Konzumácia mäsa v potravinách je neetická voči zvieratám a vedie k výraznému zvýšeniu škodlivých emisií do atmosféry, ktoré ovplyvňujú globálne klimatické zmeny. Dá sa táto situácia zmeniť? Je nepravdepodobné, že by sa všetci ľudia na Zemi stali vegánmi, ale mäso sa môže pestovať umelo z kmeňových buniek zvierat. Takže sa našla cesta von? Áno, hovoria vedci. Ekológovia a technológovia nie sú naozaj takí. Výroba umelého mäsa je ekonomicky stále príliš drahá - a napokon zanecháva oveľa väčšiu uhlíkovú stopu ako pestovanie konvenčného mäsa. Priaznivci nového produktu napriek tomu nestrácajú nádej na jeho uvedenie na trh v priemyselnom meradle.
V septembri ruskí výrobcovia oznámili, že sa pripájajú ku globálnemu trendu „pestovaného mäsa“. Podľa ideológov tohto odvetvia sa svalové vlákna namiesto zabíjania zvierat na mäso môžu pestovať v bioreaktore z kmeňových buniek v špeciálnom živnom médiu.
Tento výrobok je známy aj ako „mäso z skúmavky“a „čisté mäso“. Posledný uvedený termín znamená, že vaše placky budú eticky a ekologicky nezávadné.
Pôst a jej mäso
Myšlienka výroby mäsa v skúmavke (presnejšie v Petriho miske) prišla z biomedicíny: pokroky v kultivácii kmeňových buniek, 3D tlač orgánov inšpirovali aj potravinárskych technológov. Ak sa tkanivo môže v laboratóriu pestovať na transplantáciu, prečo ho pestovať na jedlo?
Princíp pestovania mäsa v zjednodušenej forme opakuje princíp pestovania akéhokoľvek tkaniva: kmeňové bunky sa izolujú zo vzorky živočíšneho svalu, ktoré sa potom množia v špeciálnom živnom médiu obsahujúcom hormóny a rastové faktory a sú nútené rozlišovať na svalové vlákna.
Proces varenia umelého mäsa v laboratóriu závodu na výrobu potravín Ochakovo.
Propagačné video:
Vzorky umelých mäsových buniek v laboratóriu závodu na výrobu potravinových prísad Ochakovo.
Podobné experimenty zamerané na získanie jedlého produktu sa v laboratóriách uskutočňujú od 90. rokov 20. storočia, ale popularizácia tejto myšlienky je do značnej miery zásluhou vedca Marka Posta z University of Maastricht (Holandsko). V roku 2013 predstavil novinárom prvý hamburger s kotletou vyrobenou z kravských svalových buniek pestovaných v jeho laboratóriu.
Pri prezentácii rezeň pripravil šéfkuchár a slávnostne ho jedli kulinárski kritici. Podľa recenzií sa výrobok vo všetkých ohľadoch podobal „tradičnému“mäsu s tým rozdielom, že nebolo také šťavnaté. V roku 2015 spoločnosť Post založila spoločnosť Mosa Meat, spoločnosť, ktorá optimalizuje produkciu mäsa v laboratóriu s cieľom uviesť tento výrobok na trh do roku 2021.
Prvý kotleta sa pestovala do troch mesiacov a stála tvorcov tristo tisíc dolárov. Prezentácia však podnietila záujem podnikov a investorov o „čisté mäso“, čo viedlo k vzniku mnohých startupov zameraných na zefektívnenie procesu. Už v roku 2017 boli náklady na svalové vlákna z laboratória 5 000 dolárov za kilogram a dnes už niekoľkokrát klesli.
Podľa spoločnosti Forbes v súčasnosti na svete vyvíja „čisté mäso“najmenej 26 spoločností, ktorých cieľom je sprístupniť výrobok masovému spotrebiteľovi.
Koľko stojí kultivácia
Predstavme si, že chceme kus takéhoto mäsa pestovať od nuly. Najprv je potrebné vybaviť laboratórium: kúpiť centrifugy, mikroskop, laminárny prietokový box pre sterilnú prácu, autokláv, CO2 inkubátor na udržanie požadovanej koncentrácie oxidu uhličitého vo východiskovej kultúre a niekoľko bioreaktorov rôznych objemov, aby sme mohli pestovať biomasu v rôznych štádiách „zrelosti“.
Potom musíte získať kmeňové bunky, z ktorých bude kultúra pestovaná. Najlepšie sa izolujú zo svalovej vzorky mladého zvieraťa (napríklad novorodenca) pomocou špeciálnej technológie, ktorá zahŕňa lýzu tkanív a výber buniek.
Vedci zapojení do optimalizácie technológie diskutujú o vytvorení biobanky kmeňových buniek, z ktorej bude možné odobrať vzorku potrebnú na výrobu - to by malo mierne znížiť náklady na proces.
Bunková kultúra sa ďalej musí pestovať v kultivačnej banke a potom postupne pestovať v niekoľkých bioreaktoroch za stáleho miešania a prevzdušňovania v živnom médiu (ak skutočne chceme pestovať veľa buniek). Potom bude potrebné bunky z bioreaktora odstrániť a naočkovať do jedlého lešenia (napríklad z kolagénu), ktoré výrobku dodá vzhľad kusu mäsa.
Celý proces bude trvať asi 40 dní, počas ktorých bude potrebné monitorovať sterilitu procesu.
Schéma navrhovaného technologického postupu pestovania mäsa v laboratóriu.
Náklady na živné médium tvoria leví podiel na konečných nákladoch na konečný produkt, pri výrobe sa spotrebujú v stovkách litrov. Analytici odhadujú, že náklady na „čisté mäso“budú porovnateľné s nákladmi na tradičné mäso, keď cena jedného litra média nebude oveľa vyššia ako jeden dolár.
Medzitým to stojí v najlacnejšej verzii viac ako tristo dolárov za liter.
Ako optimalizovať vaše prostredie
Médium má komplexné zloženie a musí obsahovať požadované bielkoviny, lipidy, soli, aminokyseliny, vitamíny a hormóny. Vývojári si sami stanovili úlohu, po prvé, zbaviť sa zdrojov živočíšneho pôvodu (napríklad fetálne teľacie sérum, ktoré sa často pridáva do média, aby poskytlo požadované zloženie), a po druhé, aby sa médium stalo čo možno lacnejším.
Za týmto účelom sa vedci snažia minimalizovať počet zložiek, zbierať médiá z rekombinantných proteínov (to znamená tých, ktoré sú produkované v mikroorganizmoch, ako sú E. coli a kvasinky) a hľadať vhodné rastlinné zložky.
Podľa výpočtov odborníkov z The Good Food Institute môže byť kultivačné médium znížené o cenu ďalších 10 až 1000-krát, ak je optimalizovaná produkcia rekombinantných rastových faktorov - najdrahšie zložky média, bez ktorých kmeňové bunky jednoducho nebudú rásť a diferencovať.
Zoznam zložiek média s uvedenými nákladmi na 20 000 litrov.
Závod Ochakiv Food Ingredients, o ktorom sa diskutovalo na začiatku článku, uvádza, že prvý 40 gramový kus mäsa ich stál 900 tisíc rubľov. Táto suma nezahŕňala laboratórne vybavenie, na ktoré sa vynaložilo ďalších 9 miliónov rubľov.
Riaditeľ podniku Alexander Savkov potvrdil, že hlavné náklady spojené s pestovaním buniek klesli na rastové médium. Je pravda, že vo svojom laboratóriu používali dovážané prostredie švajčiarske, ktoré sa používa v biomedicíne. Hlavné úsilie technologov podniku, rovnako ako ich zahraničných kolegov, bude zamerané na vytvorenie lacného analógu.
Technológovia čelia skutočne náročným úlohám, pretože „čisté mäso“sa bude musieť pestovať vo veľkom meradle - oveľa väčšie ako v súčasnosti v tomto odvetví rastú bunky cicavcov, ktoré sa napríklad používajú na výrobu protilátok.
Čo sa deje s kravami
Okrem zjavného etického aspektu (zabíjanie zvierat), ktorý núti mnohých ľudí stať sa vegetariánmi, spôsobuje chov hospodárskych zvierat značné škody na životnom prostredí. Chov hospodárskych zvierat prispieva 14,5% k celkovým emisiám skleníkových plynov do atmosféry a pasienky a krmoviny predstavujú 80 percent poľnohospodárskej pôdy.
Chov zvierat súčasne dodáva iba 37 percent bielkovín v potrave. Dominantnými skleníkovými plynmi z hospodárskych zvierat sú metán z hovädzieho dobytka. Pokiaľ ide o urýchlenie globálneho otepľovania, je to 28-krát nebezpečnejšie ako oxid uhličitý.
Najväčší príspevok k emisiám však neprodukujú samotné hospodárske zvieratá, ale činnosti zamerané na ich údržbu - likvidácia hnoja, výroba hnojív, orba pôdy a výroba krmív. Podľa predpovedí Organizácie OSN pre výživu a poľnohospodárstvo sa do roku 2050 zvýši dopyt po živočíšnych produktoch o 70 percent. Vyzerá to, že toto odvetvie naozaj potrebuje optimalizáciu.
Tieto fakty používajú vývojári „čistého mäsa“, keď sa obracajú na investorov. Sľubujú, že ak bude úspešný, podiel „tradičného“mäsa na trhu v nasledujúcich 20 rokoch klesne na 40 percent a počet hovädzieho dobytka sa zníži z jednej a pol miliardy na niekoľko desiatok tisíc.
Najmä spoločnosť Mosa Meat tvrdí, že na výrobu tohto produktu bude potrebné o 99 percent menej pôdy a o 96 percent menej vody ako v prípade bežných hospodárskych zvierat a emisie skleníkových plynov sa znížia o 96 percent.
Čí cesta je horšia
Vedci však už spochybňujú bezpodmienečnú ekologickú šetrnosť mäsa z skúmavky. Vedci z Oxfordu vypočítali, aká uhlíková stopa zanechá produkciu „čistého mäsa“v bioreaktore na živnom médiu obsahujúcom cyanobakteriálny extrakt a rastové faktory produkované v bunkách E. coli.
Výpočty zahŕňali nielen faktory, ako je výroba hnojív na pestovanie siníc, ale aj elektrina vynakladaná na sterilizáciu zložiek média. Model bol zostavený pre tri miesta s rôznymi „uhlíkovými nákladmi“na výrobu elektriny - Thajsko, Španielsko a Kalifornia.
V závislosti od výrobnej technológie sa výsledky pohybovali od 1,7 do 25 kilogramov ekvivalentu oxidu uhličitého na kilogram produktu. Vedci zároveň odhadli šírenie hodnôt uhlíkovej stopy pri produkcii kilogramu hovädzieho mäsa na 28 až 43 kilogramov ekvivalentov CO2.
Porovnanie dlhodobého vplyvu tradičnej výroby hovädzieho mäsa (Švédsko, Brazília, USA) a pestovaného mäsa podľa rôznych scenárov (pestovaných) na globálne otepľovanie. Schéma predpokladá, že hovädzie mäso nahradí pestované mäso.
Hoci na prvý pohľad má pestované mäso v porovnaní s hovädzím mäsom ekologickú výhodu, autori tejto práce pripomenuli, že hlavný prínos k hodnote uhlíka v hovädzom mäse pochádza z metánu. Jeho životnosť v atmosfére je 12 rokov, zatiaľ čo oxid uhličitý sa odtiaľto nedostane. Takto môže byť z dlhodobého hľadiska kultivované mäso ešte nebezpečnejšie pre globálne otepľovanie vďaka svojmu „čistému“obsahu uhlíka.
Alexej Kokorin, riaditeľ klimatického a energetického programu Svetového fondu na ochranu prírody (WWF), sa však domnieva, že z krátkodobého hľadiska by sa metán, ktorý produkujú najmä dojnice, nemal znižovať. „Energia z rozkladu metánu sa nakoniec hromadí v horných vrstvách oceánu. Výsledkom je okrem iného zvýšenie frekvencie extrémnych prírodných javov, napríklad hurikánového vetra - čo teraz vidíme, “komentuje klimatológ.
Za zmienku tiež stojí, že výroba hovädzieho mäsa je v porovnaní s inými druhmi mäsa najdrahšia. Výroba kilogramu kurčaťa nás stojí asi päť kilogramov ekvivalentov CO2, čo je už dosť porovnateľné s výrobou „čistého mäsa“, ktorého uhlíková stopa nezávisí od toho, od ktorého mäsa sa pestuje v bioreaktore.
Náklady na kilogram poľnohospodárskych výrobkov v ekvivalente uhlíka. Minimálne hodnoty sú pre koreňové plodiny a maximálne hodnoty pre hovädzie a jahňacie mäso.
Čo je mäso
Čisté mäso sa ešte musí dostať na trh, ale tradiční výrobcovia mäsa už podnikajú kroky na ochranu svojich výrobkov pred konkurenciou. Minulý rok Asociácia Cattleman's Association požiadala Štátnu poľnohospodársku inšpekciu (FSIS), aby zakázala pomenovanie všetkých potravín okrem potravín pochádzajúcich priamo zo zvierat.
Chovatelia hospodárskych zvierat sa netýkajú iba svalu pestovaného v laboratóriu, ale aj rôznych vegánskych rastlinných bielkovinových výrobkov, ktoré sa uvádzajú na trh ako náhrada mäsa. Na rozdiel od kultivovaného mäsa sú ich výrobky už dostupné v obchodoch a reštauráciách.
Spoločnosť Impossible Foods, založená profesorom biochémie Stanforda Patrickom Brownom, vykonala veľa výskumov s cieľom vyrobiť produkt, ktorý vyzerá ako mäso vo všetkých smeroch. Vedci si uvedomili, že hemoglobín (proteín obsahujúci hem v krvi) dodáva mäsu veľa vlastností a nahradil ho hemoglobínom z nôh, ktorý bol izolovaný z uzlov na koreňoch sóje.
Pre hromadnú výrobu „rastlinného mäsa“spoločnosť zaviedla výrobu rekombinantného leghemoglobínu v bunkách kvasníc. Americká vláda pre potraviny a liečivá už uznala uvarenú hemoglobínu na nohe ako bezpečné jedlo a Impossible Burger, ktorý je údajne nerozoznateľný od hovädzieho mäsa, je teraz k dispozícii v niekoľkých reštauračných reťazcoch v USA, vrátane obľúbeného reťazca Burger King.
Spoločnosť Beyond Meat bola založená v roku 2009 a predáva na celom svete napodobeniny kuracích nugiet, hovädzích hamburgerov a párkov z bravčového mäsa na báze rastlín. Ich vývoj produktov podporovali aj Bill Gates a Tyson Foods Corporation. Karbonátová placka je založená na extrakte bielkovín hrachu, ako aj na ryžovom proteíne, kokosovom oleji, škrobu, lecitíne a iných neživočíšnych zložkách.
Aj keď sa takéto výrobky stále zameriavajú na vegánov, „čisté mäso“sa považuje za kompletnú náhradu za bežné mäso. Napriek tomu podľa prieskumov sú potenciálni spotrebitelia zhruba rovnako rozdelení do dvoch táborov: niektorí sú nadšení z myšlienky a dokonca pripravení na preplatenie, zatiaľ čo iní tvrdia, že nebudú jesť nič, čo sa pestuje v laboratóriu.
Technológovia sú, samozrejme, trochu mazaní: na rozdiel od tradičného mäsa, ktoré obsahuje tuky a ďalšie zložky, pre ktoré veľa ľudí miluje chuť grilovania, je kultivované mäso „suchým“svalom.
Regulačné orgány stále nový produkt podozrievajú: podľa odborníkov môže „čisté mäso“v dôsledku výrobnej technológie obsahovať nadmerné množstvo hormónov alebo rastových faktorov a živné médium na rastlinnej báze môže u spotrebiteľov vyvolať alergiu.
Potrebujete jesť menej
Vzhľadom na vyššie uvedené technologické ťažkosti a potrebu absolvovať certifikačné postupy pre tento produkt je nepravdepodobné, že v blízkej budúcnosti sa pokúsime „vyčistiť mäso“. Zatiaľ čo rastlinné rastlinné simulátory vstupujú na rozvíjajúci sa ázijský trh, vedci potvrdzujú, že rastlinná strava je skutočne najudržateľnejšia.
„Posledná správa IPCC odhaduje, že emisie skleníkových plynov zo všetkých potravín na planéte tvoria asi 30 percent celkových emisií. Zároveň, ak sa ľudstvo úplne zmení na vegánsku stravu, môže sa podiel emisií potravín znížiť o 15 - 20 percent. Aj keď prejdete na stredomorskú stravu, ktorá obsahuje dostatok mäsa a rýb, emisie sa výrazne znížia, “hovorí Aleksey Kokorin.
Proces varenia umelého mäsa v laboratóriu závodu na výrobu potravín Ochakovo.
Podľa nedávnej štúdie uverejnenej v Science sa presunom od tradičných mäsových a mliečnych výrobkov zníži poľnohospodárska pôda o 75 percent a zároveň bude mať dostatok potravín pre každého.
Pre tých, ktorí nie sú pripravení úplne vykopať potravu pre zvieratá a prejsť na sójové bielkoviny, príroda odporúča stále veľmi ekologickú flexibilnú diétu, ktorá obsahuje kuracie mäso, ryby a vajcia.
Ako však ukazujú štatistiky, v rozvinutých krajinách je vyhodená najmenej tretina potravín a obyvateľstvo rýchlo priberá na váhe, takže prvým krokom v boji proti zmene klímy môže byť jednoduché pravidlo „jesť menej“- bez ohľadu na to.
Daria Spasskaya