De voedingsproducten van morgen worden gekweekt met data en algoritmes

Wie de productiesite van axabio binnenstapt, krijgt geen traditionele akker, serre of open kweekvijver te zien. De spin-out van het Belgische chemiebedrijf Proviron kweekt microalgen in verticale, gesloten fotobioreactoren. Daaruit haalt het astaxanthine, een natuurlijke antioxidant die wordt gebruikt in voedingssupplementen en cosmetica. “Het wordt soms de koning der antioxidanten genoemd”, zegt Maarten Muys, Head of R&D bij axabio. “Astaxanthine is tot 6.000 keer krachtiger zijn dan vitamine C en 550 keer krachtiger dan vitamine E.”

In een open systeem zijn microalgen afhankelijk van wisselende weersomstandigheden en kunnen ongewenste stoffen in de kweek terechtkomen. Axabio werkt daarom met gepatenteerde, gesloten reactoren waarin vrijwel elke groeiparameter kan worden aangepast. “We sturen het licht, de temperatuur, de zuurtegraad en de samenstelling van het groeimedium volledig bij volgens de behoeften van de alg”, legt Muys uit. “Daardoor kunnen we microalgensoorten kweken die in andere systemen erg moeilijk te telen zijn. Bovendien vermijden we dat contaminanten zoals zware metalen of stof in de reactoren terechtkomen.”

Een digitale kweker

Het gebruik van eigen ontwikkelde AI maakt deze controle nog preciezer. Slimme sensoren registreren voortdurend wat zich in de reactoren afspeelt. De technologie verwerkt de grote hoeveelheid data en zet die om in modellen die voorspellen hoe de productie het best wordt aangestuurd. “We hebben een smart grid-technologie ontwikkeld waarbij sensoren continu datapunten verzamelen over onder meer het licht, de temperatuur en het groeimedium”, zegt Muys.

“Dit gaat om miljoenen gegevens die we analyseren om beslissingsmodellen te bouwen. Die sturen de groeicondities automatisch bij en helpen ons bovendien om het optimale oogstmoment te bepalen. Op die manier kunnen we zes tot tien keer meer microalgen produceren dan met oudere reactortechnologieën”, gaat hij verder. Deze slimme technologie zorgt echter niet alleen voor efficiëntiewinst. “Omdat we ook veel gerichter kunnen sturen welke stoffen de algen aanmaken, is ons eindproduct van een betere biochemische kwaliteit.”

Die redenering is tegenwoordig op veel plaatsen in de voedingsindustrie merkbaar. Zo ook bij het Britse Multus, dat zich toelegt op de ontwikkeling van groeimedia voor kweekvlees. Dat zijn vloeistoffen met onder meer suikers, aminozuren, zouten en groeifactoren waarin dierlijke cellen zich kunnen vermenigvuldigen. Hierin de juiste samenstelling vinden, is complex. Elk celtype reageert anders en klassieke experimenten vragen veel tijd en geld. Via het eigen MediOP-platform combineert Multus machine learning daarom met gerobotiseerde laboratoriumproeven. De algoritmes analyseren biologische data en voorspellen welke samenstelling de beste resultaten oplevert op het vlak van celgroei, stabiliteit, kostprijs en schaalbaarheid.In het geval van Multus moeten de algoritmes vooral begrepen worden als een versnellingsmechanisme voor de verdere ontwikkeling van kweekvlees. De technologie helpt dus de onzichtbare infrastructuur bouwen waarop deze nieuwe voedingsindustrie moet rusten. Zonder betaalbare en betrouwbare groeimedia blijft kweekvlees, een voedingsinnovatie waar de voorbije jaren heel veel rond beweegt, immers moeilijk op grote schaal te produceren.

Sectoroverstijgende opportuniteiten

Zowel Multus als axabio illustreren met andere woorden hoe AI onze voedingsproductie vandaag al hertekent. Deze evolutie biedt bovendien ook economisch en geopolitiek heel wat opportuniteiten. Dat geldt niet in het minst voor de algen. “Want hoewel Vlaanderen vandaag nog een kleine producent is in vergelijking met bijvoorbeeld Zuid-Europa en Azië, neemt het Vlaamse ecosysteem een duidelijke voortrekkersrol op in de valorisatie van microalgen en de bioactieve stoffen die ze bevatten”, stelt Johan Robbens van het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO).

“Dat is van groot belang, want die hoogwaardige componenten maken het economische verhaal uiteraard veel interessanter dan de productie van goedkope biomassa”, gaat Robbens verder. Bovendien gaat het verhaal breder dan enkel de voedingssector. “Microalgen kunnen componenten uit laagwaardige reststromen opnieuw omzetten in hoogwaardige producten. Daardoor kunnen ze een belangrijke schakel vormen in de circulaire economie”, zegt Veerle Campens van het Agentschap Landbouw en Zeevisserij.

Om dat potentieel de komende jaren meer te gaan benutten, moeten producenten, afnemers, onderzoekers en investeerders elkaar gemakkelijker vinden. Via het Vlaams Aquacultuur Platform en de B2BE Facilitator probeert de overheid daarom samenwerking, kennisdeling en toegepast onderzoek te versterken. “Daarnaast is de regelgeving niet volledig op microalgen afgestemd. We willen daarom voor meer zichtbaarheid en een duidelijker kader zorgen”, aldus Campens. Axabio wil die rugwind gebruiken om internationaal te groeien. “Binnen vijf jaar willen we marktleider zijn in de productie van microalgen in gesloten systemen, en meer bepaald van sterke antioxidanten uit microalgenbiomassa”, besluit Muys.