3D-printen geeft nieuwe dimensie aan plantaardige eiwitproducten

Met 3D-printen kan de textuur en structuur van vleesvervangers worden verbeterd. Dat zorgt voor meer smaak, minder toevoegingen en mogelijkheden voor nieuwe producten. Om van de techniek echt een succes te maken, is opschaling nodig. Dat vraagt om innovatie en samenwerking, aldus Bart Fischer van TNO.

Bart Fischer richt zich als Senior Business Developer bij onderzoeksorganisatie TNO op het versnellen van de ontwikkeling van innovatieve voedselverwerkingstechnologieën, waaronder 3D-printen. In dit artikel vertelt hij over de kansen en uitdagingen.

Welke ontwikkelingen zijn er de afgelopen jaren geweest op het gebied van 3D-printen van voedsel?

“Het 3D-printen begon met het maken van leuke vormen, zoals innovatieve pastavormen. Inmiddels richten we ons op twee gebieden: gepersonaliseerde voeding en alternatieve eiwitten. Op het gebied van gepersonaliseerde voeding hebben we afgelopen jaar een onderzoek uitgevoerd in samenwerking met Defensie en Ziekenhuis Gelderse Vallei. Hierbij voerden we variabelen in, zoals leeftijd, gewicht, BMI en lichaamsbeweging. Aan de hand van het daaruit voortvloeiende voedingsadvies, creëerde het apparaat een afgebakken product. De voeding was volledig gepersonaliseerd, niet alleen wat betreft vezels en eiwitten, maar ook bepaalde macro- en micronutriënten, zoals vitamines. De testperiode was te kort voor het op wetenschappelijke wijze meten van effecten. Desondanks zijn allerlei positieve effecten waargenomen, zoals een betere stoelgang en verhoogde alertheid.

Daarnaast houden we ons bezig met alternatieve eiwitten. De vis- en vleesvervangers die in de supermarkt liggen, zijn relatief simpele producten. Ze zijn heel waardevol, omdat ze hebben gezorgd voor een eerste kennismaking met plantaardig. Inmiddels ontstaat er behoefte aan de vleesvervanger 2.0 met meer textuur en structuur voor een beter mondgevoel en dus ook een betere smaak. Hierbij kan 3D-printen een belangrijke rol spelen, vooral als het printen wordt gecombineerd met nieuwe foodprocessingtechnologieën.”

Inmiddels ontstaat er behoefte aan de vleesvervanger 2.0 met meer textuur en structuur voor een beter mondgevoel

Op welke manier verbetert het 3D-printen de structuur en textuur?

“Plantaardige eiwitten vormen een soort kluwen, terwijl vlees uit langgerekte spiervezels bestaat. Om deze vezels met plantaardige eiwitten na te bootsen, moet je de eiwitkluwen uit elkaar trekken. Vervolgens leg je de strengen op een bepaalde manier neer. Daardoor verbetert het mondgevoel en de smaakbeleving. Zo kom je dichter bij de belevening die mensen gewend zijn. Een ander voordeel is dat de verwerking heel mild is, waardoor de plantaardige eiwitten niet zo’n bittere nasmaak krijgen. Daardoor zijn minder toevoegingen nodig om de smaak te maskeren, wat zorgt voor een beter product.”

Het 3D-printen zorgt voor een milde verwerking, waardoor de plantaardige eiwitten niet zo’n bittere nasmaak krijgen

Voor welke producten is deze techniek het meest interessant?

“3D-printers kunnen sneller complexer voedsel maken, zoals een plantaardige steak, zalm, of kabeljauw. Inmiddels past een aantal bedrijven de techniek toe. Redefine Meat maakt met behulp van 3D-printen biefstuk, die bij restaurant Loetje wordt geserveerd. En het Oostenrijkse bedrijf Revo Foods produceert maakt een plantaardige zalm voor de retail.”

Lees ook: Plantaardige biefstuk Redefine Meat in supermarktschap

Is de 3D-technologie al zover dat de plantaardige vervangers vis en vlees vrijwel volledig kunnen nabootsen?

“Dat hangt met name van het product af. Ik heb heel goede plantaardige zalm en tonijn gezien, maar ook producten die nog minder goed zijn. Ik ben ervan overtuigd dat we de beste printers in de wereld hebben die zeer nauwkeurig vis en vlees kunnen nabootsen, maar het eindresultaat hangt ook sterk af van het inputmateriaal.”

Welk inputmateriaal is het meest geschikt?

“In principe maakt het niet uit welk materiaal je in de printer stopt, zolang dit aan twee voorwaarden voldoet: een goede stevigheid en smaak. Bij 3D-foodprinten is het heel belangrijk dat het product overeind blijft staan, ook als het na het printen een bewerking ondergaat, zoals bakken, koken, of grillen. Daarnaast moet je goed nadenken over de smaak, want veel plantaardige eiwitten hebben een bittere nasmaak. Ik merk dat de meest succesvolle producten worden gemaakt met een basis van mycoproteïne.”

TNO heeft allerlei oplossingen om het 3D-printen schaalbaar te maken, maar daarvoor zijn bedrijven nodig die de stap durven zetten

Hoever zijn jullie met de ontwikkeling?

“Wij zijn verder dan het lab-stadium. We kunnen producten maken; de technologie werkt. Alleen nog niet volledig op schaal.”

Wat is hiervoor nodig?

“Er zijn twee grote uitdagingen op het gebied van opschaling. De eerste heeft te maken met de benodigde technologie en het design van de machine. Dit gaat niet alleen over de snelheid van productie, maar ook de schoonmaakbaarheid van de technologie, met name in het gedeelte waarin de vezels ‘ontvouwd’ worden. Daarom werken we aan een nieuw, compacter model dat gemakkelijker schoongemaakt kan worden en daarmee kan bijdragen aan meer productieve uren. Een andere uitdaging is de innovatiekracht van bedrijven. TNO heeft allerlei oplossingen om het 3D-printen schaalbaar te maken, maar daarvoor zijn bedrijven nodig die deze stap durven te zetten. Buitenlandse ondernemingen zijn onder de indruk van wat we allemaal kunnen, terwijl Nederlandse bedrijven veel sceptischer zijn en de techniek als duur en langzaam bestempelen.”

Is dat terecht?

“Nee, die perceptie is zeer gedateerd. De 3D-productie zal qua prijs voorlopig niet  kunnen concurreren met een kipstukjesmachine, maar dat hoeft ook niet. Voor (duurdere) producten waarvoor een goede structuur vereist is, kan 3D veel toegevoegde waarde bieden. Naast vis- en vleesvervangers zie ik ook kansen voor hybride producten. Door vlees, vis én plantaardig te combineren, ontstaat een compleet nieuwe categorie eiwitrijke producten.”

Door vlees, vis én plantaardig te combineren, ontstaat een compleet nieuwe categorie eiwitrijke producten

En het prijsverschil?

“De 3D-geprinte producten zijn iets duurder, maar op zich valt het prijsverschil mee. Zo wordt de plantaardige zalm van Revo voor € 4 per 100 gram in de markt gezet. Dat is geen buitensporig hoge prijs. Na opschaling zal de prijs van 3D-geprinte producten verder dalen, terwijl ik verwacht dat de vleesprijs zal stijgen. Daardoor groeien de categorieën steeds meer naar elkaar toe.”

Hoe denken consumenten over 3D-printen?

“De meeste consumenten staan niet stil bij de technologie achter een product. Ze willen gewoon lekkere, smaakvolle voeding.”

Hoe zie je de toekomst van 3D-foodprinten?

“Het 3D-printen moet in mijn ogen onderdeel zijn van een breed scala aan verwerkingstechnologieën. De meeste kansen liggen in een samengestelde oplossing: 3D-printen in combinatie met innovatieve foodprocessing-technologieën. Als TNO willen we de innovatie stimuleren. We kunnen bedrijven helpen met productontwikkeling door te kijken welke nieuwe dimensie 3D-printen aan hun producten kan geven. Daarnaast werken we samen met machinebouwers om de technologie verder te verbeteren.”

Het 3D-printen moet onderdeel zijn van een breed scala aan verwerkingstechnologieën

Zie je ook kansen in gepersonaliseerde eiwitrijke voeding?

“Ja, maar het is extreem complex om dat gefinancierd te krijgen. Iedereen is ervan overtuigd dat het serveren van beter eten in ziekenhuizen en bejaardentehuizen bijdraagt aan een betere gezondheid, maar het is een andere vraag wie ervoor wilt betalen en voordeel erbij heeft als patiënten eerder naar huis kunnen.”

Welke boodschap heb je voor productontwikkelaars?

“Zet in op innovatie. Nederland is een voedselproducerend land met een uitstekende exportpositie. Om deze te behouden, is innovatie op het gebied van plantaardige eiwitten essentieel. Dat vraagt om samenwerking over de keten heen. Niet alleen het bedrijfsleven, maar ook de overheid, het onderwijs, supermarkten en technici. Alleen dan kunnen we onze kansen pakken.”

Met 3D-printen kan de textuur en structuur van vleesvervangers worden verbeterd. Dat zorgt voor meer smaak, minder toevoegingen en mogelijkheden voor nieuwe producten. Om van de techniek echt een succes te maken, is opschaling nodig. Dat vraagt om innovatie en samenwerking, aldus Bart Fischer van TNO.

Bart Fischer richt zich als Senior Business Developer bij onderzoeksorganisatie TNO op het versnellen van de ontwikkeling van innovatieve voedselverwerkingstechnologieën, waaronder 3D-printen. In dit artikel vertelt hij over de kansen en uitdagingen.

Welke ontwikkelingen zijn er de afgelopen jaren geweest op het gebied van 3D-printen van voedsel?

“Het 3D-printen begon met het maken van leuke vormen, zoals innovatieve pastavormen. Inmiddels richten we ons op twee gebieden: gepersonaliseerde voeding en alternatieve eiwitten. Op het gebied van gepersonaliseerde voeding hebben we afgelopen jaar een onderzoek uitgevoerd in samenwerking met Defensie en Ziekenhuis Gelderse Vallei. Hierbij voerden we variabelen in, zoals leeftijd, gewicht, BMI en lichaamsbeweging. Aan de hand van het daaruit voortvloeiende voedingsadvies, creëerde het apparaat een afgebakken product. De voeding was volledig gepersonaliseerd, niet alleen wat betreft vezels en eiwitten, maar ook bepaalde macro- en micronutriënten, zoals vitamines. De testperiode was te kort voor het op wetenschappelijke wijze meten van effecten. Desondanks zijn allerlei positieve effecten waargenomen, zoals een betere stoelgang en verhoogde alertheid.

Daarnaast houden we ons bezig met alternatieve eiwitten. De vis- en vleesvervangers die in de supermarkt liggen, zijn relatief simpele producten. Ze zijn heel waardevol, omdat ze hebben gezorgd voor een eerste kennismaking met plantaardig. Inmiddels ontstaat er behoefte aan de vleesvervanger 2.0 met meer textuur en structuur voor een beter mondgevoel en dus ook een betere smaak. Hierbij kan 3D-printen een belangrijke rol spelen, vooral als het printen wordt gecombineerd met nieuwe foodprocessingtechnologieën.”

Inmiddels ontstaat er behoefte aan de vleesvervanger 2.0 met meer textuur en structuur voor een beter mondgevoel

Op welke manier verbetert het 3D-printen de structuur en textuur?

“Plantaardige eiwitten vormen een soort kluwen, terwijl vlees uit langgerekte spiervezels bestaat. Om deze vezels met plantaardige eiwitten na te bootsen, moet je de eiwitkluwen uit elkaar trekken. Vervolgens leg je de strengen op een bepaalde manier neer. Daardoor verbetert het mondgevoel en de smaakbeleving. Zo kom je dichter bij de belevening die mensen gewend zijn. Een ander voordeel is dat de verwerking heel mild is, waardoor de plantaardige eiwitten niet zo’n bittere nasmaak krijgen. Daardoor zijn minder toevoegingen nodig om de smaak te maskeren, wat zorgt voor een beter product.”

Het 3D-printen zorgt voor een milde verwerking, waardoor de plantaardige eiwitten niet zo’n bittere nasmaak krijgen

Voor welke producten is deze techniek het meest interessant?

“3D-printers kunnen sneller complexer voedsel maken, zoals een plantaardige steak, zalm, of kabeljauw. Inmiddels past een aantal bedrijven de techniek toe. Redefine Meat maakt met behulp van 3D-printen biefstuk, die bij restaurant Loetje wordt geserveerd. En het Oostenrijkse bedrijf Revo Foods produceert maakt een plantaardige zalm voor de retail.”

Lees ook: Plantaardige biefstuk Redefine Meat in supermarktschap

Is de 3D-technologie al zover dat de plantaardige vervangers vis en vlees vrijwel volledig kunnen nabootsen?

“Dat hangt met name van het product af. Ik heb heel goede plantaardige zalm en tonijn gezien, maar ook producten die nog minder goed zijn. Ik ben ervan overtuigd dat we de beste printers in de wereld hebben die zeer nauwkeurig vis en vlees kunnen nabootsen, maar het eindresultaat hangt ook sterk af van het inputmateriaal.”

Welk inputmateriaal is het meest geschikt?

“In principe maakt het niet uit welk materiaal je in de printer stopt, zolang dit aan twee voorwaarden voldoet: een goede stevigheid en smaak. Bij 3D-foodprinten is het heel belangrijk dat het product overeind blijft staan, ook als het na het printen een bewerking ondergaat, zoals bakken, koken, of grillen. Daarnaast moet je goed nadenken over de smaak, want veel plantaardige eiwitten hebben een bittere nasmaak. Ik merk dat de meest succesvolle producten worden gemaakt met een basis van mycoproteïne.”

TNO heeft allerlei oplossingen om het 3D-printen schaalbaar te maken, maar daarvoor zijn bedrijven nodig die de stap durven zetten

Hoever zijn jullie met de ontwikkeling?

“Wij zijn verder dan het lab-stadium. We kunnen producten maken; de technologie werkt. Alleen nog niet volledig op schaal.”

Wat is hiervoor nodig?

“Er zijn twee grote uitdagingen op het gebied van opschaling. De eerste heeft te maken met de benodigde technologie en het design van de machine. Dit gaat niet alleen over de snelheid van productie, maar ook de schoonmaakbaarheid van de technologie, met name in het gedeelte waarin de vezels ‘ontvouwd’ worden. Daarom werken we aan een nieuw, compacter model dat gemakkelijker schoongemaakt kan worden en daarmee kan bijdragen aan meer productieve uren. Een andere uitdaging is de innovatiekracht van bedrijven. TNO heeft allerlei oplossingen om het 3D-printen schaalbaar te maken, maar daarvoor zijn bedrijven nodig die deze stap durven te zetten. Buitenlandse ondernemingen zijn onder de indruk van wat we allemaal kunnen, terwijl Nederlandse bedrijven veel sceptischer zijn en de techniek als duur en langzaam bestempelen.”

Is dat terecht?

“Nee, die perceptie is zeer gedateerd. De 3D-productie zal qua prijs voorlopig niet  kunnen concurreren met een kipstukjesmachine, maar dat hoeft ook niet. Voor (duurdere) producten waarvoor een goede structuur vereist is, kan 3D veel toegevoegde waarde bieden. Naast vis- en vleesvervangers zie ik ook kansen voor hybride producten. Door vlees, vis én plantaardig te combineren, ontstaat een compleet nieuwe categorie eiwitrijke producten.”

Door vlees, vis én plantaardig te combineren, ontstaat een compleet nieuwe categorie eiwitrijke producten

En het prijsverschil?

“De 3D-geprinte producten zijn iets duurder, maar op zich valt het prijsverschil mee. Zo wordt de plantaardige zalm van Revo voor € 4 per 100 gram in de markt gezet. Dat is geen buitensporig hoge prijs. Na opschaling zal de prijs van 3D-geprinte producten verder dalen, terwijl ik verwacht dat de vleesprijs zal stijgen. Daardoor groeien de categorieën steeds meer naar elkaar toe.”

Hoe denken consumenten over 3D-printen?

“De meeste consumenten staan niet stil bij de technologie achter een product. Ze willen gewoon lekkere, smaakvolle voeding.”

Hoe zie je de toekomst van 3D-foodprinten?

“Het 3D-printen moet in mijn ogen onderdeel zijn van een breed scala aan verwerkingstechnologieën. De meeste kansen liggen in een samengestelde oplossing: 3D-printen in combinatie met innovatieve foodprocessing-technologieën. Als TNO willen we de innovatie stimuleren. We kunnen bedrijven helpen met productontwikkeling door te kijken welke nieuwe dimensie 3D-printen aan hun producten kan geven. Daarnaast werken we samen met machinebouwers om de technologie verder te verbeteren.”

Het 3D-printen moet onderdeel zijn van een breed scala aan verwerkingstechnologieën

Zie je ook kansen in gepersonaliseerde eiwitrijke voeding?

“Ja, maar het is extreem complex om dat gefinancierd te krijgen. Iedereen is ervan overtuigd dat het serveren van beter eten in ziekenhuizen en bejaardentehuizen bijdraagt aan een betere gezondheid, maar het is een andere vraag wie ervoor wilt betalen en voordeel erbij heeft als patiënten eerder naar huis kunnen.”

Welke boodschap heb je voor productontwikkelaars?

“Zet in op innovatie. Nederland is een voedselproducerend land met een uitstekende exportpositie. Om deze te behouden, is innovatie op het gebied van plantaardige eiwitten essentieel. Dat vraagt om samenwerking over de keten heen. Niet alleen het bedrijfsleven, maar ook de overheid, het onderwijs, supermarkten en technici. Alleen dan kunnen we onze kansen pakken.”