Konzumace masa v potravě je pro zvířata neetická a vede k významnému nárůstu škodlivých emisí do atmosféry, které ovlivňují globální změnu klimatu. Lze tuto situaci změnit? Je nepravděpodobné, že se všichni lidé na Zemi stanou vegany, ale maso lze pěstovat uměle ze zvířecích kmenových buněk. Takže cesta ven byla nalezena? Ano, říkají vědci. Ekologové a technologové tvrdí, že ne. Výroba umělého masa je z ekonomického hlediska stále příliš nákladná - a kupodivu, zanechává bohatší uhlíkovou stopu než pěstování konvenčního masa. Zastáncové nového produktu nicméně neztrácejí naději na jeho uvedení na trh v průmyslovém měřítku.
V září ruští výrobci oznámili, že se připojují ke globálnímu trendu „pěstovaného masa“. Podle ideologů tohoto oboru lze svalová vlákna namísto zabíjení zvířat na maso pěstovat v bioreaktoru z kmenových buněk ve zvláštním živném médiu.
Tento produkt se také nazývá „maso zkumavek“a „čisté maso“. Posledně uvedený termín znamená, že vaše placičky budou eticky a ekologicky šetrné.
Půst a jeho maso
Myšlenka výroby masa ve zkumavce (přesněji v Petriho misce) pocházela z biomedicíny: pokroky v kultivaci kmenových buněk, 3D tisk orgánů inspirovaly také potravinářské technology. Opravdu, pokud tkáň může být pěstována v laboratoři k transplantaci, proč ji pěstovat pro potraviny?
Princip pěstování masa ve zjednodušené formě opakuje princip pěstování jakékoli tkáně: kmenové buňky jsou izolovány ze vzorku živočišného svalu, které jsou pak rozmnožovány ve zvláštním živném médiu obsahujícím hormony a růstové faktory, a jsou nuceny rozlišovat na svalová vlákna.
Proces vaření umělého masa v laboratoři ochakovské továrny na přísady potravin.
Propagační video:
Vzorky umělých masných buněk v laboratoři Ochakovo Food Ingredients Plant.
Podobné experimenty s cílem získat poživatelný produkt byly v laboratořích prováděny od 90. let, ale popularizace myšlenky je do značné míry zásluhou vědce Marka z University of Maastricht (Nizozemsko). V roce 2013 představil reportérům první hamburger s kotletkou vyrobenou z kravských svalových buněk pěstovaných v jeho laboratoři.
Při prezentaci byl řízek připraven šéfkuchařem a slavnostně jeden kulinářskými kritiky. Podle hodnocení se produkt ve všech ohledech podobal „tradičnímu“masu, až na to, že nebylo tak šťavnaté. V roce 2015 Post založil společnost Mosa Meat, společnost, která optimalizuje produkci masa v laboratoři s cílem uvést produkt na trh do roku 2021.
První kotleta byla vypěstována do tří měsíců a stála tvůrce tři sta tisíc dolarů. Prezentace však podnítila zájem podniků a investorů o „čisté maso“, což vedlo ke vzniku mnoha startupů zaměřených na zefektivnění procesu. Již v roce 2017 činily náklady na svalová vlákna z laboratoře 5 tisíc dolarů za kilogram a dnes již několikrát klesly.
Podle společnosti Forbes v současné době na světě vyvíjí „čisté maso“nejméně 26 společností, jejichž cílem je zpřístupnit produkt masovému spotřebiteli.
Kolik stojí kultivace
Představme si, že chceme pěstovat kousek takového masa od nuly. Nejprve je třeba vybavit laboratoř: zakoupit centrifugy, mikroskop, laminární průtokový box pro sterilní práci, autokláv, CO2 inkubátor pro udržení požadované koncentrace oxidu uhličitého v počáteční kultuře a několik bioreaktorů různých objemů, abychom mohli pěstovat biomasu v různých stádiích „zralosti“.
Pak musíte získat kmenové buňky, ze kterých bude pěstována kultura. Nejlépe se izolují ze vzorku svalu mladého zvířete (například novorozeného tele) pomocí speciální technologie, která zahrnuje lýzu tkání a výběr buněk.
Vědci, kteří pracují na optimalizaci technologie, diskutují o vytvoření biobanky kmenových buněk, ze které bude možné odebrat vzorek potřebný pro výrobu - to by mělo mírně snížit náklady na proces.
Dále musí být buněčná kultura pěstována v kultivační baňce a poté postupně pěstována v několika bioreaktorech za stálého míchání a provzdušňování v živném médiu (pokud opravdu chceme pěstovat spoustu buněk). Poté budou muset být buňky vyjmuty z bioreaktoru a naočkovány na poživatelné lešení (například z kolagenu), které dodá produktu vzhled kousku masa.
Celý proces bude trvat asi 40 dní, během kterých bude nutné sledovat sterilitu procesu.
Schéma navrhovaného technologického procesu pěstování masa v laboratoři.
Náklady na živné médium budou tvořit lví podíl na konečných nákladech na konečný produkt, při výrobě se spotřebují ve stovkách litrů. Analytici odhadují, že náklady na „čisté maso“budou srovnatelné s náklady na tradiční maso, když cena jednoho litru média nebude mnohem vyšší než jeden dolar.
Mezitím v nejlevnější verzi stojí více než tři sta dolarů za litr.
Jak optimalizovat vaše prostředí
Médium má komplexní složení a musí obsahovat požadované proteiny, lipidy, soli, aminokyseliny, vitaminy a hormony. Vývojáři si dali za úkol jednak zbavit zdroje živočišného původu (například fetální telecí sérum, které se často přidává do média, aby poskytlo požadované složení), a za druhé, učinit médium co nejlevnějším.
Vědci se snaží minimalizovat počet složek, sbírat média z rekombinantních proteinů (tj. Ty, které jsou produkovány v mikroorganismech, jako je E. coli a kvasinky), a hledat vhodné rostlinné složky.
Podle výpočtů odborníků z The Good Food Institute může být kultivační médium sníženo o dalších 10 až 1000krát, pokud je produkce rekombinantních růstových faktorů optimalizována - nejdražší složky média, bez nichž kmenové buňky jednoduše nebudou růst a diferencují.
Seznam složek média s uvedenými náklady na 20 tisíc litrů.
Rostlina Ochakiv Food Ingredients, která byla projednána na začátku článku, uvedla, že první 40 gramová část masa je stála 900 tisíc rublů. Tato částka nezahrnovala laboratorní vybavení, za které bylo vynaloženo dalších 9 milionů rublů.
Ředitel podniku Alexander Savkov potvrdil, že hlavní náklady spojené s pěstováním buněk klesly na růstové médium. Je pravda, že ve své laboratoři používali dovážené prostředí švýcarské výroby používané v biomedicíně. Hlavní úsilí technologů podniku, stejně jako jejich zahraniční kolegové, bude zaměřeno na vytvoření levného analogu.
Technologové se potýkají s opravdu obtížnými úkoly, protože „čisté maso“bude muset být pěstováno ve velkém měřítku - mnohem větší než v současnosti rostou savčí buňky, které se například používají k produkci protilátek.
Co se děje s kravami
Kromě zjevného etického aspektu (zabíjení zvířat), který nutí mnoho lidí stát se vegetariány, způsobuje chov zvířat značné škody na životním prostředí. Chov hospodářských zvířat přispívá do atmosféry 14,5 procenta celkových emisí skleníkových plynů, zatímco pastviny a pícniny představují 80 procent zemědělské půdy.
Chov zvířat současně dodává pouze 37 procent bílkovin v potravě. Dominantními skleníkovými plyny z hospodářských zvířat jsou metan z dobytek. Pokud jde o urychlení globálního oteplování, je to 28krát nebezpečnější než oxid uhličitý.
Největší příspěvek k emisím však nevedou samy dobytek, ale činnosti související s jeho údržbou - likvidace hnoje, výroba hnojiv, orba půdy a výroba krmiv. Podle prognóz Organizace OSN pro výživu a zemědělství se do roku 2050 zvýší poptávka po živočišných produktech o 70 procent. Vypadá to, že toto odvětví skutečně potřebuje optimalizaci.
Tato fakta používají vývojáři „čistého masa“, když se obracejí na investory k financování. Slibují, že pokud bude úspěšný, podíl „tradičního“masa na trhu v příštích 20 letech klesne na 40 procent a počet skotu se sníží z jedné a půl miliardy na několik desítek tisíc.
Zejména Mosa Meat tvrdí, že výroba jeho produktu bude vyžadovat o 99 procent méně půdy a o 96 procent méně vody než běžné podmínky pro hospodářská zvířata, a emise skleníkových plynů se sníží o 96 procent.
Čí stezka je horší
Vědci však již zpochybňují bezpodmínečnou ekologickou šetrnost masa ze zkumavky. Vědci z Oxfordu vypočítali, jakou uhlíkovou stopu zanechá produkce „čistého masa“v bioreaktoru na živném médiu obsahujícím cyanobakteriální extrakt a růstové faktory produkované v buňkách E. coli.
Výpočty zahrnovaly nejen faktory, jako je výroba hnojiv pro pěstování sinic, ale i elektřina vynakládaná na sterilizaci složek média. Model byl sestaven pro tři místa s různými „náklady na uhlík“výroby elektřiny - Thajsko, Španělsko a Kalifornie.
V závislosti na technologii výroby se výsledky pohybovaly od 1,7 do 25 kilogramů ekvivalentu oxidu uhličitého na kilogram produktu. Současně vědci odhadli rozpětí hodnot uhlíkové stopy pro výrobu kilogramu hovězího masa na 28 až 43 kilogramů ekvivalentů CO2.
Porovnání dlouhodobého dopadu tradiční výroby hovězího masa (Švédsko, Brazílie, USA) a pěstovaného masa podle různých scénářů (kultivovaných) na globální oteplování. Schéma předpokládá, že hovězí maso nahradí kultivované maso.
Ačkoli na první pohled má pěstované maso ekologickou výhodu oproti hovězímu masu, autoři práce připomínají, že hlavní příspěvek k uhlíkovým nákladům na hovězí maso pochází z metanu. Jeho životnost v atmosféře je 12 let, zatímco oxid uhličitý nikam odtud nepřijde. Proto může být z dlouhodobého hlediska pěstované maso ještě více nebezpečné pro globální oteplování díky svému „čistému“podílu uhlíku.
Alexej Kokorin, ředitel klimatického a energetického programu Světového fondu pro volně žijící živočichy (WWF), se však domnívá, že v krátkodobém horizontu by se metan, vyráběný hlavně dojnicemi, neměl snižovat. "Energie z rozkladu metanu se nakonec hromadí v horních vrstvách oceánu." Výsledkem je mimo jiné zvýšení frekvence extrémních přírodních jevů, například hurikánových větrů - to, co vidíme právě teď, “komentuje klimatolog.
Rovněž stojí za zvážení, že výroba hovězího masa je ve srovnání s jinými druhy masa nejdražší. Výroba kilogramu kuřete nás stojí asi pět kilogramů ekvivalentů CO2, což je již docela srovnatelné s výrobou „čistého masa“, jehož uhlíková stopa nezávisí na tom, jehož maso se pěstuje v bioreaktoru.
Náklady na kilogram zemědělských produktů v ekvivalentu uhlíku. Minimální hodnoty jsou pro kořenové plodiny a maximální hodnoty pro hovězí a jehněčí maso.
Co je maso
Čisté maso se dosud nedostalo na trh, ale tradiční výrobci masa již podnikají kroky k ochraně svých produktů před konkurenty. V loňském roce americká Cattlemanova asociace požádala Státní zemědělskou inspekci (FSIS), aby zakázala pojmenování masa jiných potravin, než které pocházejí přímo ze zvířat.
Chovatelé hospodářských zvířat se zabývají nejen svalem pěstovaným v laboratoři, ale také řadou veganských rostlinných bílkovinných produktů, které jsou uváděny na trh jako náhražky masa. Na rozdíl od pěstovaného masa jsou jejich produkty již k dispozici v obchodech a restauracích.
Společnost Impossible Foods, založená profesorem biochemie Stanforda Patrickem Brownem, provedla řadu výzkumů, aby vyrobila produkt, který vypadá ve všech ohledech jako maso. Vědci si uvědomili, že hemoglobin (protein obsahující hem v krvi) dává masu mnoho vlastností a nahradil jej leghemoglobinem, izolovaným z kořenů uzlů sóji.
Pro hromadnou výrobu „rostlinného masa“společnost zavedla produkci rekombinantního leghemoglobinu v kvasinkových buňkách. Americká správa potravin a léčiv již uznala vařený hemoglobin nohou jako bezpečné jídlo a Impossible Burger, který je údajně nerozeznatelný od hovězího masa, je nyní k dispozici v několika restauračních řetězcích v USA, včetně populárního řetězce Burger King.
Společnost Beyond Meat byla založena v roce 2009 a po celém světě prodává napodobeniny kuřecích nuget, hovězí hamburgery a vepřové klobásy na bázi rostlin. Jejich vývoj produktů podporoval také Bill Gates a Tyson Foods Corporation. Burger patty je založen na extraktu hrachového proteinu, stejně jako na rýžovém proteinu, kokosovém oleji, škrobu, lecitinu a jiných neživočišných složkách.
I když jsou tyto výrobky stále zaměřeny na vegany, „čisté maso“je umístěno jako kompletní náhrada za běžné maso. Podle průzkumů jsou však potenciální spotřebitelé zhruba stejně rozděleni do dvou táborů: někteří jsou nadšením nadšení a jsou dokonce připraveni na přeplatek, zatímco jiní prohlašují, že nebudou jíst nic, co se pěstuje v laboratoři.
Technologové jsou samozřejmě trochu mazaný: na rozdíl od tradičního kusu masa, které obsahuje tuk a další složky, pro které mnozí milují chuť grilování, je kultivované maso „suchým“svalem.
Regulační úřady na nový produkt stále podezřívají: podle odborníků může „čisté maso“v důsledku technologie výroby obsahovat nadměrné množství hormonů nebo růstových faktorů a živné médium na rostlině může u spotřebitelů vyvolat alergie.
Je třeba jíst méně
Vzhledem k výše popsaným technologickým potížím a potřebě projít postupy certifikace produktu je nepravděpodobné, že v blízké budoucnosti zkusíme „čisté maso“. Zatímco rostlinné masové simulátory vstupují na rozvíjející se asijský trh, vědci potvrzují, že rostlinná strava je skutečně nejudržitelnější.
„Poslední zpráva IPCC odhaduje, že emise skleníkových plynů ze všech potravin na planetě představují asi 30 procent celkových emisí. Současně, pokud se lidstvo zcela přepne na veganskou stravu, lze podíl emisí potravin snížit o 15–20 procent. I když přejdete na středomořskou stravu, která obsahuje dostatek masa a ryb, emise se znatelně sníží, “říká Aleksey Kokorin.
Proces vaření umělého masa v laboratoři ochakovské továrny na přísady potravin.
Podle nedávné studie publikované ve vědě se odklon od tradičních masných a mléčných výrobků sníží zemědělská půda o 75 procent a přitom bude mít stále dost jídla pro každého.
Pro ty, kteří nejsou připraveni strhnout živočišnou stravu úplně a přejít na sójové bílkoviny, Nature doporučuje stále velmi ekologicky šetrnou dietu, která obsahuje některé kuře, ryby a vejce.
Jak však ukazují statistiky, v rozvinutých zemích je alespoň třetina potravin vyhazována a populace rychle přibývá na váze, takže prvním krokem v boji proti změně klimatu může být jednoduché pravidlo „jíst méně“- bez ohledu na to.
Daria Spasskaya