Искусственное мясо. Пища недалекого будущего

Компания Beyond Meat затеяла революцию в мясной промышленности. Их бургеры, поступившие в магазины США, - первый искусственный аналог мяса такого качества, а на вкус они практически не отличимы от настоящих. «Афиша Daily» рассказывает, как это мясо выращивают и почему за ним будущее.

Зачем нам искусственные бургеры - и чем плохи обычные

Известно, что разведение птицы и крупного рогатого скота неэффективно и требует огромного количества ресурсов. Чтобы накопить 15 грамм животного белка, корова употребляет 100 грамм растительного. Под пастбища отдаются гигантские территории - около 30% полезной суши. Для сравнения: под выращивание растительной пищи для человека выделено всего 4% полезной суши. На обработку мяса тратится много воды: на тонну курятины уходит 15 тысяч литров, а на одну котлету - столько, сколько нужно , чтобы принимать душ две недели. Переход человечества на искусственное мясо мог бы сократить потребности отрасли в энергии на 70%, а в воде и земле - на 90%.

Разведение скота также вредит атмосфере: за год животные выбрасывают 18% всех парниковых газов. И все это негативное влияние только нарастает: за последние 40 лет потребление мяса выросло в три раза, а в следующие 15 лет вырастет еще на 60%. Значит, что совсем скоро животноводство просто не сможет обеспечить человечество мясом. Между тем современные стартапы уже могут произвести объем курятины, который сохранит жизнь 1,5 миллиона цыплят (всего же за год в США на убой уходят 8,3 миллиона).

Подробности по темеКак и зачем ученые заставляют коров меньше испускать газы Как и зачем ученые заставляют коров меньше испускать газы

Каково искусственное мясо на вкус

Котлету из культивированного мяса трудно отличить от обычной: она выглядит так, будто сделана из настоящего фарша, - красноватая, на сковороде выделяет жир и шипит. Но во время готовки пахнет не мясом, а овощами. Ее текстура немного мягче говяжьей, она чуть пресновата, но близка по вкусу к настоящей. Люди, попробовавшие бургер Beyond Meat, называют его лучшим вегетарианским бургером, который они ели. В то время как другие бургеры без мяса сравнивают с тофу и картоном .

Культивированное мясо похоже на размороженное - оно плохо маринуется, но может использоваться в разных блюдах: в тако, салатах, супах, завтраках. В позапрошлом году сеть Whole Foods случайно расфасовала стрипсы из искусственной курятины в упаковки для натуральных, но за несколько недель не получила ни одной жалобы. Значит, подмены не заметили.

Сколько оно стоит

В два раза дороже обыкновенной говядины. Две 113-граммовые котлеты из искусственного мяса в США продаются за шесть долларов. Таким образом килограмм обойдется в 26,6 доллара, хотя килограмм обычной говядины стоит около 15 долларов. Но стоимость его производства сильно упала за последние два года - в 2013-м ученые из Университета Маастрихта потратили на одну котлету 250 тысяч евро.

Какое мясо полезнее: настоящее или искусственное

В котлете из культивированного мяса столько же калорий, сколько и в говяжьей. Но зато в ней больше железа, натрия, калия, кальция и витамина C (в обычных котлетах он отсутствует вообще) и нет вредного холестерола. Культивированное мясо не считается канцерогенным в отличие от говядины .

У вегетарианских котлет есть другие недостатки: в них нет жиров, витаминов и меньше микроэлементов. Еще часто мясо заменяют соевым текстуратом, в котором много белка и микроэлементов, но также много углеводов и сахаров.

Как его делают

В 2013 году для громкого эксперимента по выращиванию мяса брали стволовые клетки коров. Тогда на создание одной котлеты ушло несколько недель. Конечно, такая затратная технология не позволяла производить хоть сколько-нибудь приличный объем продукта. Поэтому ученые вернулись к использованию растительных материалов - дрожжевого экстракта и белка из бобов. Технология производства не сложная: в смесителях сырье соединяют с соей, клетчаткой, кокосовым маслом, диоксидом титана (он делает продукт светлее) и другими элементами. Вместе они составляют комбинацию аминокислот, липидов, углеводов, минеральных веществ и воды, которая имитирует настоящее мясо (такой процесс Wired описывал для искусственной курятины). Смесь разливается по экструдерам, похожим на те, в которых делают сыр, и нагревается. После она под давлением выходит в форму и остывает. Теплая масса пахнет соей, похожа на куриную грудку или тофу с сотами.

Главные сложности в имитации мяса

Вкуса мяса добиваются с помощью ароматизаторов, усилителей (глутамат натрия) и специй. Красноватый цвет дает сок свеклы и семена дерева аннато. Но самое сложное - воспроизвести его структуру. В мясе есть волокна, прослойки жира, иногда хрящи - и все это связано друг с другом. Как добиться точного сходства, пока непонятно. Искусственное крабовое мясо (его создали японцы Sugiyo Co.) и куриное филе сымитировать проще, поскольку их структура более однородна. Но настоящий кусок говядины пока никто не воспроизвел, именно поэтому Beyond Meat продает котлеты - воссоздать структуру фарша проще.

Готовы ли люди это есть

Больших исследований об отношении людей к культивированному мясу нет. В 2014-м исследовательский центр Pew опросил тысячу американцев и выяснил, что только пятая часть готова его попробовать. Мужчины соглашались в два раза чаще (27% против 14%), а те, кто окончил колледж, - в три раза чаще (30% против 10%).

Опрос университета Гента 2013 года показал аналогичные результаты: из 180 человек попробовать искусственную котлету согласилась четверть. Против высказалась десятая часть - люди опасались, что это мясо вредное или непитательное. Но когда им объяснили, как делают мясо и какую пользу оно приносит для экологии, мнение изменилось: доля согласившихся выросла до 42%, а несогласных упала до 6%.

Самая большая аудитория была у прошлогоднего опроса блога The Vegan Scholar. По нему видно, что веганы и вегетарианцы относятся к искусственному мясу негативнее тех, кто не отказывался от обычной говядины. Они писали, что любое мясо является вредной пищей, признавались в отвращении ко всему, что похоже на мясо, и считали, что для выращивания все равно используют животных.Здесь и далее продукция Beyond Meat: имитация куриных стрипсов, говяжьего фарша и бургеров

© Beyond Meat 1 из 5© Beyond Meat 2 из 5© Beyond Meat 3 из 5© Beyond Meat 4 из 5© Beyond Meat 5 из 5

Кто производит это мясо

Beyond Meat выращиваетмясо с 2009 года. Тогда 37-летний Итан Браун, работавший над топливными ячейками в Ballard Power Systems, узнал, что животноводство влияет на климат сильнее всей транспортной отрасли. Браун придерживается вегетарианской диеты со школы, а к 30 годам стал веганом. Он не знал, с чего начать, но потом познакомился с Фу Хун Сеном из Университета Миссури, который уже несколько лет занимался выращиванием тканей. Браун продал дом и начал стартап. Первый продукт компании - полоски из искусственной курятины. Они продаются в 7500 магазинах в США, хотя три года назад были представлены только в 360.

Подробности по теме8 технологий, формирующих будущее индустрии питания 8 технологий, формирующих будущее индустрии питания

Что будет дальше

В Beyond Meat инвестировали Билл Гейтс, сооснователь Twitter Кристофер Стоун, глава Medium Эв Уильямс и фонд Kleiner Perkins Caufield & Byers, а в его совете директоров состоит бывший глава McDonalds Дон Томпсон. В общей сложности в технологические компании, которые разрабатывают новые способы производства еды, за 2012 год вложили 350 миллионов долларов, и эта сумма будет увеличиваться на 37% каждый год.

Данные о продажах говорят, что людям интересно искусственное мясо: за первые несколько дней Beyond Meat продала в Боулдере 2112 бургеров с котлетой из искусственного мяса, хотя рассчитывала только на 192 за первую неделю. Пока многих смущает цена, но по прогнозам массовое производство наладится к 2020 году. Тогда у людей появится выбор: дорогое мясо, которое получили на скотобойне, или близкое к нему искусственное, на производстве которого не убивали животных. Отрасль продолжит развиваться: попробует создать искусственный стейк, синтезировать морепродукты для аллергиков или свинину для мусульман.

Помню когда я учился в институте времена были достаточно "гоолдные", а стипендии хватало, чтобы 2 раз в месяц съездить домой (Белгород-Старый Оскол). Так вот, в те времена популярно было "мясо" из сои. И сейчас наверное продается, я не замечаю, а тогда активно покупали пакетики с сухой смесью, которую замачиваешь, лепишь из нее котлеты и жаришь - получаются мясные котлеты без мяса. Мне вкус нравился, прикольно так. Я не большой фанат и ценитель мяса.

Судя по динамике в ближайшие 30−50 лет, чтобы накормить голодные рты, эту цифру нужно будет увеличивать вдвое, поскольку необходимо удовлетворять аппетиты развивающихся государств, где наблюдается демографический взрыв. Когда китайцы при Мао Цзэдуне строили светлое будущее, им в среднем в год доставалось 4 килограмма мяса на человека (примерно 11 грамм в сутки). Сегодня каждый из 1 миллиарда 379 миллионов жителей Поднебесной жарит, варит и тушит в среднем уже 55 килограммов мяса в год. А ведь есть еще и население Индии, которое по численности практически настигло китайских товарищей. И все они мечтают догнать по потреблению деликатесов Америку (янки в среднем поглощают 120 кг мяса в год) или Россию (73 кило).

Однако кому-то на планете все равно придется затягивать пояса. По подсчетам ученых, если делить по-братски, то ресурсов Земли хватит только для производства 40 килограмм мяса на каждого из 7 миллиардов людей, населяющих Землю. А ведь к 2060 году население планеты вырастет на четверть — до 9,5 миллиардов!

Впрочем, для заядлых мясоедов есть и хорошая новость. Ученые научились выращивать мясо из пробирки, которое по вкусовым и питательным свойствам ничем не уступает натуральному.

Как делают искусственное мясо

Грядущий продовольственный кризис стараются предвосхитить множество разработчиков искусственного мяса.

Большинство производителей предпочитают выращивать искусственное мясо из стволовых клеток животных. Это, конечно, более гуманный способ производства белка, нежели традиционное мясное производство. Но, как минимум, одним животным придется пожертвовать. В идеале выглядит это так: корову или поросенка холят и лелеют, содержат на экологически чистых пастбищах, дают отборные корма. Это делается для того, чтобы получить элитное и чистое на клеточном уровне мясо, затем зверушку «приносят в жертву». Его стволовые клетки станут материалом для выращивания сотен тонн мышечной массы в специальных биореакторах. Клетки поместят в теплый питательный раствор, где они будут очень быстро размножаться, пока не превратятся в некое подобие комочков фарша.

Технологии разных компаний различаются только в нюансах. Например американская фирма Memphis Meats создает в биореакторах мясо утки и курицы, культивируя клетки из эмбриональной сыворотки птенцов. Израильский стартап SuperMeat сделал ставку на выращивание куриной печенки. Кстати, SuperMeat, наряду с двумя другими израильскими лабораториями, получил серьезный контракт от правительства Китая. Власти Поднебесной настолько «распробовали на вкус» разработки биохимиков, что вложили 300 миллионов в развитие израильских технологий производства искусственного мяса. Но 300 миллионов это еще цветочки.

Победители «мясной» гонки будут пилить приз в 729 миллиардов долларов — в эту сумму оценивается объем мирового рынка производства мяса. Но все создатели свиных, куриных и иных «франкенштейнов» сталкиваются с одной неаппетитной проблемой. Белковая еда, которая получается на выходе, по вкусу очень отдаленно напоминает натуральное мясо. Дело в том, что, хотя в биореакторах имитируются такие же условия, как внутри тела живого существа, культивированное мясо получается пористым и эластичным.

Решить проблему, похоже, удалось стартапу под названием Impossible Foods, который добился наибольшей аутентичности по вкусовым параметрам. Это особенно удивительно, учитывая, что свою «говядину» они создают не из клеток животных, а из растительных материалов. Но основатель компании профессор биохимии Патрик Браун рассуждал следующим образом: настоящее мясо очень сложно вырастить из клеток, потому что это очень сложная ткань. Она состоит из десятков тысяч мышечных волокон, кровеносных сосудов, нервов, прослоек жировой и соединительной тканей. Гораздо проще разложить эту сложную материю на химические элементы и потом попробовать собрать воедино из сырья растительного происхождения. В проект поверили большие люди: среди инвесторов фигурируют самый богатый человек планеты Билл Гейтс и самый состоятельный бизнесмен Азии гонконгский предприниматель Ли Кашин. Биохимики Impossible Foods потратили 5 лет и 80 миллионов долларов на то, чтобы разложить вкус говядины на молекулы. Они изучали, почему сырое мясо практически безвкусно, но стоит кинуть его на сковородку, как кухня тут же наполняется соблазнительными ароматами. Почему кусок телятины шипит на сковородке. Из-за чего меняет цвет после термической обработки. Благодаря каким веществам образуется фирменный запах.

В итоге выяснилось, что ключевым компонентом, который дает мясу вкус и текстуру, являются гемы. Эти соединения входят в состав гемоглобина. В гемах содержится атом железа, и благодаря этому кровь способна насыщаться кислородом. Особо богаты этими соединениями мышечные волокна. Это своего рода кирпичики из которых строится живой организм. Гемы содержатся не только в живых организмах, но и в растениях. Например, в сое. Правда, процентное содержание гемов в тканях растений в тысячи раз меньше, чем в тканях животных. Однако биохимики нашли достаточно дешевый способ синтезировать «секретный ингредиент» из сои. В этом растении содержится леггемоглобин — сложные белки, которые так же обладают способностью связывать кислород и имеют большое структурное сходство с гемоглобином. Ученые объясняют это общим эволюционным происхождением. Проблема заключалась в том, что для производства такого количества гема, который содержится в одном килограмме мышечной ткани, необходимо настолько много сои, что производство никак не вписывается в рамки рентабельности.

Однако Патрику Брауну и его коллегам удалось справится с этой проблемой, позаимствовав решение у пивоваров. Они использовали тот же процесс брожения, в результате которого на свет появляется божественный пенный напиток. Гены, отвечающие за производство в сое леггемоглобина, «подсадили» штамму дрожжей Pichia pastoris, которые в биотехнологиях применяют для синтеза белков. Полученную массу подкармливали питательным раствором и на выходе получили гем уже в промышленных объемах.

Кроме того, они реконструировали запах мяса, используя растительные аналоги.

— Сделать нужный запах совсем нетрудно, надо только знать, в каких пропорциях смешать химические вещества, из которых он состоит, — говорит Стейси Симонич, химик из Университета штата Орегон.

Продукты питания будущего: уже в продаже

С 2016 года искусственная говядина начала свое триумфальное шествие по заведениям американского общепита. Его можно попробовать в Нью-Йорке, Лас-Вегасе, Сан-Франциско, Лос-Анджелесе и Техасе. В начале этого года Impossible Foods открыла лабораторию по производству своей «говядины» в промышленных масштабах. Предприятие способно синтезировать 454 000 кг искусственного мяса в месяц. По словам Патрика Брауна, этого достаточно, чтобы обеспечить искусственными бургерами 1000 ресторанов. Он уверен, что от желающих попробовать диковинку не будет отбоя. Как утверждают гурманы, отличие только в том, что бургеры от Impossible Foods стоят 12 долларов — в два раза дороже обычных.

Как заставить людей, находящихся в здравом уме и твердой памяти, переплачивать за бургер вдвое? Система аргументов производителей выглядит достаточно стройно. Они апеллируют к самым светлым человеческим чувствам.

— Покупая гамбургер из синтетического белка, человек совершает благородный поступок — он помогает обществу! — считает Патрик Браун, специалист по молекулярной биологии. — Чтобы создать килограмм мяса, нам требуется в 20 раз меньше сельхозугодий и в 4 раза меньше воды. При этом в 8 раз сокращаются выбросы парниковых газов.

Как буренки портят воздух

— Казалось бы, какое отношение коровки имеют к глобальному изменению климата. Но ученые подсчитали: каждый день корова съедает примерно 15−20 килограмм травы.

— Во время переработки этой зеленой массы пищеварительная система животного ежедневно выделяет 500 литров метана.

— В целом мясная промышленность выбрасывает в атмосферу 18 процентов парниковых газов, производимых человечеством. Примерно так же загрязняет воздух и автомобильный транспорт.

На сознательность давит и другой пионер движения — голландский биохимик Марк Пост из Университета Маастрихта. Именно он в 2013 году представил публике первую в мире котлету, выращенную из стволовых клеток животного.

— Я думаю, уже через 25 лет правительства заставят производителей традиционного мяса платить экологический налог, — утверждает голландский профессор. — Примерно то же самое происходит и в автомобильной промышленности. Например, Германия объявила о запрете производства машин с двигателями внутреннего сгорания с 2030 года. Так расчищается путь более экологичным электромобилям. Считаю, нынешние дети доживут до того дня, когда будет запрещено выращивать животных на убой. Произойдет это через 50−60 лет. Но уже сейчас традиционное мясо можно продавать с надписью на упаковке: «При производстве этого продукта страдало и было убито животное».

Какие еще альтернативные способы производства еды развиваются в мире

Белок из бактерий

Этот метод придумали финские ученые из Технологического университета Лаппеенранты и Технического исследовательского центра VTT. Он основан на выращивании в биологическом реакторе специальных водородных бактерий. Это микроорганизмы, которые в качестве строительного материала для клеток используют углерод. Его полным-полно в атмосферном углекислом газе. Чтобы усваивать углерод, водородным бактериям нужен источник энергии — молекулярный водород (не случайно их назвали в честь этого химического элемента). А вот он уже на дороге не валяется. Зато он образуется в биореакторе, где вода под воздействием электричества разлагается на кислород и водород, такой любимый этими бактериями. В итоге клеточная масса начинает расти и в аппарате образуется питательный бульон. Затем раствор фильтруют, сушат и подают к столу в виде порошка белого цвета.

КСТАТИ

Сам того не подозревая, каждый человек в среднем съедает за свою жизнь 5 килограммов насекомых, подсчитал энтомолог Олег Бородин, доцент кафедры зоологии биологического факультета Белорусского государственного университета. Личинки, тля, жуки и червяки попадают в наш организм в основном вместе с фруктами и овощами.

Шитбургер не желаете?

Этой дурнопахнущей научной темой занялся японский ученый Мицуюки Икеда из лаборатории Окаяма. Ему удалось синтезировать мясо из человеческих отходов. Изначально по заказу компании, обслуживающей канализацию Токио, он изучал проблем утилизации городских отходов. В ходе исследований Икеда обнаружил в канализационном иле бактерии, которые перерабатывали экскременты в протеин. Икеда выделил из коричневой массы чистый белок, приправил красителями, вкусовыми добавками и получил из «вторичного продукта», воспетого Владимиром Войновичем, еще один вид искусственного мяса. Японцы окрестили его шитбургером. Вот его пищевая ценность: 63% белков, 25% углеводов, 3% жиров и 9% минералов.

А знали ли вы, что одно время активно разрабатывали

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.

И здесь прикладная наука и бизнес объединены общей целью. Ученые разных стран мира с помощью проведения исследований и практических опытов отвечают на запросы сообществ производителей и потребителей, представляя конкретный результат своей деятельности.

Так, существенных прорывов за последнее время удалось достичь в области выращивания мяса в лабораторных условиях. В частности, голландские ученые научились получать синтетические мышцы из стволовых клеток животных, при этом они уверены, что очень скоро смогут вырастить мясо в пробирке. Массовое производство сосисок, гамбургеров и прочего из такого мяса может начаться примерно через десять лет.

Подобные исследования уже не первый год проводятся и в России, но успехом они пока не увенчались.

Квадратным бифштексам быть!

«Лабораторное» мясо по своей питательной ценности практически не уступает обычному продукту, при этом отличается от толстого сочного стейка - это будет нечто совершенно новое.

Более того - специалисты в этой сфере убеждают, что искусственное мясо будет более безопасным и появится возможность выращивать мясо с заданными характеристиками.

Благодаря новой технологии его состав, аромат, цвет и функциональность могут лучше контролироваться, а сфера возникновения болезней, полученных пищевым путем, существенно уменьшится.

«У нас появится возможность получать функциональную, натуральную пищу. Кроме того, мы сможем выращивать мясо на заказ», - подчеркивают они.

Вы желаете кусок пожирнее или постный? Хотите свинину или ягненка? Какой формы мясо предпочитаете? Сделать его квадратным, треугольным, круглым, пирамидальным? Любая задача легко выполнима! Ведь ученые смогут программировать те или иные параметры по вашему желанию!

Кроме того, технология выращивания искусственного мяса не подразумевает применения методов генетической инженерии - естественные и генномодифицированные клетки растут совершенно одинаково.

Конечно, далеко не все люди готовы сразу поверить в безопасность лабораторного мяса. Исследователи предупреждают, что какое-то время они будут сомневаться, является ли это мясом в его обычном понимании.

Между тем результаты опроса населения за рубежом показывают, что большинство респондентов будут положительно относиться к продуктам, изготовленным из такого мяса.

Ни одно животное не пострадало

Летом этого года результаты масштабных экспериментов, проводившихся с октября 2011 года в рамках программы Cultured Beef в Маастрихтском университете Голландии главой факультета сердечно-сосудистой физиологии, профессором Марком Постом и его коллегами, были представлены в Лондоне.

Для выращивания мышечной ткани профессор Пост решил брать не эмбриональные клетки, развитие которых может быть непредсказуемым, а миосателлиты. Это стволовые клетки, которые присутствуют в мышцах млекопитающих и становятся мышечной тканью в результате интенсивных физических нагрузок. После того, как в питательном растворе из миосателлитов вырастали полноценные клетки, из них начали формировать мышечные волокна. Для этого клетки помещали в специальные водорастворимые полимерные каркасы, которые не только соединяли их, но и механическим путем обеспечивали волокнам состояние напряжения, что заставляло ткань разрастаться.

На начальном этапе ученые для «упражнения» мышечных волокон применяли также электростимуляцию, но вскоре было замечено, что она не приносит желаемого эффекта. К тому же процедура была признана слишком дорогой для промышленного производства.

Волокна мышечной ткани получились довольно короткими, иначе могли возникнуть сложности со снабжением клеток питательными веществами и кислородом. Эту проблему еще предстоит решить, создав доработанный аналог системы кровоснабжения. Возникли трудности и с созданием жировой ткани, но ученые уверяют, что в будущем сумеют их устранить.

В итоге экспериментаторы получили гамбургер, содержащий около 140 граммов культивированного мяса из 20 тысяч мышечных волокон. Цвет и вкус продукта пока далеки от привычных, отмечается отсутствие жира и сухость мяса. Чтобы придать лабораторной говядине обычный товарный вид, перед приготовлением ее подкрасили соком свеклы и шафраном.

Несмотря на то, что первый опыт не вызвал особенного восторга, ученые весьма воодушевлены. Как минимум, удалось доказать, что люди способны искусственно создать мясо, пригодное для еды. По мнению участников проекта, синтезированное мясо - неизбежное будущее, и ни одно животное при этом не пострадает!

«Мы показали, как это происходит, теперь предстоит привлечь спонсоров и работать над совершенствованием технологии, - подчеркивает Марк Пост. - И конечно, нужен мясокомбинат, который первым освоит ее коммерческое использование».

Кстати, организация PETA («Люди за ответственное обращение с животными») предложила приз в размере одного миллиона долларов первой компании, которая поставит синтетическое мясо в магазины минимум шести американских штатов к 2016 году.

Мясо «in vitro» спасет мир

Идея создания мяса в лаборатории, а фактически выращивание мышечных тканей животного вместо того, чтобы заменять их соей или другими источниками белка, обсуждается уже не одно десятилетие. Аргументов в ее пользу много - в первую очередь преодоление угрозы мирового голода в будущем, защита животных и окружающей среды.

«Накормить мир - это сложная задача. Я думаю, люди даже не понимают, какое влияние потребление мяса оказывает на нашу планету, - заявил Кен Кук, один из инициаторов проекта Cultured Beef и основатель влиятельной американской экологической организации EWG. - Порядка 18% парниковых газов производит мясная промышленность. В общей сложности мы расходуем около 1 900 литров воды, чтобы получить всего полкило мяса. В США 70% антибиотиков потребляются не людьми, а животными, которых разводят на крупных фермах и держат в чрезвычайной тесноте. Употребляя в пищу такое мясо, человек подвергает себя опасности: у него могут развиться онкологические заболевания или серьезные заболевания сердца - риск повышается на 20% из-за тех веществ, которые содержатся в животном жире. Кроме того, 70% плодородных земель в США используются для обеспечения пищей крупного рогатого скота. Если бы эту землю использовали для выращивания овощей и фруктов, мы могли бы накормить больше людей и обеспечить для них более здоровое питание. К 2050 году потребление мяса в мире удвоится. Мы просто больше не можем продолжать делать то же, что и сейчас. Остается только изменить способы производства мяса».

Как рассказала заместитель директора по научной работе ВНИИМП, доктор технических наук, профессор Анастасия Семенова, к 2050 году прогнозируется рост населения земли до 9,1 млрд людей, основная часть которого придется на развивающиеся страны. Для того чтобы прокормить себя, человечеству придется увеличить производство продуктов питания на 70% и более, а общее производство мяса должно достичь 470 млн тонн, что на 200 млн тонн выше сегодняшних показателей. «Учитывая постоянный рост урбанизации и уровня доходов населения, производство мяса в пробирке для мясоперерабатывающей промышленности представляет несомненный интерес, - подчеркнула она. - Например, такой вид мяса может быть более привлекательным при изготовлении реструктурированных продуктов. Одними из первых предприятий, которые смогут использовать мясо «из пробирки», будут рестораны быстрого питания. Кроме того, применение данной технологии позволит сократить количество отходов, выбросов СО2 в атмосферу и разрешить этические вопросы, возникающие при убое животных».

Действительно, преимущества искусственного мяса перед натуральным очевидны:

1. Безопасность. Мясо из пробирки будет абсолютно чистым. Это практически полностью исключает опасность заражения людей птичьим и свиным гриппом, бешенством, сальмонеллами. В мясе можно будет регулировать жирность, что снизит количество сердечных заболеваний.

2. Экономия. Для производства 1 кг домашней птицы, свинины и говядины нужно 2, 4 и 7 кг зерна соответственно. Не говоря уже о времени, потраченном на выращивание скота. Очевидно, что ни о какой экономии и экономичности речь в этом случае не идет.

В лабораторных условиях мяса можно будет выращивать столько, сколько нужно для потребления, и ни граммом больше. Это позволит экономить природные ресурсы и корма, необходимые для выращивания животных и птиц.

Согласно представленным в 2011 году расчетам ученых из Оксфордского и Амстердамского университетов Ханны Л. Туомисто и М. Йоста Тейшейра ди Маттуш, в будущем технология выращивания мяса «in vitro» обеспечит снижение расхода энергии на единицу продукции на 35-60% и уменьшение площади земли, необходимой для производства, на 98%.

3. Экология. Многие подвергают критике общую стоимость традиционных сельскохозяйственных методов, используемых для выращивания сельскохозяйственных животных. Если посмотреть на ресурсоемкость всего, что необходимо для создания гамбургера, то это равнозначно экологическим последствиям после крушения поезда.

Традиционное животноводство сильно влияет на скорость глобального потепления. Исследование 2011 года, опубликованное в журнале Environmental Science and Technology, показывает, что полномасштабное производство искусственно культивируемого мяса могло бы значительно сократить расходы воды, пахотной земли и энергии, выбросы метана и других парниковых газов по сравнению с обычным выращиванием и забоем скота. В целом, по словам Марка Поста, синтетическое мясо может снизить воздействие на окружающую среду до 60%.

При этом в ближайшей перспективе экологические аргументы будут лишь набирать силу - с ростом среднего класса в Китае и других странах спрос на мясо увеличивается.

4. Гуманность. Группы защиты животных, в том числе организация PETA, с готовностью поддержали идею создания мяса в лабораторных условиях, поскольку его производство исключает эксплуатацию и убийство скота и птицы.

«Вместо того чтобы убивать миллионы и миллиарды животных, как это происходит сейчас, мы могли бы просто клонировать несколько клеток, чтобы сделать гамбургеры или отбивные», - говорит Ингрид Ньюкирк, президент и соучредитель PETA.

5. Коммерческая выгода. Искусственное мясо будет иметь преимущества по сравнению с обычным, в том числе по стоимости. Как и любая другая технология, в стадии промышленного производства себестоимость должна со временем снизиться до коммерчески выгодной. Если процесс выстроить эффективно, нет никаких причин не удешевить продукт - это можно сделать с помощью соответствующих материалов, процесса переработки и автоматизации.

Правда пока что процесс выращивания одного гамбургера из коровьих стволовых клеток стоит сотни тысяч долларов или евро (по данным на 2010 год - 1 млн долларов за 250 г), но скоро все может измениться. Поскольку цена на корма для животных постоянно растет, а удельные затраты на выпуск свинины и говядины оказываются слишком большими, участникам отрасли в скором времени придется пересмотреть способы производства мяса и их эффективность.

В результате буквально через несколько лет на предприятиях начнется внедрение технологий искусственного выращивания мяса, и новый продукт составит достойную конкуренцию традиционному варианту.

Развитие и внедрение технологий искусственного выращивания мяса позволит решить сразу несколько проблем:

• обеспечить снижение затрат на производство мяса;
• сократить ущерб, наносимый скотоводством окружающей среде;
• содействовать решению продовольственной проблемы в развивающихся странах;
• решить этические проблемы людей, считающих неприемлемым забой скота и вынужденных по этой причине быть вегетарианцами.

Откуда у мяса ноги растут

«Отцом» и главным вдохновителем технологии получения «мяса из пробирки» неофициально считается голландский ученый Виллем ван Элен. В годы Второй мировой войны он несколько лет провел в японском плену, постоянно страдая от нехватки пищи, и по всей видимости, это обстоятельство пробудило в нем дальнейший интерес к данной теме.

Похожие исследования проводились и в США, где НАСА финансировало эксперименты по выращиванию из стволовых клеток мышечных волокон рыб и мышей. Но контролировать развитие мышечных волокон коровы оказалось намного сложнее, а полномасштабный эксперимент, в ходе которого можно было бы получить целую котлету, стоил слишком дорого.

В 2011 году глава факультета сердечно-сосудистой физиологии Маастрихтского университета Голландии Марк Пост смог начать работу в данной области благодаря вложениям основателя Google Сергея Брина, который потратил на проект Cultured Beef 325 тысяч долларов. Миллиардер известен своей страстью к интересным высокотехнологичным проектам, к тому же он является одним из организаторов Cultured Beef.

По некоторым данным, не остались в стороне и компании-гиганты Microsoft и PayPal, которые после успешной дегустации стейка этим летом решили вложить немалые средства в перспективный проект по созданию первой партии деликатеса, выращенного из стволовых клеток.

«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:

1. Скорость размножения мышечных клеток. Ученые давно научились разделять стволовые клетки, но для промышленного производства мяса необходимо, чтобы они делились гораздо быстрее.
2. 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.
3. Экология. Вопрос все еще остается туманным и малоизученным.
4. 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.
5. 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.
6. 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.