Consumul de carne în alimente este lipsit de etică față de animale și duce la o creștere semnificativă a emisiilor nocive în atmosferă, care afectează schimbările climatice globale. Poate fi schimbată această situație? Este puțin probabil ca toți oamenii de pe pământ să devină vegani, dar carnea poate fi cultivată artificial din celulele stem animale. Deci, calea de ieșire a fost găsită? Da, spun oamenii de știință. Nu chiar, susțin ecologiștii și tehnologii. Producția de carne artificială este încă prea scumpă din punct de vedere economic - și, ciudat, lasă o amprentă de carbon mai abundentă decât creșterea cărnii convenționale. Cu toate acestea, susținătorii noului produs nu își pierd speranța de a-l introduce pe piață la scară industrială.
În septembrie, producătorii ruși au anunțat că s-au alăturat tendinței globale de „carne cultivată”. Potrivit ideologilor acestei afaceri, în loc să ucidă animale pentru carne, fibrele musculare pot fi cultivate într-un bioreactor din celulele stem dintr-un mediu nutritiv special.
Acest produs este cunoscut și sub denumirea de „carne de eprubetă” și „carne curată”. Ultimul termen implică faptul că micile tale vor fi ecologice și ecologice.
Postul și carnea sa
Ideea de a produce carne într-o eprubetă (mai precis, într-o farfurie Petri) a venit din biomedicină: progresele în cultivarea celulelor stem, imprimarea 3D a organelor au inspirat și tehnologii alimentari. Într-adevăr, dacă țesutul poate fi cultivat în laborator pentru transplant, de ce să nu-l crești pentru hrană?
Principiul creșterii cărnii într-o formă simplificată repetă principiul creșterii oricărui țesut: celulele stem sunt izolate dintr-un eșantion de mușchi animal, care sunt apoi înmulțite într-un mediu nutritiv special care conține hormoni și factori de creștere și obligate să se diferențieze în fibre musculare.
Procesul de preparare a cărnii artificiale în laboratorul fabricii de ingrediente alimentare Ochakovo.
Video promotional:
Probele de celule de carne artificiale din laboratorul Uzinei de Ingrediente Alimentare Ochakovo.
Experimente similare cu scopul obținerii unui produs comestibil au fost efectuate în laboratoare încă din anii 90, dar popularizarea ideii se datorează în mare măsură meritului omului de știință Mark Post de la Universitatea din Maastricht (Olanda). În 2013, el a prezentat jurnaliștilor primul burger cu o tăietură făcută din celule musculare de vacă cultivate în laboratorul său.
La prezentare, cutletul a fost pregătit de bucătar și mâncat ceremonial de critici culinari. Judecând după recenzii, în toate privințele produsul semăna cu carne „tradițională”, cu excepția faptului că nu era atât de suculent. În 2015, Post a fondat Mosa Meat, o companie care optimizează producția de carne în laborator, pentru a aduce produsul pe piață până în 2021.
Primul cutlet a fost crescut în trei luni și a costat creatorii trei sute de mii de dolari. Cu toate acestea, prezentarea a stârnit interesul afacerilor și al investitorilor în „carnea curată”, ceea ce a dus la apariția multor startup-uri care au drept scop eficientizarea procesului. Deja în 2017, costul fibrelor musculare de la laborator a fost de 5 mii de dolari pe kilogram, iar până astăzi a scăzut de mai multe ori.
Potrivit Forbes, cel puțin 26 de companii dezvoltă în prezent „carne curată” în lume, al cărui obiectiv este de a pune la dispoziția consumatorului de masă un produs.
Cât costă cultivarea
Să ne imaginăm că vrem să cultivăm o bucată de astfel de carne de la zero. În primul rând, trebuie să dotăm laboratorul: achiziționare de centrifuge, un microscop, o cutie de flux laminar pentru lucrări sterile, un autoclav, un incubator de CO2 pentru a menține concentrația necesară de dioxid de carbon în cultura de pornire și mai multe bioreactoare de diferite volume pentru a crește biomasă în diferite etape de „maturare”.
Atunci trebuie să obțineți celule stem din care va fi cultivată cultura. Ele sunt cel mai bine izolate de un eșantion muscular al unui animal tânăr (de exemplu, un vițel nou-născut) folosind o tehnologie specială care include liza țesutului și selecția celulelor.
Oamenii de știință implicați în optimizarea tehnologiei discută despre crearea unei bănci bio de celule stem din care va fi posibil să se ia eșantionul necesar pentru producție - acest lucru ar trebui să reducă ușor costul procesului.
Mai departe, cultura de celule trebuie cultivată într-un balon de cultură și apoi cultivată secvențial în mai multe bioreactori cu agitare și aerare într-un mediu nutritiv (dacă dorim cu adevărat să creștem o mulțime de celule). După aceea, celulele vor trebui eliminate din bioreactor și însămânțate pe o schelă comestibilă (de exemplu, din colagen), ceea ce va oferi produsului aspectul unei bucăți de carne.
Întregul proces va dura aproximativ 40 de zile, timp în care va fi necesară monitorizarea sterilității procesului.
Schema procesului tehnologic propus de cultivare a cărnii în laborator.
Costul mediului nutritiv va constitui partea leului din costul final al produsului final, în producție, acesta va fi consumat în sute de litri. Analiștii estimează că costul „cărnii curate” va fi comparabil cu costul cărnii tradiționale, atunci când prețul unui litru mediu nu va fi mult mai mare decât un dolar.
Între timp, costă peste trei sute de dolari pe litru în cea mai ieftină versiune.
Cum să vă optimizați mediul
Mediul are o compoziție complexă și trebuie să conțină proteine, lipide, săruri, aminoacizi, vitamine și hormoni necesari. Dezvoltatorii și-au stabilit sarcina, în primul rând, de a scăpa de sursele de origine animală (de exemplu, serul de vițel fetal, care este adesea adăugat la mediu pentru a oferi compoziția dorită) și, în al doilea rând, de a face mediul cât mai ieftin.
Pentru a face acest lucru, oamenii de știință încearcă să reducă la minimum numărul de componente, să colecteze medii de la proteine recombinante (adică produse în microorganisme precum E. coli și drojdie) și să caute componente adecvate pentru plante.
Conform calculelor experților de la The Good Food Institute, mediul de cultură poate fi redus în preț cu încă 10-1000 de ori dacă producția de factori de creștere recombinantă este optimizată - componentele cele mai scumpe ale mediului, fără de care celulele stem pur și simplu nu vor crește și se vor diferenția.
Lista componentelor mediului cu costul indicat pentru 20 de mii de litri.
Planta de ingrediente alimentare Ochakiv, despre care s-a discutat la începutul articolului, a raportat că primele bucăți de „carne” de 40 de grame le-au costat 900 de mii de ruble. Această sumă nu a inclus echipament de laborator, pentru care s-au cheltuit alte 9 milioane de ruble.
Directorul întreprinderii, Alexander Savkov, a confirmat că principalele costuri asociate cu creșterea celulelor au scăzut pe mediul de creștere. Adevărat, în laboratorul său au folosit un mediu importat elvețian folosit în biomedicină. Principalele eforturi ale tehnologilor întreprinderii, ca și colegii lor străini, vor fi direcționate către crearea unui analog ieftin.
Tehnologii se confruntă cu sarcini cu adevărat dificile, deoarece „carnea curată” va trebui să fie cultivată pe o scară uriașă - mult mai mare decât industria acum crește celule de mamifere, care, de exemplu, sunt folosite pentru a produce anticorpi.
Ce este în neregulă cu vacile
Pe lângă aspectul etic evident (uciderea animalelor), forțând multe persoane să devină vegetarieni, creșterea animalelor provoacă daune semnificative mediului. Creșterea animalelor contribuie cu 14,5 la sută din emisiile totale de gaze cu efect de seră în atmosferă, în timp ce pășunile și culturile furajere reprezintă 80% din terenurile agricole.
În același timp, creșterea animalelor furnizează doar 37 la sută din proteine alimentare. Gazele cu efect de seră dominante de la animale sunt metanul de la bovine. În ceea ce privește accelerarea încălzirii globale, este de 28 de ori mai periculos decât dioxidul de carbon.
Cu toate acestea, cea mai mare contribuție la emisii este adusă nu de animale în sine, ci de operațiunile de întreținere a acesteia - eliminarea gunoiului de grajd, producția de îngrășăminte, aratul pământului și producția de nutrețuri. Conform prognozelor Organizației ONU pentru Alimentație și Agricultură, până în 2050 cererea de produse pentru animale va crește cu 70%. Se pare că această industrie are într-adevăr nevoie de optimizare.
Aceste fapte sunt utilizate de dezvoltatorii „cărnii curate” atunci când apelează la investitori pentru finanțare. Aceștia promit că, dacă reușesc, ponderea cărnii „tradiționale” de pe piață în următorii 20 de ani va scădea la 40 la sută, iar numărul vitelor va fi redus de la un miliard și jumătate la câteva zeci de mii.
Mosa Meat, în special, susține că producția produsului său va necesita 99% mai puțin pământ și 96% mai puțină apă decât condițiile de creștere convenționale, iar emisiile de gaze cu efect de seră vor fi reduse cu 96%.
Al cărui traseu este mai rău
Cu toate acestea, oamenii de știință pun deja la îndoială condițiile de mediu necondiționate ale cărnii dintr-o eprubetă. Cercetătorii de la Oxford au calculat ce amprentă de carbon va lăsa producerea „cărnii curate” într-un bioreactor pe un mediu nutritiv care conține extract cianobacterian și factori de creștere produși în celulele E. coli.
Calculele au inclus nu numai factori precum producția de îngrășăminte pentru creșterea cianobacteriilor, dar chiar și energia electrică cheltuită pentru sterilizarea componentelor mediului. Modelul a fost compilat pentru trei locații cu diferite „costuri de carbon” ale producției de energie electrică - Thailanda, Spania și California.
În funcție de tehnologia de producție, rezultatele au variat de la 1,7 la 25 kg echivalenți de dioxid de carbon pe kilogram de produs. În același timp, oamenii de știință au estimat răspândirea valorilor amprentei de carbon pentru producerea unui kilogram de carne de vită la 28-43 kilograme de echivalenți CO2.
Comparația impactului asupra încălzirii globale a producției tradiționale de carne de vită (Suedia, Brazilia, SUA) și a cărnii cultivate în funcție de diferite scenarii (cultivate) pe termen lung. Diagrama presupune că carnea cultivată va înlocui carnea de vită.
Deși la prima vedere, carnea cultivată are într-adevăr un avantaj ecologic față de carne de vită, autorii lucrării reamintesc că contribuția principală la valoarea de carbon a cărnii de vită vine din metan. Durata sa de viață în atmosferă este de 12 ani, în timp ce dioxidul de carbon nu merge nicăieri de acolo. Astfel, pe termen lung, carnea cultivată poate fi și mai periculoasă pentru încălzirea globală, datorită contribuției sale „pure” de carbon.
Cu toate acestea, Alexei Kokorin, directorul Programului Climei și Energiei al Fondului Mondial pentru Faună Sălbatică (WWF), consideră că pe termen scurt, metanul, produs în principal de vaci lactate, nu ar trebui scontat. „Energia din descompunerea metanului se acumulează în cele din urmă în straturile superioare ale oceanului. Rezultatul, printre altele, este o creștere a frecvenței fenomenelor naturale extreme, de exemplu, vânturile de uragan - ceea ce vedem chiar acum”, comentează climatologul.
De asemenea, merită luat în considerare că producția de carne de vită este cea mai scumpă în comparație cu alte tipuri de carne. A produce un kilogram de pui ne costă aproximativ cinci kilograme de echivalenți CO2, ceea ce este deja destul de comparabil cu producția de „carne curată”, a cărei amprentă de carbon nu depinde de a cărei carne este cultivată în bioreactor.
Costul unui kilogram de produse agricole în echivalent carbon. Valorile minime sunt pentru culturile de rădăcini, iar valorile maxime pentru carnea de vită și miel.
Ce este carnea
Carnea curată nu a ajuns încă pe piață, dar producătorii tradiționali de carne iau deja măsuri pentru a-și proteja produsele de concurenți. Anul trecut, US Cattleman’s Association a solicitat Inspectoratului Agricol de Stat (FSIS) să interzică toate alimentele decât cele derivate direct de la animale de a fi numite carne.
Crescătorii de animale se preocupă nu numai de mușchii crescuți în laborator, ci și de o varietate de produse proteice vegetale vegane care sunt comercializate ca înlocuitori ai cărnii. Spre deosebire de carnea cultivată, produsele lor sunt deja disponibile în magazine și restaurante.
Fondată de profesorul de biochimie Stanford Patrick Brown, Impossible Foods a făcut o mulțime de cercetări pentru a face un produs care să semene cu carnea în toate felurile. Cercetătorii și-au dat seama că hemoglobina (o proteină care conține heme în sânge) dă multe proprietăți cărnii și a înlocuit-o cu hemoglobină la picioare, izolată de nodulii de la rădăcinile soia.
Pentru producția în masă a „cărnii vegetale”, compania a stabilit producția de leghemoglobină recombinantă în celulele de drojdie. Administrația americană pentru produse alimentare și droguri a recunoscut deja hemoglobina piciorului gătit ca un aliment sigur, iar Burgerul imposibil, care se presupune că nu se distinge din carne de vită, este acum disponibil la mai multe lanțuri de restaurante din SUA, inclusiv la popularul lanț Burger King.
Fondată în 2009, Beyond Meat vinde imitații pe bază de plante de pepeni de pui, burgeri de vită și cârnați de porc din întreaga lume. Dezvoltarea lor de produse a fost sponsorizată de Bill Gates și Tyson Foods Corporation. Patty burger se bazează pe extract de proteine de mazăre, precum și proteine de orez, ulei de nucă de cocos, amidon, lecitină și alte componente care nu sunt animale.
În timp ce astfel de produse sunt încă concentrate pe vegans, „carnea curată” este poziționată ca un înlocuitor complet al cărnii obișnuite. Cu toate acestea, judecând după sondaje, consumatorii potențiali sunt împărțiți în egală măsură în două tabere: unii sunt entuziaști de idee și chiar gata să plătească în exces, în timp ce alții declară că nu vor mânca nimic cultivat în laborator.
Tehnologii, desigur, sunt puțin vicleni: spre deosebire de o bucată tradițională de carne, care conține grăsimi și alte componente, pentru care mulți iubesc gustul grătarului, carnea cultivată este un mușchi „uscat”.
De asemenea, autoritățile de reglementare sunt încă suspecte de noul produs: potrivit experților, „carnea curată” datorită tehnologiei de producție poate conține cantități excesive de hormoni sau factori de creștere, iar un mediu nutritiv bazat pe plante poate provoca alergii la consumatori.
Trebuie să mănânci mai puțin
Având în vedere dificultățile tehnologice descrise mai sus și necesitatea parcurgerii procedurilor de certificare a produsului, este puțin probabil să încercăm „carnea curată” în viitorul apropiat. În timp ce simulatorii de carne pe bază de plante intră pe piața asiatică în plină expansiune, oamenii de știință confirmă că dietele pe bază de plante sunt într-adevăr cele mai durabile.
„Cel mai recent raport IPCC estimează că emisiile de gaze cu efect de seră din toate produsele alimentare de pe planetă reprezintă aproximativ 30 la sută din emisiile totale. În același timp, dacă umanitatea trece complet la o dietă vegană, ponderea emisiilor alimentare poate fi redusă cu 15-20 la sută. Chiar dacă treceți la o dietă mediteraneană care conține suficientă carne și pește, emisiile vor fi vizibil reduse”, spune Aleksey Kokorin.
Procesul de preparare a cărnii artificiale în laboratorul fabricii de ingrediente alimentare Ochakovo.
Depărtarea de carne și produse lactate tradiționale va tăia terenurile agricole cu 75 la sută, în timp ce va avea totuși hrană suficientă pentru toată lumea, potrivit unui studiu recent publicat în Science.
Pentru cei care nu sunt gata să scurgă alimentele de origine animală și să treacă la proteine de soia, Natura recomandă o dietă flexitară încă foarte ecologică, care conține niște pui, pește și ouă.
Cu toate acestea, statisticile arată că în țările dezvoltate cel puțin o treime din produsele alimentare este aruncată, iar populația câștigă rapid în greutate, astfel că primul pas în lupta împotriva schimbărilor climatice poate fi o regulă simplă „mănâncă mai puțin” - indiferent de ce.
Daria Spasskaya
