Консумацията на месо в храната е неетична за животните и води до значително увеличаване на вредните емисии в атмосферата, което влияе върху глобалните климатични промени. Може ли да се промени тази ситуация? Малко вероятно е всички хора на земята да станат вегани, но месото може да се отглежда изкуствено от стволови клетки на животни. Значи изходът е намерен? Да, казват учените Всъщност не твърдят еколози и технолози. Производството на изкуствено месо все още е твърде скъпо икономически - и, колкото и да е странно, оставя по-обилен въглероден отпечатък от отглеждането на конвенционално месо. Въпреки това привържениците на новия продукт не губят надежда да го пуснат на пазара в индустриален мащаб.
През септември руските производители обявиха, че се присъединяват към световната тенденция на „култивирано месо“. Според идеолозите на този бизнес, вместо да убиват животни за месо, мускулните влакна могат да се отглеждат в биореактор от стволови клетки в специална хранителна среда.
Този продукт е известен още като "месо в епруветка" и "чисто месо". Последният термин предполага, че баничките ви ще бъдат етични и екологични.
Постенето и месото му
Идеята за производство на месо в епруветка (по-точно в чаша на Петри) идва от биомедицината: напредъкът в отглеждането на стволови клетки, 3D печат на органи също са вдъхновили хранителните технолози. Всъщност, ако тъканта може да се отглежда в лабораторията за трансплантация, защо да не я отглеждате за храна?
Принципът на отглеждане на месо в опростена форма повтаря принципа на отглеждане на всякаква тъкан: стволовите клетки се изолират от проба от животински мускул, които след това се размножават в специална хранителна среда, съдържаща хормони и растежни фактори, и се принуждават да се диференцират в мускулни влакна.
Процесът на готвене на изкуствено месо в лабораторията на завода за хранителни съставки в Очаково.
Промоционално видео:
Проби от изкуствени месни клетки в лабораторията на завода за хранителни съставки в Очаково.
Подобни експерименти с цел получаване на годни за консумация продукти се провеждат в лаборатории от 90-те години на миналия век, но популяризирането на идеята се дължи до голяма степен на заслугата на учения Марк Пост от Маастрихтския университет (Холандия). През 2013 г. той представи пред репортери първия бургер с котлет, направен от крави мускулни клетки, отглеждани в неговата лаборатория.
На представянето котлетът беше приготвен от готвача и церемониално изяден от кулинарни критици. Съдейки по отзивите, продуктът във всички отношения приличаше на „традиционно“месо, само че не беше толкова сочен. През 2015 г. Пост основа Mosa Meat, компания, посветена на оптимизиране на производството на месо в лабораторията, за да го пусне на пазара до 2021 година.
Първата котлета беше отгледана в рамките на три месеца и струва на създателите триста хиляди долара. Презентацията обаче стимулира интереса на бизнеса и инвеститорите към „чистото месо“, което доведе до появата на много стартъпи, насочени към оптимизиране на процеса. Още през 2017 г. цената на мускулните влакна от лабораторията беше 5 хиляди долара за килограм, а до днес тя спадна няколко пъти повече.
Според Forbes в момента най-малко 26 компании разработват "чисто месо" в света, чиято цел е да направи продукт достъпен за масовия потребител.
Колко струва отглеждането
Нека си представим, че искаме да отгледаме парче такова месо от нулата. Първо, трябва да оборудваме лабораторията: да закупим центрофуги, микроскоп, ламинарен поток за стерилна работа, автоклав, СО2 инкубатор за поддържане на необходимата концентрация на въглероден диоксид в изходната култура и няколко биореактори с различен обем, за да отглеждаме биомаса на различни етапи на "зрялост".
След това трябва да вземете стволови клетки, от които ще се отглежда културата. Те са най-добре изолирани от мускулна проба на младо животно (например новородено теле) с помощта на специална технология, която включва лизис на тъкани и селекция на клетки.
Учените, ангажирани с оптимизирането на технологията, обсъждат създаването на биобанка от стволови клетки, от която ще бъде възможно да се вземе пробата, необходима за производство - това трябва леко да намали цената на процеса.
Освен това, клетъчната култура трябва да се отглежда в колба за култура и след това последователно да се отглежда в няколко биореактори с разбъркване и аерация в хранителна среда (ако наистина искаме да отглеждаме много клетки). След това клетките ще трябва да бъдат извадени от биореактора и да бъдат засети на ядливо скеле (например от колаген), което ще придаде на продукта вид на парче месо.
Целият процес ще отнеме около 40 дни, през които ще е необходимо да се следи стерилността на процеса.
Схема на предложения технологичен процес на отглеждане на месо в лабораторията.
Цената на хранителната среда ще съставлява лъвския дял от крайната цена на крайния продукт, като при производството той ще се изразходва в стотици литри. Анализаторите оценяват, че цената на "чистото месо" ще бъде сравнима с цената на традиционното месо, когато цената на един литър среда няма да бъде много по-висока от един долар.
Междувременно тя струва повече от триста долара на литър в най-евтината версия.
Как да оптимизирате средата си
Средата има сложен състав и трябва да съдържа необходимите протеини, липиди, соли, аминокиселини, витамини и хормони. Разработчиците си поставиха задача, първо, да се отърват от източници от животински произход (например, фетален телешки серум, който често се добавя към средата, за да се осигури желания състав) и второ - да направят средата възможно най-евтина.
За да направите това, учените се опитват да намалят броя на компонентите, събират среда от рекомбинантни протеини (тоест, произведени в микроорганизми като Е. coli и мая) и търсят подходящи растителни компоненти.
Според изчисленията на експерти от The Good Food Institute културната среда може да бъде намалена с цена още 10-1000 пъти, ако се оптимизира производството на рекомбинантни растежни фактори - най-скъпите компоненти на средата, без които стволовите клетки просто няма да растат и да се диференцират.
Списъкът на компонентите на носителя с посочената цена за 20 хиляди литра.
Заводът за хранителни съставки Ochakiv, който беше обсъден в началото на статията, съобщи, че първото 40-грамово парче "месо" им струва 900 хиляди рубли. Тази сума не включва лабораторно оборудване, за което са изразходвани още 9 милиона рубли.
Директорът на предприятието Александър Савков потвърди, че основните разходи, свързани с отглеждането на клетките, падат върху растежната среда. Вярно е, че в неговата лаборатория са използвали внесена швейцарска среда, използвана в биомедицината. Основните усилия на технолозите на предприятието, подобно на техните чуждестранни колеги, ще бъдат насочени към създаването на евтин аналог.
Технолозите са изправени пред наистина трудни задачи, тъй като "чистото месо" ще трябва да се отглежда в огромни мащаби - много по-големи от индустрията сега растат клетки на бозайници, които например се използват за производство на антитела.
Какво става с кравите
В допълнение към очевидния етичен аспект (убиване на животни), принуждавайки много хора да станат вегетарианци, животновъдството причинява значителни щети на околната среда. Отглеждането на животни допринася за 14,5 процента от общите емисии на парникови газове в атмосферата, докато пасищата и фуражните култури представляват 80 процента от земеделската земя.
В същото време животновъдството доставя само 37 процента диетични протеини. Доминиращите парникови газове от добитък са метан от добитък. По отношение на ускоряването на глобалното затопляне, той е 28 пъти по-опасен от въглеродния двуокис.
Най-голям принос за емисиите обаче имат не самите животни, а операциите за поддържането му - изхвърляне на оборски тор, производство на торове, оран на земя и производство на фураж. Според прогнозите на Организацията за прехрана и земеделие на ООН до 2050 г. търсенето на животински продукти ще се увеличи с 70 процента. Изглежда, че тази индустрия наистина се нуждае от оптимизация.
Тези факти се използват от разработчиците на "чисто месо", когато се обръщат към инвеститорите за финансиране. Те обещават, че ако успеят, делът на „традиционното“месо на пазара през следващите 20 години ще намалее до 40 процента, а броят на добитък ще бъде намален от един милион и половина на няколко десетки хиляди.
В частност, Mosa Meat твърди, че за производството на продукта му са необходими 99 процента по-малко земя и 96 процента по-малко вода от конвенционалните условия за добитък, а емисиите на парникови газове ще бъдат намалени с 96 процента.
Чия следа е по-лоша
Учените обаче поставят под въпрос безусловната екологичност на месото от епруветка. Изследователи от Оксфорд са изчислили какъв въглероден отпечатък ще остави производството на "чисто месо" в биореактор върху хранителна среда, съдържаща цианобактериален екстракт и растежни фактори, произведени в клетките на E. coli.
Изчисленията включваха не само фактори като производството на торове за отглеждане на цианобактерии, но дори и електроенергията, изразходвана за стерилизиране на компонентите на средата. Моделът е съставен за три локации с различни „въглеродни разходи“за производство на електроенергия - Тайланд, Испания и Калифорния.
В зависимост от технологията на производство, резултатите варират от 1,7 до 25 килограма еквиваленти на въглероден диоксид на килограм продукт. В същото време учените оцениха разпространението на стойностите на въглеродния отпечатък за производството на килограм говеждо месо на 28-43 килограма CO2 еквиваленти.
Сравнение на въздействието върху глобалното затопляне на традиционното производство на говеждо месо (Швеция, Бразилия, САЩ) и отглежданото месо според различни сценарии (култивирани) в дългосрочен план. Диаграмата предполага, че култивираното месо ще замени говеждото месо.
Въпреки че на пръв поглед култивираното месо наистина има екологично предимство пред говеждото месо, авторите на работата припомнят, че основният принос за стойността на въглерода в говеждото месо идва от метана. Животът му в атмосферата е 12 години, докато въглеродният диоксид не отива никъде оттам. Така в дългосрочен план култивираното месо може да бъде още по-опасно за глобалното затопляне поради своя „чист“принос на въглерод.
Въпреки това Алексей Кокорин, директор на програмата за климата и енергията на Световния фонд за дивата природа (WWF), смята, че в краткосрочен план метанът, произведен главно от млечни крави, не трябва да бъде изхвърлен. „Енергията от разлагането на метан в крайна сметка се натрупва в горните слоеве на океана. Резултатът от това, наред с други неща, е увеличаване на честотата на екстремни природни явления, например ураганови ветрове - това, което виждаме в момента “, коментира климатологът.
Също така си струва да се има предвид, че производството на говеждо месо е най-скъпото в сравнение с другите видове месо. Да произвеждаме килограм пилешко ни коства около пет килограма CO2 еквиваленти, което вече е доста сравнимо с производството на "чисто месо", чийто въглероден отпечатък не зависи от това чие месо се отглежда в биореактора.
Цената на килограм селскостопански продукти във въглероден еквивалент. Минималните стойности са за кореноплодни култури, а максималните стойности за говеждо и агнешко.
Какво е месо
Чистото месо все още не е на пазара, но традиционните производители на месо вече предприемат стъпки, за да защитят своите продукти от конкурентите. Миналата година Американската асоциация по говедовъдство подаде петиция пред Държавната селскостопанска инспекция (FSIS), за да забрани да се назовават всички меса, различни от тези, получени директно от животни.
Животновъдите са загрижени не само за мускулите, отглеждани в лабораторията, но и за различни вегански растителни протеинови продукти, които се предлагат на пазара като заместители на месо. За разлика от отглежданото месо, техните продукти вече се предлагат в магазини и ресторанти.
Основана от професора по биохимия на Станфорд Патрик Браун, Impossible Foods направи много изследвания, за да направи продукт по всякакъв начин приличащ на месо. Изследователите разбрали, че хемоглобинът (съдържащ хема протеин в кръвта) придава много свойства на месото и го заместили с хемоглобин в краката, изолиран от възлите по корените на соята.
За масовото производство на "зеленчуково месо" компанията установи производството на рекомбинантен легемоглобин в клетки от дрожди. Американската агенция по храните и лекарствата вече призна хемоглобина от варени крака като безопасна храна, а невъзможният бургер, който уж е неразличим от говеждото месо, вече се предлага в няколко вериги ресторанти в САЩ, включително популярния Burger King.
Основана през 2009 г., Beyond Meat продава имитации на пилешки самородки, говеждо бургери и свински колбаси по целия свят. Тяхното разработване на продукти също беше спонсорирано от Бил Гейтс и Tyson Foods Corporation. Баницата с бургер се основава на екстракт от грахов протеин, както и оризов протеин, кокосово масло, нишесте, лецитин и други неживотински компоненти.
Докато такива продукти все още са фокусирани върху веганите, „чистото месо“се позиционира като пълна заместител на обикновеното месо. Независимо от това, съдейки по проучванията, потенциалните потребители са приблизително еднакво разделени на два лагера: някои са ентусиазирани от идеята и дори са готови да прекалят, докато други декларират, че няма да ядат нищо, което се отглежда в лабораторията.
Технолозите, разбира се, са малко хитри: за разлика от традиционното парче месо, което съдържа мазнини и други компоненти, за които много хора обичат вкуса на барбекюто, култивираното месо е „суха“мускулатура.
Регулаторните органи все още са подозрителни към новия продукт: според експерти „чистото месо“поради технологията на производство може да съдържа прекомерно количество хормони или растежни фактори, а хранителна среда на растителна основа може да причини алергии у потребителите.
Трябва да ядете по-малко
Имайки предвид описаните по-горе технологични затруднения и необходимостта да преминем през процедурите за сертифициране на продукта, е малко вероятно в близко бъдеще да опитаме "чисто месо". Докато симулаторите на месо на растителна основа навлизат в разрастващия се азиатски пазар, учените потвърждават, че диетите на растителна основа наистина са най-устойчивите.
„Последният доклад на IPCC оценява, че емисиите на парникови газове от цялата храна на планетата представляват около 30 процента от общите емисии. В същото време, ако човечеството напълно премине към веган диета, делът на емисиите от храна може да бъде намален с 15-20 процента. Дори ако преминете към средиземноморска диета, която съдържа достатъчно месо и риба, емисиите ще бъдат значително намалени “, казва Алексей Кокорин.
Процесът на готвене на изкуствено месо в лабораторията на завода за хранителни съставки в Очаково.
Отдалечаването от традиционните месни и млечни продукти ще намали земеделската земя със 75 процента, като същевременно ще има достатъчно храна за всички, показва скорошно проучване, публикувано в Science.
За онези, които не са готови да изхвърлят напълно животинските храни и да преминат към соев протеин, Nature препоръчва все още много екологична флекситарна диета, която съдържа малко пиле, риба и яйца.
Статистиката обаче показва, че в развитите страни най-малко една трета от храната се изхвърля, а населението бързо набира тегло, така че първата стъпка в борбата срещу изменението на климата може да бъде просто правило „яжте по-малко“- без значение какво.
Дария Спаская