Belangrijke punten:
- Huidige kosten: Eiwitten zoals FGF2 en TGF‑β kunnen miljoenen per gram kosten, met celcultuurmedia die tot £305 per liter kosten.
- Doelkosten: Om te concurreren met conventioneel vlees (£8/kg), moeten groeifactoren £82.000/kg of minder kosten, en de kosten van media moeten onder £0,82 per liter vallen.
-
Oplossingen in ontwikkeling:
- Eiwitstabilisatie: Verlengt de levensduur van groeifactoren, waardoor het gebruik vermindert.
- Celengineering: Cellen die hun eigen groeifactoren produceren elimineren externe supplementatie.
- In-house productie: Verlaagt de kosten met tot 96% vergeleken met aankoop bij leveranciers.
- Precisiefermentatie & plantaardige alternatieven : Bieden goedkopere, schaalbare opties.
De industrie streeft ernaar om tegen 2030 op te schalen, maar er blijven uitdagingen bestaan in het verlagen van kosten, het opschalen van de productie en het voldoen aan de vraag naar recombinant eiwitten. Het bereiken van deze doelen is cruciaal om gekweekt vlees levensvatbaar te maken voor de dagelijkse consument.
Huidige vs Doel Kosten voor de Productie van Gekweekt Vlees
Waarom Groeifactoren Zo Duur Zijn
Wat Groeifactoren Doen
Groeifactoren spelen een cruciale rol in de productie van gekweekt vlees door zich te binden aan celreceptoren en essentiële cel functies te activeren. Ze helpen cellen te migreren, zich te vermenigvuldigen en zich te ontwikkelen tot weefsels zoals spier- en vetweefsel [5]. Echter, deze moleculen brengen een uitdaging met zich mee: ze zijn van nature onstabiel, met een korte levensduur die varieert van slechts enkele minuten tot een paar dagen.Deze instabiliteit betekent dat ze voortdurend moeten worden aangevuld in het voedingsmedium, wat de productiekosten aanzienlijk verhoogt [2]. Deze biologische vereiste vormt een grote financiële hindernis voor de industrie.
De Schaal van het Kostenprobleem
De kosten van groeifactoren en recombinante eiwitten zijn enorm, goed voor 55–95% van de totale productiekosten [2]. Wat betreft het kweekmedium specifiek, kunnen groeifactoren alleen al tot 99% van de kosten uitmaken. Eiwitten zoals TGF‑β zijn bijzonder duur en behoren tot de belangrijkste kostenfactoren [1]. Bijvoorbeeld, in september 2022, ORF Genetics prijsde rund-, varkens- en vogel FGF2 op ongeveer £160 per milligram [1]. Historisch gezien zijn farmaceutische eiwitten zoals TGF‑β en FGF2 geprijsd in de miljoenen per gram.Echter, om gekweekt vlees commercieel levensvatbaar te maken, moet de industrie deze kosten laten dalen tot ongeveer £82.000 per kilogram, of ongeveer £82 per gram [2][3].
"De gecombineerde kosten van recombinante GF's en SP's moeten onder de 10% van de totale kosten per kilogram vlees blijven om commerciële levensvatbaarheid te waarborgen." – Good Food Institute [5]
De prijsverschil tussen de huidige kosten en de doelstellingen van de industrie is enorm. Om gekweekt vlees te laten concurreren met traditioneel vlees, dat ongeveer £8 per kilogram kost, mag het kweekmedium niet meer dan £0,82 per liter kosten [5]. Toch kosten sommige formuleringen momenteel meer dan £305 per liter, waarbij 99% van die kosten wordt gedreven door slechts vier eiwitten: FGF2, TGF‑β, insuline en transferrine [1]. Om deze kloof te overbruggen, moet de industrie heroverwegen hoe deze eiwitten worden geproduceerd en gebruikt.
Oplossingen om de kosten van groeifactoren te verlagen
Groeifactoren efficiënter gebruiken
In plaats van simpelweg de doseringen te verhogen, vinden fabrikanten slimmere manieren om groeifactoren harder te laten werken en langer mee te laten gaan. Een effectieve methode is eiwitstabilisatie. Door de aminozuursequenties van groeifactoren zoals FGF2 en IGF1 aan te passen, hebben wetenschappers "thermostabiele" versies ontwikkeld die langer actief blijven in het kweekmedium. Deze gestabiliseerde eiwitten vereisen minder frequente vervanging, wat resulteert in aanzienlijke kostenbesparingen.
Een andere slimme strategie omvat gerichte leveringssystemen. Door groeifactoren direct in scaffolds of microcarriers te verankeren, kunnen ze geleidelijk worden vrijgegeven en dicht bij de cellen blijven die ze moeten voeden. Deze gerichte aanpak zorgt voor een efficiënter gebruik van groeifactoren, waardoor de totale hoeveelheid die nodig is, vermindert.
Autocriene signalering - een proces waarbij cellen zijn ontworpen om hun eigen groeifactoren te produceren - biedt een volledig andere oplossing. In januari 2024 heeft een onderzoeksteam aan Tufts University , onder leiding van professor David Kaplan, met succes onsterfelijke rundersatellietcellen ontwikkeld die intern FGF2 tot expressie brengen. Deze cellen groeiden effectief in media zonder enige FGF2-suppletie, met verdubbelingstijden van ongeveer 60–80 uur. Kaplan benadrukte de potentiële besparingen:
"Het elimineren van rFGF uit de kweekmedia zou de productiekosten op schaal in sommige gevallen met een orde van grootte verminderen" [7].
Terwijl deze methoden zich richten op het efficiënter gebruiken van groeifactoren, zijn er ook inspanningen om te herzien hoe ze worden geproduceerd.
Alternatieve Productiemethoden
Veel fabrikanten nemen nu de productie van groeifactoren in eigen handen.Het produceren van groeifactoren in eigen huis is een game-changer gebleken, met een dramatische kostenverlaging. Bijvoorbeeld, de in-house productie van TGF‑β en FGF2 heeft de kosten verlaagd tot slechts £0,66 per liter - slechts 4% van de totale media-uitgaven in vergelijking met de verbluffende 95% die wordt gemaakt bij inkoop van commerciële leveranciers [1]. Momenteel produceert ongeveer 40% van de fabrikanten van gekweekt vlees al hun eigen groeifactoren [4].
Precisiefermentatie is een andere veelbelovende weg. Het Canadese bedrijf Future Fields heeft het gebruik van transgene fruitvliegen (Drosophila melanogaster ) op grote schaal gepionierd om FGF2 en transferrine te produceren [2]. Ondertussen verkennen sommige fabrikanten plantaardige alternatieven. Bijvoorbeeld, Future Meat verving recombinant albumine door een equivalent afgeleid van kikkererwten, waardoor de totale mediakosten met een indrukwekkende 60% zijn verlaagd [4] .
Deze innovatieve benaderingen helpen de productie van groeifactoren kosteneffectiever te maken, wat de weg vrijmaakt voor bredere toepassingen in de productie van gekweekt vlees.
Kostendoelstellingen en Tijdlijnen
Prijsdoelstellingen voor Commerciële Levensvatbaarheid
Nu gekweekt vlees steeds dichter bij een mainstream optie komt, is het essentieel om specifieke prijsdoelen te bereiken om te concurreren met traditionele vleesproducten. Om dit te realiseren, moeten de kosten voor de productie van gekweekt vlees in lijn zijn met conventionele opties. Een belangrijke benchmark is het bereiken van een kostprijs van het eindproduct van ongeveer £7,50 per kilogram.Om dit te laten werken, moeten groeifactoren en recombinante eiwitten - kritische componenten in de productie - niet meer dan 10% van de totale productiekosten bijdragen, ongeveer 75 pence per kilogram vlees [3] .
Elk eiwit dat in het proces wordt gebruikt, heeft zijn eigen doelprijs. Bijvoorbeeld, FGF2 en TGFβ moeten worden verlaagd tot ongeveer £75.000 per kilogram , terwijl recombinant albumine, dat naar schatting 96,6% van het totale volume van recombinante eiwitten uitmaakt, moet dalen tot ongeveer £7,50 per kilogram. Daarnaast zouden insuline en transferrine ongeveer £750 per kilogram moeten kosten. Deze cijfers vertegenwoordigen een verbazingwekkende vermindering - tot 99% - ten opzichte van de huidige prijzen in de biopharma-industrie [3].
Het Good Food Institute benadrukt de uitdaging met deze ambitieuze doelen:
"Door een hypothetische en ambitieuze toekomstige benchmarkproductiekost voor gekweekt vlees op $10/kg vast te stellen, hebben we het totale budget berekend dat toegestaan is voor groeifactoren en recombinante eiwitten met een kostenbijdrage van 10%, wat gelijkstaat aan een totale kostenbijdrage van $1/kg gekweekt vlees" [3].
Deze prijsverlagingen zijn niet alleen een doel - ze zijn een noodzaak als gekweekt vlees op grote schaal moet worden aangenomen. Echter, de weg naar opschaling van de productie brengt extra obstakels met zich mee.
Verwachte Tijdlijnen en Obstakels
De gekweekte vleesindustrie streeft naar een grote opschaling van de productie tegen 2030, met verwachte output variërend van 0,4 tot 2,1 miljoen metrische ton.Om deze doelen te bereiken, zullen doorbraken in productietechnieken, zoals het in-house synthetiseren van groeifactoren, cruciaal zijn. Maar de weg vooruit is verre van eenvoudig. Het produceren van recombinant albumine tegen de doelprijs van £7,50 per kilogram zou een output in de miljoenen kilogram vereisen - een hoeveelheid die de huidige productiecapaciteiten van de meeste industriële enzymen overtreft. Evenzo is de huidige wereldwijde productie van transferrine slechts 0,2 tot 0,3 metrische ton per jaar, terwijl de toekomstige vraag zou kunnen stijgen tot tientallen of zelfs honderden metrische ton [3] .
Rajesh Krishnamurthy, CEO van Laurus Bio, vangt de onzekerheid rondom deze productie-uitdagingen:
"Tenzij we zicht hebben op die vraag, kunnen we niet investeren [in grotere bioreactoren]" [8].
Een andere kritische factor is media-efficiëntie. Als de productie meer dan 8–13 liter per kilogram vlees vereist, kunnen de kostenbesparingen tenietgedaan worden. David Block van de University of California, Davis, benadrukt het belang van het verlagen van de mediakosten:
"Om gekweekt vlees commercieel levensvatbaar te maken, moet dat getal [mediakosten] waarschijnlijk $1 per liter of minder zijn - dus een orde van grootte lager" [8].
Deze uitdagingen benadrukken de complexe balans die nodig is tussen het opschalen van de productie, het verlagen van de kosten en het behouden van efficiëntie om gekweekt vlees naar de massa te brengen.
sbb-itb-c323ed3
Dr.Peter Stogios: Lage-kosten groeifactoren voor serumvrije media
Conclusie
Het verlagen van de kosten van groeifactoren is cruciaal om gekweekt vlees een levensvatbaar alternatief voor conventioneel vlees te maken. Groeifactoren zijn nog steeds een van de duurste componenten in de productie van gekweekt vlees, vaak goed voor tot 99% van de kosten van celkweekmedia [2]. Hun instabiliteit verergert het probleem, aangezien frequente aanvulling vereist is, wat de kosten nog verder opdrijft. Om zelfs maar een klein aandeel van de wereldwijde vleesmarkt te bereiken, zou de productie van recombinante eiwitten moeten opschalen naar miljoenen kilogram - ver boven de huidige industriële enzymproductiecapaciteiten [3].
Gelukkig wordt er vooruitgang geboekt. Innovaties zoals interne productie hebben de kosten verlaagd van £146/mg naar slechts £5,57/mg [1].Plantaardige vervangers, zoals albumine afgeleid van kikkererwten, hebben kostenbesparingen tot 60% aangetoond [4]. Ondertussen komen chemisch gesynthetiseerde kleine moleculen naar voren als een andere oplossing voor kostenbesparing. Bijvoorbeeld, in februari 2025, The Cultivated B introduceerde guanylhydrazone-gebaseerde moleculen die hun activiteit meer dan 13 dagen behouden, een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de snelle afbraak van traditionele groeifactoren [6] .
"Deze doorbraak heeft het potentieel om de schaalbaarheid, consistentie en kosteneffectiviteit van de productie van celgebaseerde producten te revolutioneren, inclusief toepassingen in gekweekt vlees en celtherapie." – Dr. Hamid Noori, CEO en oprichter, The Cultivated B [6]
Hoewel deze technologische vooruitgangen veelbelovend zijn, moeten ze gepaard gaan met inspanningen om consumenten op te leiden en de productie effectief op te schalen.Duidelijke communicatie over de rol van recombinant eiwitten en alternatieve methoden is essentieel voor het bevorderen van consumentenvertrouwen en acceptatie. Transparantie over hoe kosten worden verlaagd, zal ook een sleutelrol spelen in het voorbereiden van de markt voor deze nieuwe categorie voedsel.
Terwijl de industrie werkt aan het ambitieuze doel van £7,50 per kilogram voor gekweekt vlees, helpen platforms zoals
Veelgestelde vragen
Waarom maken groeifactoren gekweekt vlees zo duur?
Groeifactoren behoren tot de duurste elementen in de productie van gekweekt vlees.Deze gespecialiseerde eiwitten spelen een cruciale rol bij het bevorderen van celgroei, maar hun productie vereist hoogwaardige productieprocessen, wat de kosten verhoogt. Op dit moment vormen ze het grootste deel van de uitgaven die gepaard gaan met de celcultuurmedia die in dit proces worden gebruikt.
Een belangrijke hindernis is dat een aanzienlijk deel van deze groeifactoren ongebruikt blijft tijdens de cultivatie, wat leidt tot verspilling en oplopende kosten. Om dit aan te pakken, verkennen onderzoekers nieuwe benaderingen, zoals het ontwikkelen van efficiëntere productietechnieken en het verfijnen van formuleringen. Deze inspanningen zijn gericht op het verlagen van de kosten en, uiteindelijk, het toegankelijker en betaalbaarder maken van gekweekt vlees.
Hoe helpt het produceren van groeifactoren intern om de kosten van gekweekt vlees te verlagen?
Het intern produceren van groeifactoren geeft producenten van gekweekt vlees de kans om de banden met kostbare externe leveranciers te verbreken.Technieken zoals precisiefermentatie, plantaardige moleculaire landbouw en cell-free expressieplatforms stellen hen in staat om de productie effectief op te schalen terwijl ze meer budgetvriendelijke versies van deze kritische componenten creëren.
Deze strategie verlaagt niet alleen de kosten van het kweken van vlees, maar maakt het ook toegankelijker voor consumenten, wat de weg vrijmaakt voor een betaalbaarder en toekomstgericht voedselsysteem.
Welke uitdagingen moeten worden aangepakt om gekweekt vlees betaalbaar te maken tegen 2030?
De kosten van gekweekt vlees verlagen om gelijk te komen met traditioneel vlees tegen 2030 is geen kleine opgave, met verschillende grote obstakels om te overwinnen. Een van de meest dringende kwesties is de hoge kosten van groeifactoren en andere eiwitten die worden gebruikt in celcultuurmedia. Deze componenten drijven momenteel de productiekosten aanzienlijk op - groeifactoren alleen al voegen ongeveer £2–£3 per kilogram toe, terwijl andere eiwitten een flinke £70–£100 per kilogram kunnen bijdragen.Om deze kosten te verlagen, wendt de industrie zich tot oplossingen zoals precisiefermentatie, mediarecycling en eiwitvrije formuleringen.
Een andere grote uitdaging ligt in het opschalen van de productie. Het gebruik van grote bioreactoren - sommige zo groot als 100.000 liter - en continue cultuursystemen kan helpen om de kosten te verlagen door de output te verhogen. Het bereiken van consistente, hoge-dichtheid celgroei op zo'n schaal is echter zowel technisch veeleisend als vereist aanzienlijke kapitaalinvesteringen. Daarnaast zullen vooruitgangen in automatisering en efficiëntere toeleveringsketens voor voedselveilige ingrediënten essentieel zijn om de productie te stroomlijnen.
Regelgevende obstakels compliceren ook de weg vooruit. In het VK en de EU vereist het navigeren door goedkeuringsprocessen uitgebreide veiligheidstests en naleving van evoluerende voedselvoorschriften, wat aanzienlijke financiële en tijdsinvesteringen vereist.Het overwinnen van deze wetenschappelijke, technische en regelgevende barrières zal cruciaal zijn om gekweekt vlees tegen het begin van de jaren 2030 een kosteneffectief en levensvatbaar alternatief te maken.
