Konzumiranje mesa u hrani netipično je prema životinjama i dovodi do značajnog povećanja štetnih emisija u atmosferu, koje utječu na globalne klimatske promjene. Može li se ta situacija promijeniti? Malo je vjerojatno da će svi ljudi na zemlji postati vegani, ali meso se može umjetno uzgajati iz matičnih stanica životinja. Dakle, izlaz je pronađen? Da, kažu znanstvenici. Ne baš, tvrde ekolozi i tehnolozi. Proizvodnja umjetnog mesa je ekonomski još uvijek preskupa - i što je neobično, ostavlja obilniji ugljični trag od uzgoja konvencionalnog mesa. Ipak, pristalice novog proizvoda ne gube nadu da će ga na tržište iznijeti na industrijskoj razini.
Ruski su proizvođači u rujnu najavili da se pridružuju svjetskom trendu "kultiviranog mesa". Prema ideologima ovog posla, umjesto da ubijaju životinje zbog mesa, mišićna vlakna mogu se uzgajati u bioreaktoru iz matičnih stanica u posebnom hranjivom mediju.
Ovaj proizvod je također poznat kao "meso u epruveti" i "čisto meso". Potonji izraz podrazumijeva da će vaše torte biti etičke i ekološke.
Post i njegovo meso
Ideja proizvodnje mesa u epruveti (točnije, u Petrijevoj posudi) potekla je od biomedicine: napredak u uzgoju matičnih stanica, 3D ispis organa također su nadahnuli tehnologe u hrani. Doista, ako se tkivo može uzgajati u laboratoriju za transplantaciju, zašto ga ne uzgajati za hranu?
Načelo uzgoja mesa u pojednostavljenom obliku ponavlja načelo uzgoja bilo kojeg tkiva: matične stanice se izoliraju iz uzorka životinjskog mišića, koji se potom množe u posebnom hranjivom mediju koji sadrži hormone i faktore rasta i prisiljeni su da se diferenciraju u mišićna vlakna.
Postupak kuhanja umjetnog mesa u laboratoriju tvornice prehrambenih sastojaka u Ochakovu.
Promotivni video:
Uzorci umjetnih mesnih stanica u laboratoriju tvornice prehrambenih sastojaka u Ochakovu.
Slični eksperimenti s ciljem dobivanja jestivog proizvoda provode se u laboratorijima još od 1990-ih, ali popularizacija ideje velikim dijelom zasluga je znanstvenika Marka Posta sa Sveučilišta u Maastrichtu (Nizozemska). Godine 2013. predstavio je novinarima prvi hamburger s reznicom napravljenom od stanica kravljeg mišića uzgojene u njegovom laboratoriju.
Na prezentaciji je kotlete pripremio kuhar i svečano jeli kulinarski kritičari. Sudeći prema recenzijama, proizvod je u svakom pogledu ličio na "tradicionalno" meso, samo što nije bilo tako sočno. U 2015. godini Post je osnovao Mosa Meat, tvrtku koja optimizira proizvodnju mesa u laboratoriju, s ciljem da se taj proizvod plasira na tržište do 2021. godine.
Prva kopriva uzgojena je u roku od tri mjeseca i koštala je tvorce tri stotine tisuća dolara. Međutim, prezentacija je potaknula interes poslovanja i investitora za "čistim mesom", što je dovelo do pojave mnogih startupa koji su usmjereni na pojednostavljenje procesa. Već u 2017. godini cijena mišićnih vlakana iz laboratorija iznosila je 5 tisuća dolara po kilogramu, a do danas je pala nekoliko puta više.
Prema Forbesu, najmanje 26 tvrtki trenutno razvija "čisto meso" u svijetu, čiji je cilj omogućiti proizvod dostupan masovnom potrošaču.
Koliko košta uzgoj
Zamislimo da želimo uzgojiti komad takvog mesa od nule. Prvo moramo opremiti laboratorij: kupiti centrifuge, mikroskop, laminarni protočni okvir za sterilan rad, autoklav, CO2 inkubator za održavanje potrebne koncentracije ugljičnog dioksida u polaznoj kulturi i nekoliko bioreaktora različitih količina kako bi biomasa mogla rasti u različitim fazama "zrelosti".
Tada trebate dobiti matične stanice iz kojih će se uzgajati kultura. Najbolje su izolirani iz uzorka mišića mlade životinje (na primjer, novorođenog teleta) pomoću posebne tehnologije koja uključuje lizu tkiva i odabir stanica.
Znanstvenici koji rade na optimizaciji tehnologije razgovaraju o stvaranju biobanke matičnih stanica iz koje će se moći uzeti uzorak potreban za proizvodnju - to bi trebalo malo smanjiti troškove postupka.
Nadalje, stanična kultura mora se uzgajati u tikvici za kulturu, a zatim uzastopno uzgajati u nekoliko bioreaktora uz miješanje i prozračivanje u hranjivom mediju (ako doista želimo uzgajati puno stanica). Nakon toga ćelije je potrebno izvaditi iz bioreaktora i posaditi na jestivu skelu (na primjer, od kolagena), što će proizvodu dati izgled komada mesa.
Cijeli proces će trajati oko 40 dana, tijekom kojih će biti potrebno nadgledati sterilnost postupka.
Shema predloženog tehnološkog postupka uzgoja mesa u laboratoriju.
Trošak hranjivog medija činit će lavovski udio u konačnom trošku konačnog proizvoda, a u proizvodnji će se potrošiti u stotinama litara. Analitičari procjenjuju da će trošak "čistog mesa" biti usporediv s troškovima tradicionalnog mesa, kada cijena litre medija neće biti puno veća od jednog dolara.
U međuvremenu, u najjeftinijoj verziji košta više od tristo dolara po litri.
Kako optimizirati svoje okruženje
Medij ima složen sastav i mora sadržavati potrebne proteine, lipide, soli, aminokiseline, vitamine i hormone. Programeri su si postavili zadatak, prvo, da se oslobode izvora životinjskog podrijetla (na primjer, fetalni serum teleta, koji se često dodaje medijumu da bi se dobio željeni sastav), i drugo, da medij bude što jeftiniji.
Da bi to učinili, znanstvenici pokušavaju smanjiti broj sastojaka, skupljaju medije iz rekombinantnih proteina (to jest, proizvodi se u mikroorganizmima kao što su E. coli i kvasac) i traže odgovarajuće biljne komponente.
Prema proračunima stručnjaka iz Instituta za dobru hranu, kulturni medij može se smanjiti u cijenu za još 10-1000 puta ako se optimizira proizvodnja rekombinantnih faktora rasta - najskuplje komponente medija, bez kojih matične stanice jednostavno neće rasti i razlikovati se.
Popis komponenti medija s navedenim troškom za 20 tisuća litara.
Postrojenje za prehrambene sastojke Ochakiv, o kojem se raspravljalo na početku članka, izvijestilo je da ih je prvi "mesni" komad od 40 grama koštao 900 tisuća rubalja. U taj iznos nije bila uključena laboratorijska oprema, za što je utrošeno još 9 milijuna rubalja.
Direktor poduzeća, Aleksander Savkov, potvrdio je da su glavni troškovi koji se odnose na uzgoj stanica bili u mediju za rast. Istina, u njegovoj su laboratoriji koristili uvezeni okoliš švicarske proizvodnje koji se koristi u biomedicini. Glavni napori tehnologa poduzeća, poput njihovih stranih kolega, bit će usmjereni na stvaranje jeftinog analoga.
Tehnologi se suočavaju s zaista teškim zadacima, jer će se „čisto meso“morati uzgajati u ogromnim razmjerima - mnogo veće nego što industrija sada raste u sisavce, koje se, primjerice, koriste za proizvodnju protutijela.
Što nije u redu s kravama
Pored očitog etičkog aspekta (ubijanje životinja), prisiljavanje mnogih ljudi da postanu vegetarijanci, stočarstvo nanosi značajnu štetu okolišu. Uzgoj stoke doprinosi 14,5 posto ukupnih emisija stakleničkih plinova u atmosferu, dok pašnjaci i krmne kulture čine 80 posto poljoprivrednog zemljišta.
U isto vrijeme, stočarstvo daje samo 37 posto prehrambenih proteina. Dominantni staklenički plinovi iz stoke su metan iz goveda. U smislu ubrzavanja globalnog zagrijavanja, to je 28 puta opasnije od ugljičnog dioksida.
Međutim, najveći doprinos emisijama ne daje sama stoka, već postupci njenog održavanja - zbrinjavanje stajskog gnojiva, proizvodnja gnojiva, oranje zemlje i proizvodnja krme. Prema prognozama UN-ove Organizacije za hranu i poljoprivredu, do 2050. godine potražnja za stočnim proizvodima povećat će se za 70 posto. Čini se da ovoj industriji stvarno treba optimizacija.
Ove činjenice programeri koriste "čisto meso" kada se obraćaju investitorima za financiranje. Obećavaju da će, ako uspije, udio "tradicionalnog" mesa na tržištu u sljedećih 20 godina pasti na 40 posto, a broj goveda smanjit će se s milijarde i pol na nekoliko desetaka tisuća.
Mosa meso, posebno, tvrdi da će za proizvodnju njegovog proizvoda biti potrebno 99 posto manje zemlje i 96 posto manje vode u odnosu na uobičajene stočne uvjete, a emisija stakleničkih plinova bit će smanjena za 96 posto.
Čiji je trag gori
Međutim, znanstvenici već dovode u pitanje bezuvjetnu ekološku prijatnost mesa iz epruvete. Istraživači iz Oxforda izračunali su kakav će ugljični otisak ostaviti proizvodnju „čistog mesa“u bioreaktoru na hranljivom mediju koji sadrži cijanobakterijski ekstrakt i faktore rasta proizvedene u stanicama E. coli.
U izračune su bili uključeni ne samo faktori kao što je proizvodnja gnojiva za uzgoj cijanobakterija, već čak i električna energija utrošena na sterilizaciju sastojaka medija. Model je sastavljen za tri lokacije s različitim "troškovima ugljika" proizvodnje električne energije - Tajland, Španjolska i Kalifornija.
Ovisno o tehnologiji proizvodnje, rezultati su varirali od 1,7 do 25 kilograma ekvivalenta ugljičnog dioksida po kilogramu proizvoda. Istovremeno, znanstvenici su procijenili širenje vrijednosti ugljičnog otiska za proizvodnju kilograma govedine na 28-43 kilograma ekvivalenta CO2.
Usporedba utjecaja na globalno zagrijavanje tradicionalne proizvodnje goveđeg mesa (Švedska, Brazil, SAD) i uzgojenog mesa prema različitim scenarijima (uzgojenih) dugoročno. Dijagram pretpostavlja da će uzgojeno meso zamijeniti govedinu.
Iako na prvi pogled uzgojeno meso doista ima ekološku prednost u odnosu na govedinu, autori rada podsjećaju da glavni doprinos vrijednosti ugljika u govedini dolazi iz metana. Životni vijek u atmosferi je 12 godina, dok ugljični dioksid odavde ne odlazi. Stoga, uzgajano meso dugoročno može biti još opasnije za globalno zagrijavanje zbog svog „čistog“ugljikovog doprinosa.
Međutim, Aleksej Kokorin, direktor programa za klimu i energiju Svjetskog fonda za divlje životinje (WWF), smatra da se u kratkom roku metan, koji se proizvode uglavnom od krava muzara, ne smije odbaciti. „Energija od raspada metana na kraju se akumulira u gornjim slojevima oceana. Rezultat toga je, između ostalog, porast učestalosti ekstremnih prirodnih pojava, primjerice uraganskih vjetrova - što trenutno vidimo “, komentira klimatolog.
Također je vrijedno uzeti u obzir da je proizvodnja govedine najskuplja u usporedbi s drugim vrstama mesa. Proizvodnja kilograma piletine košta nas oko pet kilograma ekvivalenta CO2, što je već prilično usporedivo s proizvodnjom „čistog mesa“, čiji otisak ugljika ne ovisi o tome čije se meso uzgaja u bioreaktoru.
Trošak kilograma poljoprivrednih proizvoda u ekvivalentu ugljika. Minimalne vrijednosti su za korijenske kulture, a maksimalne vrijednosti za govedinu i janjetinu.
Što je meso
Čisto meso tek treba na tržište, ali tradicionalni proizvođači mesa već poduzimaju korake kako bi zaštitili svoje proizvode od konkurencije. Prošle godine je Američko stočarsko udruženje zatražilo od Državnog poljoprivrednog inspektorata (FSIS) da zabrani meso svim namirnicama osim onih koja potječu izravno od životinja.
Stočari se ne bave samo mišićima uzgojenim u laboratorijima, već i raznovrsnim veganskim biljnim proteinskim proizvodima koji se prodaju na tržištu kao zamjena za meso. Za razliku od kultiviranog mesa, njihovi proizvodi već su dostupni u trgovinama i restoranima.
Osnovan od profesora biokemije na Stanfordu Patrick Brown, Impossible Foods napravio je puno istraživanja kako bi napravio proizvod koji u svakom pogledu izgleda kao meso. Istraživači su shvatili da hemoglobin (protein koji sadrži heme u krvi) daje mnogim svojstvima meso, te su ga zamijenili leghemoglobinom, izoliranim iz korijenskih nodula soje.
Za masovnu proizvodnju "biljnog mesa" tvrtka je uspostavila proizvodnju rekombinantnog leghemoglobina u stanicama kvasca. Američka administracija za hranu i lijekove već je prepoznala kuhani hemoglobin na nogama kao sigurnu hranu, a Impossible Burger, koji se navodno ne može razlikovati od govedine, sada je dostupan u nekoliko trgovačkih lanaca u SAD-u, uključujući i popularni lanac Burger King.
Osnovan 2009. godine, Beyond Meat širom svijeta prodaje imitacije pilećih grickalica, pljeskavice i svinjskih kobasica na biljnoj osnovi. Njihov razvoj proizvoda također su sponzorirali Bill Gates i Tyson Foods Corporation. Pljeskavica iz hamburgera temelji se na ekstraktu graška od graška, kao i na rižinom proteinu, kokosovom ulju, škrobu, lecitinu i drugim neživotinjskim sastojcima.
Iako su takvi proizvodi još uvijek usredotočeni na vegane, "čisto meso" pozicionirano je kao potpuna zamjena za normalno meso. Ipak, sudeći prema anketama, potencijalni potrošači otprilike su jednako podijeljeni u dva kampa: neki su oduševljeni idejom i čak su spremni preplatiti, dok drugi izjavljuju da neće jesti ništa što se uzgaja u laboratoriju.
Tehnologi su, naravno, pomalo lukavi: za razliku od tradicionalnog komada mesa koji sadrži masnoću i druge komponente, za koje mnogi vole okus roštilja, kultivirano meso je „suh“mišić.
Regulatorna tijela i dalje sumnjaju u novi proizvod: prema stručnjacima, „čisto meso“zbog proizvodne tehnologije može sadržavati prekomjerne količine hormona ili faktora rasta, a hranjivi medij na biljnoj osnovi može izazvati alergiju kod potrošača.
Trebate jesti manje
S obzirom na gore opisane tehnološke poteškoće i potrebu prolaska kroz postupke certificiranja proizvoda, malo je vjerojatno da ćemo u skoroj budućnosti probati "čisto meso". Dok simulateri mesa na biljnoj osnovi ulaze na rastuće azijsko tržište, znanstvenici potvrđuju da su dijeta koja se temelji na biljkama doista najodrživija.
„Najnovije izvješće IPCC-a procjenjuje da emisija stakleničkih plinova iz sve hrane na planeti čini oko 30 posto ukupne emisije. Istovremeno, ako se čovječanstvo potpuno prebaci na vegansku prehranu, udio emisije hrane može se smanjiti za 15-20 posto. Čak i ako pređete na mediteransku prehranu koja sadrži dovoljno mesa i ribe, emisije će biti znatno smanjene “, kaže Aleksey Kokorin.
Postupak kuhanja umjetnog mesa u laboratoriju tvornice prehrambenih sastojaka u Ochakovu.
Odstupanjem od tradicionalnog mesa i mliječnih proizvoda smanjit će se poljoprivredno zemljište za 75 posto, a istovremeno će biti dovoljno hrane za sve, pokazala je nedavna studija objavljena u časopisu Science.
Za one koji nisu spremni odustati od životinjske hrane i prebaciti se na sojine proteine, priroda preporučuje još uvijek vrlo održivu fleksibilnu prehranu koja sadrži malo piletine, ribe i jaja.
Međutim, statistika pokazuje da se u razvijenim zemljama najmanje trećina hrane odbacuje, a stanovništvo brzo dobiva na težini, tako da prvi korak u borbi protiv klimatskih promjena može biti jednostavno pravilo "jedi manje" - bez obzira na sve.
Daria Spasskaya
