Wageningen, The Netherlands
June 27, 2025
Tomato leaves are surprisingly high in protein: up to 27 percent. This makes the leaves a potentially interesting source of protein, particularly at a time when demand for plant protein is increasing. However, large-scale application is not yet possible. PhD research by Marietheres Kleuter shows which obstacles still need to be overcome to turn tomato leaves into a valuable raw material.
“Waste doesn’t exist” - that is the premise of a circular economy. Smart and creative solutions are needed to make better use of residual streams such as plant waste. Wageningen University & Research is therefore researching ways to turn this kind of waste into something valuable.
Kleuter: "Much of the protein in tomato leaves consists of Rubisco. That is an important enzyme for photosynthesis: it helps the plant capture CO2 from the air. Ideally, you can turn this protein into a dish similar to tofu. But that’s a way off. In our experiments, the extracted protein remained green due to the chlorophyll. Which isn’t ideal - people aren’t used to green protein - but if you use it in shakes or as a dietary supplement, for example, the colour is less of a problem."
It will probably be some time before there are tomato plants in the greenhouse that not only produce fruit but also useful proteins from their leaves. "There are still many factors that make extraction difficult," Kleuter explains. "An important one is that the cell walls in the leaves form a physical barrier, making it difficult to extract the protein. The composition of the cell walls also changes as the leaves get older. That reduces the yield of extracted protein, especially from the older leaves."
Degradation in older leaves
There are more reasons why it is best to extract protein from young tomato leaves. As the leaves age, the proteins break down into smaller molecules called peptides. This is due to enzymes that break down proteins - called proteases. "In our trials, we turned off two genes that are responsible for the production of such proteases," Kleuter explains. "That worked: protein degradation was inhibited, but not until the very end of the growth period."
This was the starting point for extensive research into how proteins in tomato leaves are built up and then broken down. This was done through a so-called proteomics analysis. The analysis showed that many more genes play a role in protein content and the ability to extract that protein. These are important insights for agriculturalists. When breeding new tomato varieties, they can now look more specifically for traits that ensure the protein content remains high even as the leaves age. Which is important because using young leaves is difficult in practice. These leaves are very important for photosynthesis - and thus for the growth of the tomatoes themselves.
New protein crops
Kleuter's research links up with broader work within Wageningen University & Research aimed at finding new sources of plant protein. Such protein crops are vital due to the continued growth of the global population and the fact that the current use of animal protein is not sustainable.
A good example of this is duckweed. Under the name water lentils, this crop has now been approved by the EU as a source of food and protein. This was preceded by years of research at WUR. “Ongoing studies are also looking at how well proteins from existing varieties and variants (accessions) of agricultural and horticultural crops can be extracted in practice, for example in sugar beet," she concludes.
Eiwit winnen uit tomatenblad: veelbelovend, maar nog niet zo simpel
Tomatenblad bevat verrassend veel eiwit: tot wel 27 procent. Dat maakt het blad tot een interessante nieuwe eiwitbron, zeker in een tijd waarin de vraag naar plantaardig eiwit toeneemt. Toch is grootschalige toepassing nog niet zomaar mogelijk. Promotieonderzoek van Marietheres Kleuter laat zien welke hobbels er nog genomen moeten worden om van tomatenblad een waardevolle grondstof te maken.
‘Afval bestaat niet’ - dat is het uitgangspunt van een circulaire economie. Om reststromen zoals plantafval beter te benutten, zijn slimme en creatieve oplossingen nodig. Daarom doet Wageningen University & Research onderzoek naar manieren om dit soort afval om te zetten in iets waardevols.
Kleuter: “Een groot deel van het eiwit in tomatenblad bestaat uit Rubisco. Dat is een belangrijk enzym voor de fotosynthese: het helpt de plant om CO2 uit de lucht vast te leggen. In het ideale geval kun je van dit eiwit een gerecht maken dat lijkt op tofu. Maar zover zijn we nog niet. In onze proeven bleef het gewonnen eiwit groen door het bladgroen. Dat is niet ideaal - mensen zijn niet gewend aan groen eiwit - maar als je het gebruikt in bijvoorbeeld shakes of als voedingssupplement, hoeft die kleur geen bezwaar te zijn.”
Het duurt waarschijnlijk nog wel even voordat er tomatenplanten in de kas staan die niet alleen vruchten, maar ook bruikbare eiwitten uit hun bladeren opleveren. “Er zijn nog veel factoren die winning lastig maken”, legt Kleuter uit. “Een belangrijke is dat de celwanden in het blad een fysieke barrière vormen, waardoor het moeilijk is om het eiwit eruit te halen. Ook verandert de samenstelling van de celwanden als het blad ouder wordt. Dat maakt de opbrengst aan gewonnen eiwitten veel lager.”
Afbraak in ouder blad
Er zijn meer redenen waarom je eiwitten het beste uit jong tomatenblad kunt halen. Naarmate het blad ouder wordt, breken de eiwitten af tot kleinere moleculen, zogenaamde peptiden. Dit komt door enzymen die eiwitten afbreken – de zogeheten proteases. “In onze proeven hebben we twee genen uitgeschakeld die zorgen voor de aanmaak van die proteases,” vertelt Kleuter. “Dat werkte: de afbraak van eiwitten werd afgeremd, maar niet tot het einde van de groeiperiode.”
Dit was het startpunt voor een uitgebreid onderzoek naar hoe eiwitten in tomatenblad worden opgebouwd en weer afgebroken. Dat gebeurde via een zogenoemde proteomics-analyse. Daaruit bleek dat nog veel meer genen een rol spelen bij het eiwitgehalte en de mogelijkheid om dat eiwit te winnen. Dit zijn belangrijke inzichten voor veredelaars. Zij kunnen bij het veredelen van nieuwe tomatenrassen nu gerichter zoeken naar eigenschappen die ervoor zorgen dat het eiwitgehalte hoog blijft, ook als het blad ouder wordt. Dat is belangrijk, want jong blad gebruiken is in de praktijk lastig. Dat blad is hard nodig voor de fotosynthese - en dus voor de groei van de tomaten zelf.
Nieuwe eiwitgewassen
Het onderzoek van Kleuter sluit aan bij breder werk binnen Wageningen University & Research om nieuwe bronnen van plantaardig eiwit te vinden. Zulke eiwitgewassen zijn hard nodig, omdat de wereldbevolking blijft groeien en het huidige gebruik van dierlijke eiwitten niet houdbaar is.
Een goed voorbeeld is eendenkroos. Onder de naam waterlinzen is dit gewas inmiddels door de EU goedgekeurd als voedsel en eiwitbron. Hier ging jaren onderzoek van WUR aan vooraf. “Er lopen ook onderzoeken naar hoe goed eiwitten uit bestaande rassen en varianten (accessies) van land- en tuinbouwgewassen in de praktijk te winnen zijn, bijvoorbeeld bij suikerbieten”, besluit ze.
Topics
Species
