From a Plant-Based Pioneers to Hybrid Solutions? – A fifteen year Journey of Innovation and a strong statement about the cultured meat industry becoming a precision fermentation ingredient industry.

A fifteen year plant-based journey of TOP:

Over 15 years ago, we embarked on a journey to develop innovative meat substitutes and plant-based products. Our focus was specifically directed towards creating textures using extruders and other technologies. We firmly believed that the key to successful adoption of plant-based alternatives lay in replicating the texture and flavor profiles of meat. 

Through years of dedicated work and scientific research, we established three remarkable companies that have made significant contributions to the field. In recent years, however, we have consciously chosen to be cautious about investing in cultured meat, and in this article we want to take a closer look at the reasons behind this strategic choice.

My bold statement in the past five years has been that:

 “at best, cultured meat companies will become good ingredient suppliers, producing flavorful fat cells or meat cells. Consequently, these companies may become ingredient suppliers to supply manufacturers producing plant-based products with precision fermented ingredients.”

In the future, cultured meat products will essentially be hybrid products combining plant-based meat substitutes with 10-30% animal cells produced through precision fermentation.

The four most important arguments supporting my strong statement have always been:

  1. In a cultured meat reactor, you create individual cells without structure. Therefore, carriers are required. These technologies have already been invented in the plant-based world.
  2. The costs associated with these cells are enormous, particularly higher than those of, for example, algae. I don’t believe these proteins (in their dry form) will become cheaper than, say, €20 per kg, whereas a reasonable target should be below €7-10 per kg.
  3. Over the coming years, consumers will become increasingly accustomed to the taste of plant-based alternatives. I anticipate that in the long run, the latent demand for cultured meat will decrease.
  4. The life cycle assessments (LCAs) of cultured meat (which doesn’t even exist yet) will be less favorable than the promises often presented in popular media or the startup world.

Be careful thus with the cultured meat promise:

Argument 1: The Importance of Structure in Plant-Based Products:

The success of plant-based meat substitutes heavily relies on the ability to recreate the desirable textures found in traditional animal-based products. We recognized early on that consumers not only seek the flavors associated with meat but also crave the familiar mouthfeel and texture. By leveraging extruder technology, we have made significant strides in replicating these textures, providing consumers with a compelling plant-based alternative. This focus on structure sets us apart from the cultured meat industry, as we firmly believe that textures play a pivotal role in consumer acceptance.

Argument 2: Strategic Decision: The Limitations of Cultured Meat:

In the past five years, we deliberately chose not to pursue cultured meat as a core area of research and development at TOP. This decision stems from several key considerations that highlight the limitations and challenges associated with cultured meat production.

Firstly, cultured meat reactors produce individual cells without inherent structure. To create structurally coherent products, additional carriers or scaffolding techniques are required. Interestingly, these technologies have already been developed within the plant-based sector, providing a viable solution to the structural challenges faced by cultured meat production.

Secondly, the cost of producing cultured meat cells remains a significant obstacle. Comparatively, the production costs of proteins derived from cultured cells, such as fat cells or meat cells, are higher than those of alternative sources like algae. Achieving cost competitiveness is crucial for the widespread adoption of plant-based alternatives, and the current cost projections for cultured meat proteins are not aligned with this goal.

Furthermore, as the plant-based industry continues to advance, consumers are becoming more accustomed to the taste and quality of plant-based products. Over time, this increasing familiarity and preference for plant-based alternatives could reduce the latent demand for cultured meat.

Argument 3: Future Outlook: Hybrid Products and Precision Fermentation:

Looking ahead, we envision a future where cultured meat products will emerge in hybrid solutions too, combining plant-based meat substitutes with a small percentage (around 10-30%) of animal cells derived through precision fermentation. This approach holds potential for achieving a balance between flavor, texture, and sustainability. By harnessing the power of precision fermentation, we can produce animal cells in a controlled environment, ensuring efficient resource utilization and reducing the environmental footprint.

Summary and Conclusion:

In conclusion, our extensive experience and research in the plant-based industry have led us to make a deliberate choice to focus on creating plant-based meat substitutes rather than pursuing cultured meat. The ability to replicate textures and flavors has been a driving force in the widespread acceptance of plant-based alternatives. Moreover, the limitations and challenges associated with cultured meat, including the need for structural development, high production costs, and changing consumer preferences, have influenced our strategic decision.

We anticipate that the future of cultured meat lies in the realm of hybrid products, combining plant-based ingredients with animal cells produced through precision fermentation. This approach holds promise for delivering products that align with consumer demands for taste, texture, and sustainability.

By leveraging our expertise in plant-based product development and the development of new structuring technologies that can be applied at industrial throughputs, we aim to continue contributing to the advancement of sustainable and delicious alternatives to traditional meat consumption.

10 thoughts on “From a Plant-Based Pioneers to Hybrid Solutions? – A fifteen year Journey of Innovation and a strong statement about the cultured meat industry becoming a precision fermentation ingredient industry.

  1. Beste Wouter, interessante bijdrage waarin ik kijkend naar deze industrie van kweekvlees niet kan ontkennen dat er vorderingen worden gemaakt maar dat idd het lastig is om de structuur zoals wij die kennen, kan worden nagebootst.

    De hybride vorm is een interessante gedachten waarbij kweekvlees bedrijven als toeleverancier worden gezien in de huidige industrie. Hierbij vraag ik mij wel af dat, wanneer de kostprijs van vlees afkomstig van slachthuizen aanzienlijk lager blijft, er dan niet veel zal veranderen voor het concreet maken van dit concept.

    Een ander aspect is dat veel technologie in de kweekvlees industrie in de R&D fase nog veel weg heeft van zoals cellkweek in biopharma wordt toegepast. Deze technieken opschalen zijn gebaseerd op lage schaal vs hoge kwaliteit terwijl we moeten naar hoge schaal productie moeten maar met een ander design voor kwaliteit.

    Tenslotte de consument jij en ik. Zoals plantaardige alternatieven het niet halen bij een echt stuk vlees qua smaak, textuur etc. Is het belangrijk dat juist de consument deze ontwikkelingen omarmt. Om dit te doen is het belangrijk om de keten van begin tot einde zo dicht mogelijk bij de consument te brengen. Kweekvlees moet niet worden geïntroduceerd als exact hetzelfde als echt vlees maar als een alternatief. Net zoals wij rijst en pasta producten hebben omarmd als koolhydraat vervangers van datgene wat wij altijd gewend waren als aardappel eters zal de acceptatie van voedsel verandering meespelen in de acceptatie van kweekvlees; de mensheid is flexibeler in aanpassen dan wij denken. Daarom vermoed ik dat de consument de textuur loslaat in de wetenschap dat er wordt bijgedragen aan het milieu en alle negatieve aspecten ben ik er van overtuigd dat kweekvlees een plek krijgt op het wekelijkse menu van miljoenen consumenten. Een bewijs hiervan is hoe snel de afgelopen jaren in opkomende economieën kweekvlees als alternatief wordt geaccepteerd.

    Het wordt tijd dat de regulering in Europa wordt vrijgegeven zoals recentelijk in de US. Dan kunnen investeringen en concepten worden uitgevoerd om de hybride of alternatieve vorm van kweekvlees echt te realiseren; en dat zal een game changer zijn van deze eeuw.

    Groet Zeger de Vente

    1. Een saaie reactie van me: eens!

      Het grootste punt is opschaling, er wordt inderdaad teveel vanuit Pharma-kennis gekeken naar dit domein, terwijl opschaling (schaalvergroting, kostprijsverlaging) eerder door voedseltechnologen, procestechnologen en WTB-ers opgepakt zou moeten worden. Europa moet daarom meer toestaan (of helemaal vrijgeven of via fieldlabs).

      En de consument? We gaan het zien. Ik denk zelf dat textuur wel degelijk belangrijk blijft.

  2. Eerlijk zijn en de verwachtingen managen: kweekvlees zal in eerste instantie in combinatie met plantaardige toevoegingen commercieel levensvatbaar worden. “We moeten als industrie eerlijk zijn over wat kweekvlees niet is”, zegt Patricia Bubner van Orbillion Bio. “En dat is op de moment niet een perfecte biefstuk aan één stuk.”

    De huidige kweekvleesproducten zijn vooral smaakbepalende ingrediënten om plantaardig vlees op smaak te krijgen. “Zelfs met een toevoeging van 10% gekweekt vlees [en 90% plantaardig vlees] zien we in onze interne proefpanels dat het al veel beter is dan het plantaardige product,omdat de bijsmaken verdwijnen,” zegt Krijn de Nood van Meatable.

    Alle startups worstelen nog met de ideale schaalgrootte. “We hebben een technisch-economische analyse gedaan en we zien een sweet spot bij 10 kubieke meter met upside voor 50 kubieke meter (50.000 liter),”zegt De Nood. Zijn concullega’s mikken op 10.000 à 20.000 liter. “Boven de 24.000 liter is nog niets met succes gedaan in zoogdiercelkweek,” geeft Bubner toe.

    Een belangrijke ontwikkeling is de overstap van een groeimedium met aminozuren van farmaceutische kwaliteit op een nieuw food grade medium. Dat is om te beginnen veel goedkoper, maar levert ook veel minder CO2-uitstoot op. Onlangs kwam een studie naar buiten waarin de footprint van kweekvlees een kwart hoger uitkwam dan die van echt rundvlees. De Nood: “We hebben onze eigen levenscyclusanalyse gedaan en op het gebied van broeikasgasemissies zijn we meer dan 95% beter dan rundvlees en 80% beter dan varkensvlees. De studie van UC Davis gaat uit van een medium van farmaceutische kwaliteit, terwijl meer dan twee derde van de ingrediënten die wij gebruiken van voedselkwaliteit zijn. Ook gebruikten ze een erg lang en inefficiënt kweekproces, met een extreem hoge mediumconsumptie. Ons verbruik is veel lager.”

    Tenslotte spelen ook de gekozen cellijnen een rol. Meatable gebruikt ‘pluripotente stamcellen’. “Het zijn eigenlijk hele vroege stamcellen die elk celtype kunnen worden. We vinden ze leuk omdat ze heel snel delen en in aggregaten groeien. De uitdaging bij het gebruik van dat celtype is dat als je wilt dat honderd cellen spiercellen worden, slechts 30 of 40 dat ook daadwerkelijk doen,” zegt De Nood. Met een gepatenteerde technologie zijn alle cellen in een paar dagen in de gewenste richting te sturen. SCiFi Foods gebruikt Crispr-technologie om satellietcellen uit runderspieren optimale prestatiekenmerken mee te geven. “De kosten van dierlijke celkweek worden voornamelijk bepaald door het gedrag van de cellen,” zegt Joshua March van dat bedrijf. “Als je een cel uit een dierlijke spier neemt, vertoont die allerlei gedragingen die niets te maken hebben met hoe hij smaakt, maar die hem wel erg duur en ingewikkeld maken om te kweken.” Zo willen ze vast groeien aan andere cellen of aan een oppervlak of groeien ze alleen in aanwezigheid van signaalmoleculen of dure groeifactoren. “Maar al deze gedragingen kunnen worden veranderd met behulp van genetische manipulatie en synthetische biologie. En dus zien we dat als de snelste en meest betrouwbare manier om die problemen op te lossen en kosteneffectieve producten te maken die relatief eenvoudig kunnen worden opgeschaald.”

    Kweekvlees ondervangt de (intensieve) dierhouderij. “Het is een stuk schoner dan het kweken van een dier, het doden ervan en alle fecale verontreiniging en wat al niet meer,” zegt Bubner. De Nood is nog uitgesprokener. “Wat wij kunnen bieden is echt vlees zonder compromissen. En als we in staat zijn om de kosten op te schalen naar [gelijkwaardig aan echt vlees], zie ik geen reden waarom je het niet zou kopen. Je zou wel gek zijn om te zeggen ‘ik wil dat dode dier.”

Leave a reply to Wouter de Heij Cancel reply