegelicht in een artikel op worldbiomarketsinsights.com.
Het gaat hier om precisiefermentatie, de kunst van het aanzetten van micro-organismen tot het maken van zoveel als mogelijk van een gewenste stof. We kunnen er misschien zelfs het probleem van genetische modificatie mee omzeilen, omdat bedrijven erin slagen verschillende stoffen te maken bij verschillende golflengtes. Hoewel dit niet gemakkelijk is. Productiviteit, nodig om de kosten laag te houden, is een van de problemen.
Provectus
Een van de bedrijvenactief op dit terrein is Provectus Algae. Zij gebruiken een combinatie van LED-licht en een algensoort. Ze specialiseren zich in het vinden van zulke soorten algen – niet eenvoudig omdat de meeste algen niet kunnen groeien in natuurlijk zonlicht. Maar ze hebben een ‘bibliotheek’ ontwikkeld van soorten die waardevolle chemicaliën maken wanneer ze worden beschenen. Ze hebben bioreactoren ontwikkeld compleet met Ledverlichting met elke gewenste golflengte. Door het soort licht te veranderen kunnen ze de algen manipuleren; ze kunnen deze aan- en uitschakelen en zo bepalen welke stof de algen produceren.
Prolific Machines
Ook Prolific Machines laat zien dat andere golflengtes leiden tot andere producten. In hun systeem bepalen ze wat de micro-organismen maken, waar, en in welke combinatie. Licht geeft veel controle over wat de micro-organismen doen in de bioreactoren, en daardoor kan het proces beter worden bepaald.
Met dit systeem hebben ze ook een oplossing gevonden voor een algemeen probleem in deze sector: voortdurende genetische modificatie. Deze houdt niet op bij het kiezen van het industriële proces. Na een paar jaar kunnen willekeurige mutaties daardoor de productiviteit van de bacteriën aantasten. Dit is vooral een probleem bij volcontinu processen. Bij Prolific Machines denken ze dat doelbewuste verlichting de goedkoopste oplossing is voor dit probleem.
Licht kan veel invloed hebben op cellulaire processen als genexpressie, receptor activering en enzymatische activiteit. Prolific is erin geslaagd, micro-organismen te ontwikkelen die reageren op veranderingen in het licht, door de receptoren te veranderen. Gewoonlijk verandert in de natuur het gedrag van de micro-organismen als reactie op andere chemicaliën. Maar in het systeem van Prolific kunnen de makers verschillende soorten licht gebruiken om te bepalen wat de micro-organismen maken, waar, en in welke samenstelling. Hierdoor kan het maken van chemicaliën en biomaterialen veel beter precies worden afgestemd.
Brevel gebruikt licht in plaats van genetische modificatie
Biologische productie onder invloed van licht is een nieuwe technologie. Steeds meer bedrijven in precisiefermentatie maken hiervan gebruik. Bijvoorbeeld Brevel, een Israëlisch bedrijf. Brevel gebruikt micro-algen om daaruit eiwitten te winnen. Hun product is een neutraal smakend eiwit, toepasbaar in vlees vervangende consumptieartikelen. Ze willen snel opschalen.
Net als Prolific maakt ook Brevel gebruik van de invloed van licht op de fermentatie. Deze vindt meestal plaats in het donker, af en toe onderbroken door gericht gebruik van Ledverlichting. Volgens Brevel is hun lichttechnologie sterk genoeg om in de plaats te komen van genetische modificatie als middel om meer eiwitten te krijgen uit micro-algen. Een precieze technologie. Hiermee openen zij niet alleen een deur naar grotere productvolumes; ze zouden er ook de regelgeving mee kunnen omzeilen die in sommige markten genetische modificatie van voedsel verbiedt. Volgens Brevel kan het gebruik van licht zorgen voor productgroei en winstgevendheid, eenvoudigweg door grotere productiviteit.
Ledverlichting, economisch aantrekkelijk
Gaat Ledverlichting dus echt zorgen voor een doorbraak in biologische productie? Het is vrij goedkoop, zeker als we deze vergelijken met andere instrumenten van biotechnologische controle als chemicaliën en genetische modificatie. Het vinden en toepassen van de juiste golflengte waarmee de gewenste reactie wordt bevorderd zou wel eens de heilige graal kunnen zijn. Vooral in de voedselsector, waar producten goedkoop zijn en marges laag. Bij farma en schoonheidsmiddelen kunnen producenten vaak hun producten tegen hoge prijzen verkopen. Eetbare eiwitten vormen echter een andere markt. Voedsel is een dagelijks artikel. Dit moet concurreren met goedkope melkproducten, en met eiwitten gemaakt door industrieel grootgebrachte dieren. Momenteel zijn de kosten voor gefermenteerd vlees nog veel hoger dan die voor gewone eiwitten. De industrie zal met innovaties moeten komen, wil ze deze barrière slechten.
Al met al zit er toch veel belofte in micro-organismen die vlees maken met behulp van licht. Misschien is het nu nog te vroeg; maar er komen steeds meer startups met zulke biologische productiemethoden. Licht is overvloedig, goedkoop, en veilig. Misschien kunnen we er een gestroomlijnd industrieel proces mee optuigen, met prijzen die concurreren met de traditionele vleesproductie.
Interessant? Lees dan ook:
Perspectief voor de landbouw – het nieuwe boeren
Precisietuinbouw: wat de consument wil
Rob Baan (Koppert Cress): groenten zijn gezond, maar wij mogen dat niet claimen