Van algenreactor naar voeding: een brug te ver?

Unilever heeft altijd al interesse gehad in algen. Zo’n 10 jaar geleden maakte het internationale levensmiddelenconcern – bekend van Unox-soep, Calvé-pindakaas, Magnum-ijs en De Vegetarische Slager – al bekend dat het een overeenkomst had gesloten met een Amerikaanse producent voor het leveren van olie uit algen voor verwerking in cosmetica.

In 2020 kondigde het bedrijf aan te gaan samenwerken met het Britse Algenuity. Deze startup heeft een techniek ontwikkeld om het chlorofylgehalte, en daarmee de groene kleur en de bittere smaak, van algen te verlagen.

Duurzame algen mainstream maken

Zo lopen er nog meer initiatieven, maar tot nu toe heeft het bedrijf nog geen producten met algen-ingrediënten op de markt gebracht.

“We willen het voor consumenten makkelijker maken om meer plantaardig voedsel te eten, en algen horen daar beslist bij”, vertelt biotechnology manager René Draaisma van Unilever R&D.

“Ook zien we de duurzaamheidswinst die algen bieden, en daar zijn we als duurzame onderneming gevoelig voor. Maar er is nog veel nodig voordat algen in onze producten mainstream worden. Technisch kan er al heel veel. Maar schaalbaarheid en commerciële haalbaarheid spelen ook mee. Dat kost gewoon tijd.”

Fotobioreactoren

Het interview vindt plaats bij algentechnologiebedrijf LGem in De Kwakel. Draaisma heeft de locatie uitgekozen, omdat LGem in zijn woorden ‘top of the bill’ is.

Een rondleiding langs de ongeveer 20 productie-units in het 7000 m² grote kassencomplex laat zien waar deze kwalificatie op is gebaseerd. Oprichter en commercieel directeur Sander Hazewinkel voert zijn bezoek langs de rijen van fotobioreactoren, die in verschillende formaten – van een recent gebouwd onderzoeksmodel van 5 liter tot enorme systemen van 25.000 tot 45.000 liter – staan te borrelen.

Klantspecifieke toepassingen

Alle reactoren in het AlgaeHUB-proefstation zijn in eigen huis ontwikkeld en kweken microalgen op basis van zonlicht en/of kunstlicht. De meterslange manshoge rijen van horizontale buizen bevatten uiteenlopende soorten algen, waarmee klantspecifieke toepassingen worden onderzocht.

Hoe specifiek maakt Hazewinkel duidelijk aan de hand van een voorbeeld. “Een Australisch bedrijf zocht een pigment om zijn plantaardige vleesvervangers rood te kunnen kleuren. De kleurstof hebben we hier uit een algensoort kunnen winnen.”

Groeiproces algen

Voor het groeiproces van de alg (in chemietaal ‘fotosynthese’) zijn naast licht alleen nog CO₂, stikstof en fosfaat nodig als voedingsstoffen. LGem gebruikt daarvoor kunstmest. Het water wordt continu ververst en ontdaan van verontreinigingen, zoals het zwevend materiaal dat bij de celdeling ontstaat.

Voor het oogsten van de alg heeft LGem een batterij aan machines staan, van centrifuges tot zeven en filters.

Haalbaarheidsonderzoek cruciaal

LGem verkoopt zijn fotobioreactoren aan klanten over de hele wereld en doet onderzoek om te kijken of projecten haalbaar zijn.

“Veel bedrijven hebben een algendroom. Wij testen voor hen of ze hun procesparameters kunnen behalen en de juiste uitgangspositie hebben om te kunnen produceren of op te schalen”, zegt Hazewinkel.

“Veel algenprojecten mislukken juist, omdat het productieproces onvoldoende is doorgetest. Dat bepaalt wel of je investering rendabel zal zijn.”

Licht bepaalt opbrengst

Elke algensoort, verduidelijkt Hazewinkel, vraagt bovendien een ander lichtontwerp. “Licht is de bepalende factor, maar voor de ene algensoort is dat zonlicht en voor de andere soort is dat kunstlicht, of een combinatie van beide. Kunstlicht biedt het voordeel dat je de algengroei volledig op licht kunt sturen. Onze fotobioreactoren zijn zo ontwikkeld dat ze het grootste oppervlak aan licht op kunnen vangen.”

Bij een van de omvangrijkere fotobioreactoren is het ledlicht in stroken rood en wit licht tussen de buizen met de algen aangebracht. Ook staan de buizen veel dichter op elkaar. Dit levert een hogere algenproductie per liter op, aldus Hazewinkel.

Spirulina-drankje

Als derde partij bij het interview is Sara Guaglio van FULFoods aangehaakt. Deze startup begon in 2020 en werkt samen met LGem aan de ontwikkeling van functionele ingrediënten uit algen.

Het eerste ingrediënt is een blauw antioxidant-eiwitcomplex, dat het bedrijf toepast in FUL Water. Deze frisdrank, verkrijgbaar in verschillende smaken, zoals witte perzik en framboos yuzu, is op de markt gebracht in de VS en Groot-Brittannië, maar ook in Nederland bij natuurwinkelketen Holland & Barrett en online te koop.

De felblauwe kleur van het drankje komt door het pigment phyco-cyanine uit de alg spirulina. Voor de extractie van ingrediënten beschikt FULFoods over een eigen bioraffinagetechnologie, waar het drie patenten voor heeft.

Kloof naar consument overbruggen

FUL Water is nog maar het begin. Het bedrijf wil meer voedingsproducten op basis van algen introduceren. De ontwikkeling van producten met ingrediënten als eiwitten en vetzuren (algen zijn rijk aan omega-3) zit in de pijplijn.

Volgens Guaglio heeft het drankje FUL Water een belangrijke rol gespeeld om aan grotere bedrijven te laten zien wat er op grote schaal met algen mogelijk is. Tot voor kort waren er geen algenproducten en -ingrediënten die qua technische kenmerken en vooral smaak aan de verwachtingen van voedingsproducenten konden voldoen.

Dat is absoluut nodig om de kloof tussen algenproduct en consument te overbruggen, stelt Guaglio.

“Je kunt nog zo’n gezond en milieuvriendelijk product hebben, de smaak is bepalend voor de acceptatie door de consument. We zien dat het consumentenbewustzijn intussen toeneemt, met name onder jonge mensen. Ook plantaardige proteïnen zijn steeds meer in trek, maar er is veel kritiek op soja en tarwe. Voor algen geldt dat niet, er zijn aanzienlijk minder grondstoffen en ruimte nodig om algen te produceren en bovendien zijn ze vrij van allergenen”, zegt Guaglio.

Voorbeeldfunctie

Voor Unilever kan FULFoods beslist als voorbeeld dienen van wat op het gebied van algen mogelijk is, stelt Draaisma.

“Dit soort innovators kan het pad voor ons effenen. Wij kijken er nadrukkelijk naar of we ingrediënten van producten kunnen vervangen door nieuwe ingrediënten met een lagere CO₂-voetafdruk, zoals uit algen. Hierbij nemen we ons volledige voedingsportfolio mee. Van zuivel en eieren hebben we de focus al verlegd naar plantaardige eiwitten. We maken steeds meer ‘vegan’ producten.”

Focus op plantaardige ingrediënten

Unilever volgt de ontwikkelingen rond plant-based ingrediënten in zeer brede zin, en ook die rond algen. Zowel fototrofe technieken, zoals die van LGem, als fermentatietechnieken staan op het R&D-lijstje, aldus Draaisma.

“Met de laatste hebben we in de voedingsindustrie veel ervaring. Er zijn plussen, maar ook minnen. Zo moet je kunnen concurreren met gevestigde ingrediënten, zoals soja en koolzaadolie, en vergelijkbare functionaliteiten bieden. En functionaliteit is één ding, maar de smaak is allesbepalend. De consument is daarmee de belangrijkste horde. De hamvraag is dus of je met deze nieuwe routes tot dezelfde robuuste businesscase kunt komen als bij onze commodity-producten. Het meest kansrijk zijn technieken die alle voordelen in zich hebben. Op korte termijn zullen we echter nog geen keuzes maken.”

Energie-efficiënte fotobioreactor: dit zijn de 3 pluspunten

LGem ontwikkelde een gepatenteerde fotobioreactor voor het kweken van algen. Pluspunten ten opzichte van traditionele algenreactoren:

1. Minder energieverbruik door geïntegreerde gasscrubber
   Het buizensysteem bevat niet alleen water, maar ook gassen (CO₂ en zuurstof). De uitwisseling van gassen kan zo over een groot oppervlak plaatsvinden. Het water hoeft dus minder rondgepompt te worden. Dat scheelt veel energie: de reactor verbruikt 150 W/1.000 liter in plaats van 2kW/1.000 liter. Pompen is in feite alleen nog nodig voor het reinigen van het systeem.
2. Geen biofouling meer
   Er is geen laminaire flow meer, waardoor de algen niet langer in één richting bewegen en aan de binnenkant van de glazen buizen gaan plakken.
3. Geschikt voor meer algensoorten
   In plaats van luchtpompen worden waterpompen gebruikt, waardoor de fotobioreactor ook fragiele algensoorten aankan. Het bedrijf kan zo het hele palet aan algensoorten kweken en testen.