Achtergrond

Gekweekt leer uit Maastricht

Patrick Marx |
Materialen & Coatings, Milieu & Toxicologie

Na vlees slagen de wetenschappers van de Universiteit Maastricht erin om ook leer te kweken. Het milieuvriendelijke alternatief maakt het gebruik van runderhuiden in de toekomst wellicht overbodig.

‘Ik had me nooit gerealiseerd dat er behoefte aan gekweekt leer zou zijn’, zegt kweekvleesspecialist en hoogleraar vasculaire fysiologie aan de Universiteit Maastricht Mark Post. ‘We hebben immers kunstleer als alternatief voor echt leer, dus waarom zouden we moeite doen om uit huidcellen leer te kweken?’ Post kwam er al snel achter dat de leerindustrie een heel andere mening heeft. ‘Het is nog nooit iemand gelukt om alle eigenschappen van leer in kunstleer te vangen. Leer ademt en laat vocht door, kunststof niet’, zegt Rutger Ploem, voormalig leerlooier en -specialist.

‘Fibroblasten groeien makkelijker dan spiercellen’

Ploem bezocht Post met de vraag leer te kweken. Samen met Stef Kranendijk, voormalig bestuursvoorzitter van De Groene Zaak, en met de universiteit, richtten de mannen in 2015 Qorium op. Het bedrijf fabriceerde onlangs zijn eerste stukje gekweekt leer ter grootte van een 2-euromunt.

Traditioneel leer bestaat uit de eiwitten van de huid van bijvoorbeeld een rund. Een leerlooierij ontdoet die huid via een mechanisch en chemisch proces van vleesresten, bloedvaten, vet en haren. Wat vervolgens overblijft is de eiwitmatrix van de huid, die voornamelijk bestaat uit het eiwit collageen. Om bederf door micro-organismes te voorkomen, looi je het leer met chroomsulfaat, waarbij chroomatomen een binding aangaan met de eiwitmatrix.

Concurrerend

Bij de productie van kweekleer zijn de mechanische en chemische bewerking grotendeels overbodig. Het proces begint met een combinatie van cel- en weefselkweek. Post en zijn collega’s kweken cellen van de huid van een rund, meer specifiek fibroblasten die collageen maken, in een bioreactor. In zijn lab wijst Post op een 1 liter-bioreactor. ‘We streven naar een dichtheid van 50 miljoen cellen per milliliter, zodat we zo veel mogelijk van de voedingsstoffen omzetten in, uiteindelijk, collageen, waardoor kweekleer in prijs kan concurreren met dierlijk leer.’

Zodra Post genoeg cellen heeft, start de weefselkweek waarbij de cellen in een vlak groeien en collageen produceren. Hierbij ontstaan vanzelf verbindingen tussen de collageenvezels, oftewel crosslinks, waardoor één geheel ontstaat. ‘We gebruiken twee methodes. Bij de eerste groeien we cellaag op cellaag, waarbij de collageenvezels crosslinks vormen met de onderliggende laag. Bij de tweede methode groeien de cellen in een biologisch afbreekbare groeimal, een zogenoemde scaffold, waardoor ze gedwongen tot een bepaalde dikte groeien. Tijdens de kweek vervangen cellen het materiaal van de scaffold.’ Meer details over de aard van de scaffold wil Post nog niet kwijt.

De sterkte van leer hangt af van de groeirichting van de fibroblasten; een heterogene richting geeft steviger leer dan een homogene waarbij alle cellen keurig in het gelid liggen. Post: ‘In dat laatste geval krijgt het leer een enorme treksterkte in de groeirichting, maar geen enkele in de andere richting. We sturen de groeirichting de goede kant op met patronen in de onderlaag of de scaffold waarop de cellen groeien.’

Rechthoekige formaten

De kweek van huidcellen en leer blijkt eenvoudiger dan de kweek van vlees, vindt Post. ‘Fibroblasten groeien makkelijker dan spiercellen. Bovendien hoeven we bij de kweek van leer niet te voldoen aan strenge regels over de voedselveiligheid. We moeten wel aantonen dat ons leer geen allergische reacties veroorzaakt.’

Een eerste stukje kweekleer is klaar. Qorium werkt aan een tweede stuk van 10 x 10 x 0,15 cm. Hiermee wil het bedrijf de leerindustrie overtuigen en financiers binnenhalen voor een pilotplant. Uiteindelijk streeft het bedrijf naar de kweek van ‘kamerbreed’ leer, ofwel lappen met een oppervlak van meerdere vierkante meters. Post: ‘De biologie hebben we grotendeels onder controle. We kunnen meer cellen maken door grotere bioreactoren te gebruiken. Echter, meters grote, vlakke, verwarmde en steriele systemen voor de weefselkweek bestaan niet. Het is een flinke technische uitdaging om die te ontwikkelen.’

‘De biologie hebben we grotendeels onder controle’

Rechthoekige formaten leer geven het kweekleer een extra voordeel. Post: ‘Een dierlijke huid heeft toch een onhandige vorm, waardoor bij de verwerking tot rechthoekige lappen leer, voor bijvoorbeeld stoelen, veel snijverlies ontstaat.’ Kranen­dijk vult aan: ‘Soms gooit de meubelindustrie de helft van het leer weg, ook omdat er onvolkomenheden zoals littekens inzitten. Op maat gekweekt leer heeft die nadelen niet meer.’

Minder belastend

Uiteindelijk looi je ook het gekweekte leer, maar daarvoor zijn geen chroomzouten nodig. Kranendijk: ‘We streven naar een proces met een zo klein mogelijke milieubelasting en kijken daarom naar plantaardige looistoffen.’ Gekweekt leer heeft volgens Kranendijk meer milieuvoordelen: ‘Voor de productie van 1 kg rundleer, gedurende het leven van het rund en de verwerking daarna, is ten minste 300.000 l water nodig. We verwachten dat ons proces ten minste 90 % minder water nodig heeft.’ In zijn berekening gaat Kranendijk ervan uit dat je een rund enkel voor zijn leer gebruikt. Post: ‘Het kweekproces is een geïndustrialiseerd proces, waardoor de recycling van water uit verbruikte kweekmedia mogelijk is.’

De milieuvoordelen van kweekleer moeten de toekomstige klanten overhalen het materiaal te kopen. Volgens Kranendijk hoeft het niet moeilijk te zijn om een stuk uit de wereldwijde leermarkt te snoepen, die jaarlijks goed is voor € 70 miljard. ‘We zien dat steeds meer bedrijven die leer gebruiken, zoals autofabrikant BMW, behoefte hebben aan duurzaam geproduceerd leer dat een veel minder grote belasting op het milieu heeft. Ons product kan een grote impact op de wereldwijde leermarkt hebben.’

Deel deze pagina
Gekweekt collageen

Qorium is, voor zover bekend, het enige bedrijf ter wereld dat werkt aan de kweek van echt leer met behulp van huidcellen. Twee andere bedrijven produceren wel collageenvezels met behulp van genetisch gemodificeerde gist.

Het Amerikaanse Modern Meadow produceert collageenvezels in een, volgens de website, ‘geheime saus’. De collageenvezels ontstaan spontaan tijdens de kweek van de gist, waarbij gistcellen het collageen uitscheiden. Het eiwit vormt hierbij een drievoudige helix die weer de bouwsteen is voor een grotere 3D-structuur: collageenfibrillen. De fibrillen op hun beurt pakken samen tot collageenvezels.

Door de saus met de vezels uit te gieten op een glad oppervlak ontstaat een dun op leer lijkend biomateriaal. Ook kun je de saus sprayen op bijvoorbeeld textiel. Modern Meadow brengt dit materiaal op de markt onder de naam Zoa.

Plantaardige alternatieven

Steeds zichtbaarder in vooral de markt voor duurzame kleding zijn alternatieven voor leer op plantaardige basis. In Rotterdam bijvoorbeeld werkt Fruitleather aan de productie van biomateriaal uit de gekookte en geperste pulp van mango’s. Dit materiaal vergt nog veel ontwikkelwerk voordat het sterk genoeg is om kleding en schoenen te produceren. Heel wat verder is het Filipijnse bedrijf Pinatex, dat een alternatief voor leer maakt van de vezels uit het blad van de ananasplant. Schoenen van ananasvezels zijn inmiddels in Europa te koop.

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven