Выращенное в лабораториях мясо начнут подавать в ресторанах Калифорнии уже в этом году. К 2020-му оно станет дешевле обычного, и на него начнут переключаться крупные сети фастфуда, а дальше дело дойдет до супермаркетов. Об этом заявила компания JUST, один из передовых разработчиков «мяса из пробирки». На это же рассчитывают Билл Гейтс, Сергей Брин, Ричард Брэнсон и многие другие инвесторы в технологию.
Аппетитно?
В 2008-м производство в лаборатории куска говядины весом 250 грамм обходилось в $1 млн. В 2013-м бургер, выращенный в Лондоне ради эксперимента, стоил $325 тысяч. Сейчас его цена упала до $11. В ближайшие несколько лет искусственное мясо гарантированно станет дешевле натурального. Зачем нам это надо, как ученые выращивают «Мясо 2.0», какой у него вкус и почему эта технология изменит наш мир.
Что не так с нынешним мясом?
Свинина, говядина, курятина. Вкусные и естественные продукты, к которым мы привыкли. Но, к сожалению, долго так продолжаться не может.
Первая, главная причина – глобальное потепление. Одна корова за год «выпускает» от 70 до 120 кг метана. Метан – один из парниковых газов, как и углекислый газ (CO2). Но его негативное влияние на климат в 23 раза сильнее. То есть, 100 кг метана от коровы – эквивалент 2300 кг диоксида углерода. Это примерно 1000 литров бензина. С машиной, потребляющей 8 литров на 100 км, можно каждый год проезжать 12 500 км, и только тогда вы сравняетесь во влиянии на климат с одной коровой, спокойно жевавшей травку на ферме. Ко всему прочему, коров и быков в мире намного больше, чем автомобилей. По последним оценкам, 1,5 млрд против 1,2 млрд.
Конечно, суммарно транспорт в мире способствует глобальному потеплению больше, чем мирные телушки. Один контейнеровоз или круизный лайнер «парит» как 80-150 тысяч машин. Но влияние скота нельзя недооценивать. На каждый 1 кг говядины в магазине – в атмосферу выбрасывается эквивалент 35 кг углекислого газа. Килограмм свинины – 6,35 кг CO2, килограмм курятины – 4,57 кг CO2. Сейчас оценивают, что 18% выбросов, влияющих на глобальное потепление, идут именно от домашних животных. Сколько бы заводов ни переходило на солнечную энергетику, сколько бы электромобилей ни выпускал Илон Маск, этот фактор с нами остается.
Проблема еще и в том, что человечество продолжает расти. По оценкам ученых, к 2050-му году нас будет 9,6 млрд. Урбанизация и рост среднего класса приведут к дополнительному повышению спроса на мясо. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, миру придется вырабатывать на 70% больше еды. И говорят, что с текущими технологиями это попросту невозможно.
Сколько мяса (и яиц) потреблялось в 2005-м, и сколько будет потребляться в 2050-м
Одним из тех, кто придерживается такого мнения, является Билл Гейтс. По его словам, если нас будет больше 9 млрд, накормить всех людей натуральным мясом попросту не получится. За последние несколько лет он инвестировал в дюжину стартапов, выращивающих мясо в лабораториях. Его примеру последовали Ричард Брэнсон и миллиардеры из Гонконга, Китая и Индии. В своем личном блоге в заметке о будущем продуктов питания в 2013-м Гейтс написал:
Выращивание животных на мясо требует много земли и воды, и серьезно вредит нашей планете. Если сказать прямо, у нас нет возможности прокормить больше девяти миллиардов людей. И в то же время мы не можем попросить каждого стать вегетарианцем. Поэтому мы должны найти варианты производства мяса без истощения наших ресурсов.
Вторая причина (её частично коснулся Билл Гейтс) – фермы и пастбища для животных занимают очень много места на планете. Очень много. Под содержание скота сейчас отведено 30% всей сухой поверхности Земли. Часто это пастбища на месте бывших лесов. Около 70% бывших лесов Амазонки теперь вырублены под выпас животных. А на 33% всех пахотных земель выращивается корм для скота. Места для людей и природы остается всё меньше.
Третья причина – это еще и невыгодно. Производство мяса – дико неэффективный процесс. Чтобы сделать 1 кг говядины, надо потратить больше 38 кг корма и почти 4 тысячи литров воды (учитывая поливы кукурузы и сои). На коров уходит в 20 раз больше пищи, чем требуется для устранения проблемы голода на планете. А если нас станет 9,6 млрд, для производства мяса не хватит воды (есть, конечно, вариант с опреснением, но это дополнительные затраты и другие проблемы).
Выращенное в лаборатории мясо уже сейчас требует в 100 раз меньше земли и в 5,5 раз меньше воды, чем натуральное мясо, при том, что технология еще не отшлифована. По последним оценкам ученых из Оксфорда, если мы сможем на него перейти, это на 78-96% уменьшит «выхлопы» парниковых газов от скота, снизит потребление энергии на 7-45% и сохранит 82%-96% пресной воды (такие сильные разбросы связаны с разными типами мяса).
Четвертая причина перейти на «мясо из пробирки» – понятно, уменьшение числа убийств и страданий животных. Кому-то этот фактор кажется бессмысленным, а для кого-то он является важнейшим. Организация по защите прав животных (PETA) вкладывает свои деньги в технологию выращивания наггетсов и бифштексов. В 2014-м она предложила $1 млн награды первому ученому, который выпустит на рынок выращенное в лаборатории куриное мясо:
Мы верим, что это первый важный шаг в создании экологически чистого, гуманно произведенного настоящего мяса в руки и рты тех людей, которые настаивают на поедании плоти животных.
Как делают мясо в пробирке
На самом деле, конечно, культивированное или «чистое» мясо (как его сейчас пытаются брендировать на Западе) выращивают не в пробирке, а в чашке Петри или специальном контейнере. Есть десятки компаний со своими подходами, но в целом процесс делится на три этапа:
1. Сначала собирают клетки, склонные к быстрому размножению. Это могут быть эмбриональные стволовые клетки, взрослые стволовые клетки, миосателлитные клетки или миобласты. На этом этапе ученым нужно животное (или идеально сохраненные клетки, но до этого еще не дошли).
2. Клетки обрабатывают, добавляя протеины, способствующие росту тканей. Потом их помещают в культуральную среду, в биореактор. Он выполняет роль кровеносных сосудов, снабжая клетки всем необходимым, и давая им условия для роста. Главный питательный элемент клеток – плазма крови животного (чаще всего – эмбриона). В неё добавляют смесь сахаров, аминокислот, витаминов и минералов. Чтобы мышечная ткань правильно развивалась, её выращивают под давлением, симулируя натуральные условия. Также в биореактор подаются тепло и кислород. По существу, клетки даже не подозревают, что они растут вне животного.
3. Чтобы сделать мясо трехмерным, а не плоским, лаборатории используют своеобразные «строительные леса». В идеале они тоже должны быть съедобными, и периодически двигаться, растягивая развивающуюся мышечную ткань, имитируя движения реального тела. Пока что на этом этапе не концентрируются, но все согласны, что без него создание сколько-нибудь правдоподобного мяса невозможно. Ни консистенция, ни текстура у массы, спокойно развивавшейся в чашке Петри, современного едока не обманут.
Полностью освободить животных от работы, как видим, пока не получается. И на первом, и на втором этапе пока что нужны элементы от реального тела. Но теоретически скоро можно будет обойтись без него. Стволовые клетки – клонировать или выращивать отдельно, а плазме крови – найти заменитель. Ученые говорят, что в идеальных условиях за два месяца выращивания культивированного мяса можно из 10 клеток свиньи получить 50 000 тонн продукта.
А вот те, кто называют это мясо «чистым» – слегка лукавят. Для его выращивания нужны консерванты, вроде бензоата натрия, чтобы защитить мясо от грибка. Также на разных стадиях используется коллагеновый порошок, ксантан, маннит и так далее. Если вы беспокоитесь, что «животных на фермах пичкают антибиотиками и всякой химией», с пришествием мяса из лабораторий ваши страхи усилятся.
Впрочем, по словам компаний-разработчиков, у культивированного мяса есть одно преимущество перед натуральным продуктом. Оно может оказаться полезным для талии. С некоторыми мясными продуктами, вроде бифштексов, важной частью текстуры и вкуса является жир. Фирмы, «выращивающие» мышечные клетки, могут контролировать, какой тип жира будет расти вместе с их мясом. Они могут давать развиваться только полезным жирам, вроде ненасыщенных жирных кислот омега-3, улучшающих работу сердца и ускоряющих обмен веществ.
Первая цель – фуа-гра
Есть одна еда, со стоимостью которой легко соревноваться. Печень перекормленного гуся или утки, один из самых дорогих видов мяса. По $50 за фунт, больше $110 за кг! С такой ценой «пробирочный» продукт уже сейчас кажется выгодной альтернативой. Выращивать гусиную или утиную печень в лаборатории ничуть не сложнее, чем куриные наггетсы, а прибыль гораздо больше.
Эксперименты с фуа-гра сейчас проводит компания JUST (бывшая Hampton Creek). Цель – начать её поставки в американские рестораны уже в этом году. У компании есть опыт запуска успешных продуктов на рынок. В ее портфолио – майонез без яиц и шоколадные чипсы, популярные у веганов.
Борцы за права животных давно выступают против методов, которыми делается фуа-гра. Гусям и уткам на фермах насильно запихивают трубку с пищей в горло и кормят до тех пор, пока те не могут ходить. У них нарушается процесс обмена веществ, а печень, пытаясь всё это обработать, раздувается в 10 раз больше своих нормальных размеров.
Кормежка на ферме, делающей фуа-гра
В сети полно видео от активистов, прорвавшихся на американские фермы и тайно снявших состояние находящихся там животных. Особого шума наделали кадры крысы, съедающей живого гуся сзади, потому что он не способен себя защитить (детали расписывать не хочется, желающие углубиться в тему могут до сих пор найти видео на ютубе). После разгоревшегося скандала Калифорния запретила производство и продажу фуа-гра на своей территории. Для тамошних любителей деликатеса лабораторная фуа-гра станет шансом легально купить продукт, не пересекая границы штата. А сторонники гуманного обращения с животными смогут спать спокойно. Команде JUST нужен только один гусь-донор, и крыс к нему точно не подпускают.
Есть только одна, ма-аленькая проблемка. Гурманов, согласных отдать любые деньги за свою фуа-гра, почти невозможно переубедить. Они тонко различают вкус (или, по крайней мере, так думают), и не хотят компромиссов. Им проще пойти на черный рынок или потратить полдня, съездив за своей любимой печенью. А то, что лабораторное мясо экономит им пару сотен долларов, вообще не фактор. JUST, MosaMeat и другие лаборатории говорят, что на этих клиентов они, по правде, почти не рассчитывают. Им важнее, чтобы каждый новый покупатель, решивший попробовать фуа-гра, сначала шел покупать их продукт.
Фуа-гра из лаборатории
Главная сложность в том, что продукт из лабораторий должен быть точь-в-точь как то мясо, к которому мы привыкли. Об этом говорит СЕО компании MosaMeat Питер Верстейт:
Когда они пробуют продукт, у них должно быть впечатление, что это мясо. Не «это выглядит как мято» или «это похоже на мясо», это просто должно быть мясо. В этом главная сложность.
Грубо говоря, тут работает эффект "зловещей долины". Знаете, когда в фильмах или играх проще принять что-то совершенно новое, или что-то очевидно фальшивое, чем прекрасную компьютерную графику человека, выполненную на 99%? Мы прекрасно научились отличать этот 1%, потому что мы сталкиваемся с лицами людей ежедневно. Попытка точно отразить реального человека может достичь обратного эффекта – нам будет казаться, что это какой-то страшный робот или инопланетянин, надевший человеческую кожу.
С искусственным мясом – та же история. Грубо говоря, если вкус вам полностью незнакомый, мозг говорит «О, это что-то новое». А если вкус похож на 99%, но есть какое-то отличие, у мозга другая реакция – «Я знаю, что это, но с ним что-то не так». Нам посылается сигнал – яд, отрава! Невкусно, хочется выплюнуть, некоторых может даже тошнить. А если от вашей еды некоторых людей тошнит, это большая проблема.
Лабораторное мясо
За последний 1% «похожести» сейчас и борются разработчики мяса из биореактора. Главная проблема – текстура. Мясо, которое росло на кости, имеет мышцы и жир в конкретной консистенции, которую очень тяжело повторить. Поэтому до выращенного стейка еще несколько лет. А вот бургеры и наггетсы делают уже сейчас, и к их вкусу особых претензий нет
До этого еще далеко
В мае 2013 года в Лондоне сделали первый бургер из культивированного мяса. Он состоял из 20 000 тонких полосочек мышечной ткани и стоил $325 тысячи, которые поступили от анонимного мецената (потом оказалось, что это был Сергей Брин). Попробовав бургер, кулинарный эксперт Ханни Руцлер дала свою оценку:
У него очень сильный вкус, даже на месте прожарки. Я знаю, что здесь нет жира, и он не такой сочный, как мне хотелось бы, но вкус очень интенсивный, он бьет по рецепторам. Если бы мы вслепую оценивали вкус, я бы сказала, что этот продукт ближе к мясу, чем к соевой копии.
Разработки 2018 года по вкусу еще больше похожи на натуральное мясо. И цена у них намного адекватнее – от $11,36 за кг (некоторые фирмы пока выставляют ценники $1000-$2400, но их цены тоже быстро идут вниз). Пол Шапиро, автор бестселлера «Чистое мясо: как выращивание мяса без животных произведет революцию в обеде и в мире», попробовал последние лабораторные версии говядины, курятины, рыбы, утки, фуа-гра и чоризо (испанских свиных сосисок). По его словам,
По вкусу они точно как мясо, потому что это и есть мясо.
Но не у всех пока такие прогрессивные взгляды. В исследовании 2014 года 80% американцев сказали, что не готовы есть мясо, выращенное в лаборатории. В 2017-м только 30% заявили, что открыты к тому, чтобы включить такое мясо в свою диету, и иногда употреблять его взамен традиционному. Среди тех, кто против всех этих «экспериментов сумасшедших ученых», за продуктом даже закрепилась кличка. Его уничижительно называют «франкен-мясом».
Похоже на настоящее?
Сторонники культивированного мяса и компании, которые его разрабатывают, считают, что время на их стороне. Пол Шапиро говорит:
Посмотрите на примеры истории. Раньше лед добывали на озере, и массивными кусками везли на продажу. Теперь мы получаем лед в комфорте нашей кухни. Мы называем это «морозилка», и не видим в этом ничего искусственного. Мороженое, йогурты, пиво, всё это изменилось благодаря технологиям. Надо принять, что так же будет и с мясом. Другого пути у нас нет.
Большинство лабораторных методик выращивания мяса используют животные клетки, полученные из сыворотки крови. В биореакторе из клеток формируется мускулатура, которая и становится основой мяса. Однако себестоимость такой технологии не позволяла выпустить искусственное мясо на рынок и масштабировать производство.
В 2013 году биолог Марк Пост из Университета Маастрихта создал первый в мире бургер из выращенного в пробирке мяса. Производство продукта обошлось в $325 000. Развитие технологий многократно снизило эту цену, и сегодня килограмм искусственного мяса стоит уже $80, а один бургер - $11. Таким образом, за четыре года цена сократилась почти в 30 000 раз. Впрочем, ученым еще есть над чем поработать. По состоянию на ноябрь 2016 года, полкило говяжьего фарша стоило $3,6, то есть почти в 10 раз дешевле, чем мясо из пробирки. Однако ученые и создатели «мясных» стартапов верят, что через искусственные фрикадельки и гамбургеры будут продаваться в магазинах по умеренной цене.
Израильский стартап SuperMeat культивирует кошерную куриную печень, американская компания Clara Foods синтезирует яичные белки, а Perfect Day Foods создает молочные продукты не животного происхождения. Наконец, компания создателя первого бургера с искусственным мясом Марка Поста Mosa Meat обещает начать продажу лабораторной говядины в ближайшие 4-5 лет.
Товарное животноводство наносит большой вред экологии. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, для производства одного гамбургера требуется 2500 литров воды, а коровы считаются основным источником метана, который усиливает парниковый эффект. Лабораторное мясо даже с использованием клеток животных значительно сократит вредное воздействие на окружающую среду. От одной индейки можно получить достаточно клеток, чтобы произвести 20 триллионов наггетсов.
По оценкам агроэколога Лондонской школы гигиены и тропической медицины Ханны Туомисто, производство говядины в лабораторных условиях сократит выбросы парниковых газов на 90% и использование земли на 99%. Кэролин Маттик из Аризонского университета, напротив, считает, что искусственное производство нанесет больший вред экологии. По ее расчетам, создание в лабораториях куриного мяса со всеми необходимыми питательными веществами потребует больше энергозатрат, чем выращивание цыплят.
Дата публикации или обновления 14.08.2017
С древнейших времен занимает человека проблема питания. Голод всегда был частым гостем жителей нашей планеты. И сейчас проблема питания еще не нашла полного разрешения. Организация Объединенных Наций, Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Продовольственная Организация при ООН (ФАО) отмечают, что в настоящее время 60-80 процентов населения земного шара (в основном в развивающихся странах) страдает от недостатка пищи. В докладе ФАО «Состояние производства продуктов питания и сельского хозяйства в 1966 г.» указывалось, что при ежегодном увеличении населения мира на 70 миллионов человек не отмечалось одновременного роста производства продуктов питания. Напротив, во всех развивающихся странах, за исключением Ближнего Востока, оно снизилось в общем объеме на 2 процента, а на душу населения - на 4 - 5 процентов.
Положение обостряется еще и тем, что в последние два столетия прирост населения на планете достиг невиданных доселе размеров, обретя, по определению ООН и ВОЗ, характер «демографического взрыва».
По одной из оценок ООН, в 2000 году на земле будут жить 7,4 миллиарда человек: 1,4 миллиарда в промышленно развитых странах и 6 - во всех остальных. Это означает: в 2000 году на долю индустриальных районов придется всего 19-20 процентов населения планеты в сравнении с 36 процентами в 1900 году и 33 - в 1930-м. В 1970 году эта доля уменьшилась до 27 процентов.
Уже сейчас жители стран южноамериканского континента, Африки и Азии обеспечены животным белком крайне недостаточно - каждый житель в среднем получает соответственно 26,9 и 2 грамма белка (при норме 50 граммов). Но, чтобы сохранить хотя бы сегодняшний уровень питания к 2000 году, все мировые запасы продовольствия необходимо увеличить в 4-7 раз, а продуктов животного происхождения - в 9 раз.
Между тем расчеты показывают: получить такое количество продуктов естественным путем к началу будущего столетия станет практически невозможно. Анализируя международные статистические данные по перспективам производства основных продуктов питания, можно сказать, что при самых благоприятных условиях мировая продукция зерна к 1985 году превысит современный уровень едва ли на одну треть. Ненамного увеличится и производство молочных продуктов, а продукция мяса, яиц, семян масличных, добыча рыбы возрастут всего лишь вдвое. Такой прирост производства продуктов питания не сможет, очевидно, радикально обеспечить белком население развивающихся стран. Тем более, что оно составит в будущем не менее 4/6 всего населения планеты.
Академик АМН СССР А. Покровский и многие зарубежные ученые относят обеспечение будущих поколений полноценными продуктами питания к числу наиболее важных стратегических проблем развития производительных сил человеческого общества, к одной из актуальнейших социальных и экономических проблем современности. Она отражена также и в списке основных направлений развития науки, включающем 10 пунктов, которые исследователи будущего должны рассматривать в первую очередь. Задача поиска эффективных путей увеличения производства продуктов питания занимает 3 место, уступая лишь вопросам усовершенствования образования и методов воспитания подрастающего поколения и проблеме сохранения мира.
Сейчас она привлекла уже к себе внимание не только отдельных ученых, но и многих международных организаций, которые комплексными усилиями пытаются решить эту важную задачу. Специалисты ФАО, к примеру, составили так называемый Индикативный план развития мирового сельского хозяйства. Этот план позволяет надеяться на решение хотя бы энергетического дефицита в питании людей. Намного сложнее преодолеть дефицит белка, мировой недостаток которого на сегодняшний день составляет около 40-60 миллионов тонн.
Научные центры многих стран мира включились в активный поиск новых, необычных источников белка, которые позволили бы быстро получать дешевый, биологически полноценный белок, по своим свойствам не отличающийся от белков животного происхождения. Такой источник, например, - различные непромысловые рыбы, содержащие высокоценный животный белок. Но этот путь ограничен «потолком» ее вылова - он не может превышать 200 миллионов тонн в год, или - в пересчете на белок - 30 миллионов тонн дополнительного белка. Кроме того, уже сейчас в некоторых районах Мирового океана наблюдается «перевылов», если так можно выразиться, определенных сортов рыбы, что может привести к их полному исчезновению.
Эффективным источником белка могут служить также водоросли. Но в их белке отсутствуют важнейшие незаменимые аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме и поступают только с животными белками. Это сильно снижает его биологическую ценность. К тому же для водорослей необходимо организовать специальные «парниковые» водоемы, что также связано со значительными материальными затратами. Открытые же водоемы целиком зависят от погоды. Все это ограничивает широкое производство водорослей для пищевых целей.
Наибольшую популярность как источники белка приобрели семена масличных культур - сои, семян подсолнечника, арахиса и других, которые содержат до 30 процентов высококачественного белка. По содержанию некоторых незаменимых аминокислот он приближается к белку рыбы и куриных яиц и перекрывает белок пшеницы. Белок из сои широко уже используется в США , Англии и других странах как ценный пищевой материал.
Увеличить количество пищевого белка можно и за счет микробиологического синтеза, который в последние годы привлекает к себе особое внимание. Микроорганизмы чрезвычайно богаты белком - он составляет 70-80 процентов их веса. Кроме того, в виде побочных продуктов они дают различные трудносинтезируемые обычными химическими методами биологически активные гормоны, антибиотики, витамины и другие вещества. Не менее важен вопрос, во многом определяющий рентабельность нового массового производства белка, - скорость его синтеза.
Микроорганизмы примерно в 10-100 тысяч раз быстрее синтезируют белок, чем животные.
Здесь уместно привести классический пример: 400-килограммовая корова производит в день 400 граммов белка, а 400 килограммов бактерий - 40 тысяч тонн. Естественно, на получение 1 кг белка микробиологическим синтезом при соответствующей промышленной технологии потребуется средств меньше, чем на получение 1 кг белка животного. Да к тому же технологический процесс куда менее трудоемок, чем сельскохозяйственное производство, не говоря уже об исключении сезонных влияний погоды - заморозков, дождей, суховеев, засух, освещенности, солнечной радиации и т. д.
Микроорганизмы постоянно присутствуют в кишечнике человека и продуктах питания, и организм активно их использует.
Почему бы не предположить возможность полной адаптации человеческого организма к такому белку. Экспериментальные исследования отечественных и зарубежных ученых, а также наши собственные подтверждают эту идею. Правда, эксперименты еще чрезвычайно немногочисленны, носят поисковый характер и потому не дают пока оснований к практической реализации их результатов.
Наиболее перспективные микроорганизмы - дрожжи. Тысячелетиями использует их человек как пищевую добавку. Широко применялись они в питании армий в первую и вторую мировые войны. Это лишний раз подтверждает правильность мысли. Одна из причин, сдерживавших культивирование дрожжей в питании населения,- дороговизна их производства. Эту немаловажную причину ликвидировала открытая известным немецким ученым Феликсом Юстом в 1952 году возможность выращивания дрожжей на углеводородах парафинового ряда. Белок из таких дрожжей получается достаточно дешевым. Используя для роста микроорганизмов всего лишь 2 процента мировой добычи нефти, можно полностью покрыть белковый дефицит - дать такое количество белка, которым целый год можно кормить 2 миллиарда человек.
Сейчас уже известно, что микроорганизмы можно выращивать на самой разнообразной питательной среде: на газах, парафинах, нефти, отходах угольной, химической, пищевой, винно-водочной, деревообрабатывающей промышленности. Экономические преимущества их использования очевидны. Так, килограмм переработанной микроорганизмами нефти дает килограмм белка, а, скажем, килограмм сахара-- всего 500 граммов белка. Аминокислотный состав белка дрожжей практически не отличается от такового, полученного из микроорганизмов, выращенных на обычных углеводных средах, а важнейшей незаменимой аминокислоты триптофана, дефицитной в большинстве продуктов питания, у «газовых» (выращенных на метане) дрожжей далее вдвое больше, чем в белках яйца, молока, рыбы и мяса. А ведь именно аминокислоты, эти первичные кирпичики, из которых строится любой белок в живой природе, и определяют биологическую ценность белка для животного организма.
Биологические испытания препаратов из дрожжей, выращенных на углеводородах, которые проведены и у нас в стране и за рубежом, выявили полное отсутствие у них какого-либо вредного влияния на организм испытуемых животных. Опыты были проведены на многих поколениях десятков тысяч лабораторных и сельскохозяйственных животных.
Оказалось, однако, что животные возвращают иам в виде мяса лишь 10-20 процентов потребленного ими белка. Остальная же часть безвозвратно теряется. Усвоение белков человеком может достигать 98 процентов. Поэтому было начато изучение возможности использования дрожжевого белка непосредственно в питании людей. Но с позиции нутрициолога (специалиста в области питания) цельные дрожжи - всего лишь полуфабрикат, требующий дальнейшей переработки. Не исключено, что они могут содержать вредные для здоровья остаточные количества питательной среды, а также и другие, пока еще не выделенные вещества, действие которых на организм может оказаться неблагоприятным. Кроме того, в непереработанном виде дрожжи содержат неспецифические липиды и аминокислоты, биогенные амины, полисахариды и нуклеиновые кислоты, а их влияние иа организм пока еще плохо изучено.
Поэтому и предлагается выделять из дрожжей белок в химически чистом виде. Освобождение его от нуклеиновых кислот также уже стало несложным. Во многих странах ведутся подобные исследования. В Институте элементоорганических соединений АН СССР под руководством академика А. Несмеянова и профессора С. Рогожина разработана уже оригинальная технология получения изолированного из дрожжей белка. Препарат обладает высокой пищевой ценностью, что подтверждено рядом специальных исследований, а главное - он полностью освобожден от примесей, о которых мы говорили.
На кафедре гигиены питания 1-го Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени медицинского института имени И. М. Сеченова под руководством профессора К. Петровского и доктора медицинских наук А. Игнатьева автор статьи начал в 1972 году исследования белковой ценности этого препарата. И вот было показано, что по химическому составу и сбалансированности аминокислот, перевариваемости в желудочно-кишечном тракте он мало отличается от лучших белков животного происхождения.
А после включения в него дефицитной аминокислоты метионина он приблизился по ценности к молочному белку. Добавление небольших количеств препарата к малопитательным продуктам (сухому картофелю и макаронным изделиям) повышает их белковую ценность. Кроме этого, на кафедре технологии пищевых продуктов Института народного хозяйства (профессор Е. Козьмина) и в Институте элементоорганических соединений АН СССР (директор академик А. Несмеянов) мы приготовили на основе этого препарата искусственные макароны. Их белковая ценность на 183 процента выше, чем у промышленных пшеничных макарон высшего сорта.
По внешнему виду, запаху и вкусу они также практически не отличались от всем нам привычного продукта.
Применяя обычные технологические линии по производству синтетических волокон, можно получать из искусственных белков длинные нити, которые после пропитки их формообразующими веществами, придания им соответствующего вкуса, цвета и запаха могут имитировать любой белковый продукт. Таким способом уже получены искусственное мясо (говядина, свинина, различные виды птиц), молоко, сыры и другие продукты. Они уже прошли широкую биологическую апробацию на животных и людях и вышли из лабораторий на прилавки магазинов США, Англии, Индии , стран Азии и Африки. Только в одной Англии их производство достигает примерно 1500 тонн в год. Интересно, что белковую часть школьных обедов в США уже разрешено на 30 процентов заменять искусственным мясом, созданным на основе соевого белка.
Используемое в питании больных Ричмондского госпиталя (США) искусственное мясо получило высокую оценку главного диетолога. Правда, когда больным давали антрекот из искусственного мяса, они жаловались на его тестоватость, хотя и не знали и даже не догадывались о том, что получали не естественный продукт. А когда мясо подавалось в виде мелко нарезанных кусочков, нареканий не было. Обслуживающий персонал также употреблял искусственное мясо, не догадываясь о подделке.
Они воспринимали его как натуральную говядину. Врачи госпиталя отмечали также положительное влияние рациона на здоровье пациентов и особенно больных атеросклерозом. В состав такого мяса обязательно включают специально обработанный искусственный белок, небольшое количество яичного альбумина, жиры, витамины, минеральные соли, природные красители, ароматизаторы и прочее, что дает возможность «лепить» изделие с заданными свойствами, учитывая при этом физиологические особенности организма, для которого продукт предназначен. Это особенно важно в диете детей и людей пожилого возраста, больных и выздоравливающих, когда необходимо лимитировать питание по целому ряду пищевых компонентов, что весьма трудно сделать, используя, традиционные продукты.
Такое мясо можно резать, замораживать, консервировать, сушить или прямо использовать для приготовления различных блюд.
Проведя исследования на взрослых людях и детях, Рикардо Брессани с соавторами пришли к выводу, что питательность искусственного мяса составляет примерно 80 процентов от питательности молока. Такое мясо охотно ели дети, и оно не оказывало на них никакого отрицательного действия.
Высоко оценена специалистами созданная в СССР (в Институте элементоорганических соединений АН СССР) искусственная черная икра, которую по внешнему виду и вкусовым качествам практически невозможно отличить от натурального продукта. Биологическая ценность ее достаточно высока, так как по химическому составу икра полностью отвечает требованиям, предъявляемым к продуктам современной наукой о питании. В настоящее время в Москве налаживается промышленное производство икры. Уже построен цех производительностью 500 кг искусственной икры в сутки.
Таким образом, сейчас уже накопилось немало теоретических и практических данных - объективных предпосылок для дальнейшего расширения и углубления этих исследований. Эксперты ООН и ВОЗ предсказывают: потребление замепителей мяса и молока к концу нашего столетия составит около 30 процентов ко всему белку. И, если рано еще говорить об искусственных отбивных, то синтетические лизин и метионин - эти важнейшие, незаменимые и часто дефицитные в питании человека и животных аминокислоты - производятся десятками тысяч тонн.
Налажено также и промышленное производство витаминов.
«Все это означает, что человечество уже вступило в век несельскохозяйственного производства пищевых веществ», - сказал советский ученый, академик И. Петрянов. В недалеком будущем за рубежом производство искусственных продуктов питания превратится в одну из ведущих отраслей промышленности.
Об этом свидетельствует тот факт, что ассортимент этих продуктов там постоянно расширяется. Например, ежегодная выручка от продажи всех заменителей, сделанных на растительной основе, в США достигает 30 миллионов долларов. Экономисты пищевой промышленности предсказывают, что общая выручка от продажи искусственных продуктов питания к 1980 году будет возрастать по крайней мере на 2 миллиарда долларов в год. Уже сейчас около 35 процентов сливок, добавляемых американцами в кофе, не натуральны. Недавно в магазинах появился «яичный» порошок, приготовленный из соевого белка. Стоят такие продукты в четыре-пять раз дешевле натуральных. Вопрос обеспечения искусственными продуктами питания населения нашей страны в ближайшей перспективе не актуален.
Структура питания наших людей будет улучшаться в основном за счет повышения продуктивности сельского хозяйства и разработки новых методов сохранения продуктов, потери которых в мире огромны и достигают половины их общего производства.
Кандидат медицинских наук Б. Суханов.
«Мясо в пробирке» – продукт, который никогда не был частью живого полноценного организма. Современные исследовательские проекты трудятся над созданием экспериментальных образцов мяса, чтобы в ближайшем будущем установить его промышленное производство. В перспективе создание полноценной культивированной мышечной ткани, которая решит и этическую сторону вопроса, и обеспечит пищей нуждающиеся регионы. Полученное мясо не может считаться вегетарианским, поскольку оно выращено на основе животного, а не растительного (соевого/пшеничного) белка.
Сейчас культивация мяса стоит дорого. В будущем, когда технология будет освоена пищевыми концернами, себестоимость продукта не будет превышать цену обычной .
Что нужно знать о продукте будущего, чем он отличается от обычного мяса и на каком этапе находятся современные исследования?
С чего все началось
Промышленное производство мяса задевает не только этические, но и экологические проблемы. Более того, найти качественный мясной продукт на прилавках – весьма тяжелая задача. Производители часто используют в производстве антибиотики и гормоны, которые ставят под сомнение пользу и безопасность готового продукта. Содержание скота и промышленное производство мясных товаров влияет на выработку парниковых газов, расход пресной , рациональное распределение территорий – и это не окончательный список.
Кормовые пастбища и поля для промышленного скота занимают 30% полезной суши всей планеты, а огороды/сады/парники и поля занимают всего 4-5%.
Решать глобальные проблемы с экологией и качеством мяса нам предстоит уже в ближайшие годы. На сегодня существует всего 2 пути: создание мяса на основе растительного ( / /) или животного белка.
Один из отличных вариантов решения проблемы нашла американская компания Beyond Meat. Они первыми выпустили котлеты на основе растительного белка, которые по вкусу и питательной ценности равны натуральному мясу. Котлеты также «шкварчат» при жарке и абсолютно идентичны по вкусу /курице/ . Единственный нюанс – котлеты обладают узнаваемым овощным запахом.
Современная пищевая промышленность больше заинтересована в мясе из животного белка. Поскольку ингредиент на основе овощей принято считать «имитацией мяса», а продукт, выращенный в пробирке, будет абсолютно идентичен органическому мясному отрубу.
Технология создания продукта
Мясо представляет собой мышечную ткань животного. Чтобы создать продукт в пробирке, необходимо получить те самые мышечные клетки животного. Чтобы эти клетки выросли в большой сочный отруб нужен . Животные клетки извлекают всего один раз, в дальнейшем они не потребуются – будет происходить синтез уже имеющегося материала.
Современная технологичная база предусматривает всего 2 варианта развития мяса в пробирке:
- формирование совокупности мышечных клеток, которые изначально не связаны друг с другом;
- формирование целой структуры мышц, которые уже связаны и пребывают в определенной зависимости.
Второй способ гораздо сложнее первого. Почему? Мышцы любого живого организма состоят из мышечного волокна – это длинные клетки, внутри которых концентрируется несколько ядер. Эти клетки не могут делиться самостоятельно. Мышечные волокна формируются только тогда, когда клетки-предшественники сливаются друг с другом для формирования новой структуры. Соединяться могут как клетки-спутники, так и эмбриональные стволовые клетки. В теории эти клетки можно поместить в специальную емкость, перемешать их и создать новую структурную единицу, но это возможно только в теории. Чтобы мышца выросла необходимо просчитать ее расположение, кровоснабжение, получение кислорода, удаление отходов и прочие нюансы. Более того, для нормального развития мышечной ткани придется выращивать еще несколько групп клеток, которые будут поддерживать ее и способствовать развитию. Мышечные волокна нельзя просто так растянуть или заставить развиться до нужного размера и состояния, поэтому процесс требует колоссальных усилий, времени и материальных средств.
В 2001 году дерматолог Виет Вестерхов, врач Виллем ван Эйлен и бизнесмен Виллем ван Коотен подали патент на производство мяса в пробирках. Их технология предусматривала создание биологической матрицы, в которую мышечные волокна самостоятельно введут коллаген. Затем клетки зальют питательным раствором и буквально заставят размножаться. Следом за группой ученых патент получил и американец Джон Вейн. Он также выращивал мышечную и жировую ткань на комплексной основе. В двух случаях удалось создать продукты питания, которые были идентичны курице, говядине и рыбе.
Существует заблуждение, согласно которому для производства мяса используют методы генной инженерии. На самом деле, натуральные клетки, из которых формируется отруб, растут ровно в той же мере, что и генно-модифицированные.
Компания «Memphis Meats» запустила уникальный стартап по разработке синтетического куриного мяса. Именно эта компания впервые вырастила куриное мясо в лабораторных условиях. Ученые решили воссоздать куриный наггетс не из бедра животного, а из обычной пробирки, что им успешно удалось. Технически наггетсы могут называться мясом, поскольку они созданы из стволовых клеток животного организма. Но процесс выращивания и формирования продукта оказался более чистым и экономичным. Синтетическое куриное мясо «Memphis Meats» в полной мере удовлетворило защитников окружающей среды, вегетарианцев, крупные промышленные концерны и рядовых обывателей.
Глава компании Ума Валети решила выпустить наггетсы под названием «Чистое мясо», что символизирует способ их создания. Ума утверждает, что крупные промышленные компании всерьез заинтересованы лабораторным мясом. Производство натуральной курицы/говядины/свинины с каждым годом становится более затратным и малоэффективным. Наггетсы от «Memphis Meats» сейчас стоят около 1000$. Чем быстрее технология начнет распространятся по всему миру, тем дешевле будет итоговая себестоимость продукта.
Проблемы научных исследований
Направление, которое специализируется на культивации мясных продуктов, развилось из области биотехнологии, вернее – тканевого инжиниринга. Направление развивается одновременно с другими отраслями, которые связаны с биотехнологиями. Главное препятствие, с которым столкнулись ученые – снижение себестоимости готового продукта. Но это еще не все, в полный список входят:
- Скорость размножения мышечных клеток. Ученые давно научились разделять стволовые клетки, но для промышленного производства мяса необходимо, чтобы они делились гораздо быстрее.
- Культура биологической среды. Среда, в которой будут развиваться клетки, отличается для каждого отдельного организма. К примеру, рыбе и овце нужна совершенно разная питательная среда. Чтобы наладить массовое производство, необходимо определить и проверить питательные среды для всего скота.
- Экология. Вопрос все еще остается туманным и малоизученным.
- Благополучие скота. Биологический материал, который необходим для развития мышечной ткани, нужно научиться синтезировать без животных, иначе в искусственном мясе нет совершенно никакого смысла. Исключение – разовое взятие материала для получения стволовых клеток.
- Целостность клетки. Чтобы получить качественный отруб из мышечных клеток необходим кислород и питательные компоненты. В организме живого животного этим занимаются кровеносные сосуды. Ученые создали специальную матрицу, которая наполняет клетки и способствует их росту. Но поиски максимально эффективного биореактора ведутся до сих пор.
- Безопасность для человека. Существует вероятность, что синтетическое мясо станет агрессивным аллергеном для некоторых групп потребителей. Аллергию может вызывать даже растительная среда, в которой будет развиваться клетка.
Чем искусственное мясо отличается от обычного
Вкус
Отличить культивированный стейк от натурального практически невозможно. Независимо от особенностей отруба, синтетическое мяса абсолютно идентично обычному. Его внешний вид также не вызывает вопросов. Единственное некритичное отличие – текстура. Мясо из пробирки более мягкое и нежное, чем натуральное, но это скорее преимущество, нежели недостаток.
Потребители утверждают, что характеристики культивированного мяса полностью идентичны размороженному отрубу. Он плохо маринуется и впитывает различные вкусы, но отлично подходит для употребления в пищу и создания универсальных блюд.
С сетью Whole Foods, которая реализует и растительное (на основе растительного белка), и натуральное мясо, приключился казус. Работники случайно расфасовали готовое искусственное куриное мясо в упаковку для натурального. За несколько недель, что потребители покупали мясо из пробирки вместо обычного, в компанию не поступило ни одной жалобы или вопросов. Потребители просто не заметили подмены, значит, синтетическое мясо вполне съедобно.
Качество
Ученые допускают, что производство искусственного продукта в промышленных масштабах потянет за собой увеличение химических добавок и искусственных гормонов. Заметим, что при производстве натуральных отрубов подобные меры исключены. Более того, все еще не существует точного плана разработки промышленного производства мяса без использования антибиотиков. Антибиотики необходимы для предотвращения инфекций и блокирования возможных возбудителей. Без их использования существует высокий риск заражения через пищу.
Мясо из пробирки все еще не пробралось на рынок по двум причинам:
- недоработанная технология;
- высокая себестоимость.
Главная цель ученых – создать продукт, который будет более качественным и полезным, чем уже имеющийся на рынке, поэтому с запуском незачем торопиться. Первое, что необходимо решить – процентное соотношение . В натуральном отрубе высокая концентрация , что ведет к повышению уровня вредного , ожирению, болезням сердца и сосудов. В искусственном мясе вопрос жира должен быть решен или сведен к возможному минимуму. Ученые рассматривают идею искусственного введения во время культивации. Эта идея аналогична тому, что животным вводят особые питательные корма на основе витаминов, полезных нутриентов и жирных кислот перед забоем.
Экология
Экологичность искусственного мяса вызвала волну дискуссий. К примеру, журналист Брендан Корнер и целый ряд владельцев патентов на синтетическую продукцию уверены, что защищают экологию. Производство синтетического мяса требует меньших ресурсов, минимального выделения парникового газа и практически не производит отходов.
У союза Union of Concerned Scientists свое мнение на этот счет. Маргарет Меллон, один из представителей союза, считает, что промышленное производство искусственных мясных отрубов затребует гораздо больше энергии и топлива, чем традиционные технологии. Она считает, что новый метод будет разрушительным и приведет к остаточному краху экологического равновесия.
Точно определить на чьей же стороне правда невозможно. В 2011 году проводили исследование, согласно которому производство синтетического мяса требует:
- на 7-45% меньше энергии;
- на 99% меньше промышленных земельных участков;
- на 82% меньше запасов жидкости;
- создает на 78% меньше выбросов парникового газа.
Но на момент проведения исследования не существовало технологий промышленного производства. А в основу опытов был заложен гипотетический процесс производства.
Экономичность
Сегодня, пока синтетическое мясо не представлено на полках магазинов, его стоимость высока: около 1 миллиона долларов на 250 грамм искусственной говядины. Чтобы приравнять эту заоблачную стоимость к реальной рыночной, необходимы инвестиции и повсеместное использование технологии. Сократить расходы может и технологический прогресс. Как только технологии выращивания мышечной ткани будут улучшены и оптимизированы, то стоимость мяса резко упадет.
Около трети суши используется под выращивание крупного рогатого скота. В результате деятельности животноводческого сектора возникают до 15% парниковых газов и ежегодно тратятся миллиарды тонн пресной воды. При этом поголовье часто страдает от болезней, а потребитель раз от раза рискует столкнуться с сальмонеллой, кишечной палочкой и другими инфекционными возбудителями. По мнению учёных, спасти постоянно растущее население и экологию сможет только искусственное мясо.
Первые эксперименты по созданию мяса из пробирки были проведены NASA в 2001 году. Тогда учёным удалось вырастить из клеток золотой рыбки продукт похожий на рыбное филе. В конце 2009 года нидерландские биотехнологи вырастили мясной продукт из клеток живого поросёнка. Ещё через 4 года в Лондоне пожарили котлету из искусственно выращенного мяса, которое по текстуре и вкусовым качествам напоминало говядину.
Это важно
Путать имитацию мяса и синтетически выращенный продукт не стоит. В первом случае в качестве мясозаменителя используют темпе, соевый текстурат и специи, а во втором - мы имеем дело с настоящим мясом, выращенным в лаборатории. Имитация мяса похожа на натуральный продукт только по вкусу, тогда как биотехнологии позволяют получить самый настоящий фарш никого не убивая.
Как делают искусственное мясо?
Технологию выращивания синтетического мяса можно разделить на два этапа:
- Забор стволовых клеток;
- создание условий для их выращивания и деления.
После забора стволовые клетки помещаются в биореактор, где создаётся специальная губка-матрица, в которой произрастает будущее мясо. В процессе выращивания клетки обильно снабжаются кислородом и питательными веществами, необходимыми для быстрого роста. Так как искусственно выращенное мясо представляет собой мышечную ткань, биотехнологи создают особые условия для тренировки клеток и образуемых из них волокон.
В настоящее время учёные научились производить в пробирке два вида мяса:
- Несвязанные между собой мышечные клетки (своеобразная мясная жижа);
- клетки, соединённые в связанные между собой волокна (более сложная технология, обеспечивающая привычную структуру мяса).
Синтетическое мясо - польза и вред
Только в США, по данным экологической организации EWG, до 70% выпускаемых антибиотиков уходит на содержание животных. Большая часть из них попадает в наши желудки вместе с мясом, которое мы едим. Мясо из пробирки лишено подобных недостатков, так как производится в стерильных условиях. Вместе с лекарственной угрозой многократно снижаются риски заражения опасными заболеваниями, возбудители которых, несмотря на все проверки, могут содержаться в любом куске мяса. Кроме того, специалисты уже сейчас говорят о возможности регулировать жирность конечного продукта, что позволит создавать «здоровое» мясо.
Также польза искусственного мяса заключается в экономии природных ресурсов. Учёные из Амстердамского и Оксфордского университетов подсчитали, что в будущем рассматриваемая технология позволит сократить производственные площади на 98%, а расход энергоресурсов и воздействие на окружающую среду - на 60%.
Что же касается возможных побочных эффектов от перехода на синтетическое мясо, то о них пока рано говорить. В настоящий момент не проведено ни одного клинического исследования, доказывающего вред этого продукта.
Рынок искусственного мяса - перспективы развития
По данным EWG, к 2050 году мировое потребление мясных продуктов увеличится в 2 раза. Рано или поздно современные методы производства мяса не смогут удовлетворить возрастающий спрос. Поэтому, человечеству не остаётся ничего другого, как идти по пути выращивания лабораторной говядины и свинины в промышленных масштабах.
Производство первого искусственного бургера обошлось учёным в 320 тыс. долларов. Сегодня его цена сократилась в 30 000 раз до 11 долларов. Недалёк тот час, когда синтетическая котлета с идеальным содержанием белков и жиров будет стоить дешевле котлеты из обычного фарша. С этого момента развитие индустрии будет уже не остановить.
