Mięso bez zwierząt: Potencjał mięsa laboratoryjnego i zamienników mięsa

15 minute read

Zaktualizowano Sun Aug 29 2021

Od tysięcy lat ludzie polegają na zwierzętach, które przetwarzają dla nich energię z roślin na mięso. Jest to jednak niewydajne i szkodliwe dla środowiska. A gdyby mięso i produkty mięsne mogły być wytwarzane bez udziału dużych stad zwierząt hodowlanych?

Czy możemy hodować mięso bez zabijania zwierząt?

Na początku każde zwierzę to grupa komórek macierzystych. To komórki, które są w stanie się dzielić i przekształcać w wiele różnych typów komórek.

Potencjał komórek macierzystych

Komórki macierzyste z zarodków są szczególnie elastyczne i mogą dojrzewać do niemal każdego typu komórek. Niewielka liczba tych komórek macierzystych jest zachowywana do czasu dorosłości i wykorzystywana do konserwacji i naprawy tkanek budujących ciało dorosłego.

Pobierając i namnażając te komórki poza organizmem zwierzęcia, naukowcy z powodzeniem „hodują” mięso w laboratorium! Jak?

Mięso składa się z mięśni. Aby wyhodować mięso, musimy zatem hodować komórki mięśniowe:

  • Komórki macierzyste są pobierane od zwierzęcia, z zarodka lub z mięśnia dorosłego osobnika
  • Komórki są najpierw hodowane w małych naczyniach, w szczególnych warunkach środowiskowych, w obecności określonych składników odżywczych i białek. To właśnie pożywka hodowlana informuje komórki macierzyste, by przekształciły się w komórki mięśniowe
  • Komórki są przenoszone do dużego zbiornika o nazwie bioreaktor, gdzie dalej rosną i dzielą się
  • Komórki w bioreaktorze są hodowane na jadalnej płytce 3D, co daje produktowi końcowemu typowo mięsną strukturę
Produkcja mięsa laboratoryjnego

Mięso hodowane w ten sposób jest znacznie bardziej wydajne niż hodowla zwierząt gospodarskich. Dlaczego?


Hodowla mięsa laboratoryjnego wykorzystuje znacznie mniej przestrzeni niż tradycyjne hodowle zwierząt gospodarskich i tylko zwierzęta oddające komórki macierzyste muszą być hodowane. Może ono również ograniczyć emisje gazów cieplarnianych i zużycie wody związane z konwencjonalnymi produktami pochodzenia zwierzęcego.

Dodając różne składniki odżywcze do pożywki hodowlanej, można dostosować zawartość odżywczą mięsa laboratoryjnego. Na przykład niezdrowe tłuszcze nasycone występujące w mięsie zwierząt można zastąpić zdrowszymi tłuszczami, takimi jak omega-3.

Ponieważ komórki są hodowane w sterylnym, kontrolowanym środowisku, mięso laboratoryjne nie wymaga antybiotyków.

Dlaczego więc mięso laboratoryjne nie trafiło jeszcze do naszych supermarketów?


Dalszy rozwój i wykorzystanie tańszych źródeł czystej energii mogą zmniejszyć te ograniczenia.

Technologia nadal jest na wczesnym etapie i chociaż większość naukowców zgadza się, że mięso laboratoryjne byłoby mniej szkodliwe dla środowiska niż wołowina, nie możemy na nim polegać, by rozwiązać problemy związane z jedzeniem mięsa. Dlatego też przejście na mięso o mniejszym oddziaływaniu (takie jak mięso kurczaka) i białka roślinne stanowi obecnie bardziej zrównoważone rozwiązanie.

Czy możemy produkować mięso, wykorzystując rośliny?

Na całym świecie trwa wyścig mający na celu opracowanie przekonujących alternatyw dla mięsa z wykorzystaniem roślin. Wiele z nich dotarło już do naszych supermarketów, od burgerów, które „krwawią” sokiem buraczanym po „jaja” z fasoli mung.

Roślinne burgery

Łącząc i przetwarzając składniki roślinne, firmy te mają nadzieję stworzyć żywność bogatą w białka o takim samym smaku i konsystencji jak produkty pochodzenia zwierzęcego, ale bez wpływu na środowisko.

W tym celu naukowcy muszą rozumieć mięso w skali molekularnej. Na przykład firma produkująca mięso roślinne Impossible Foods wskazała małą, bogatą w żelazo cząsteczkę zwaną hemem, jako kluczowy składnik mięsa zwierząt. Hem jest cząsteczką, która przenosi tlen w organizmie i występuje obficie w mięśniach zwierzęcych.

Hem występuje też naturalnie w roślinach soi, w białku zwanym leghemoglobiną. Łącząc ten roślinny hem z białkiem soi i ziemniaka, oraz z olejami i spoiwami roślinnymi, zespół stworzył burgera o mięsnym charakterze, który zużywa o 96% mniej gruntów, o 87% mniej wody i emituje 89% mniej gazów cieplarnianych.

Aby wytworzyć wystarczającą ilość hemu po niskich kosztach i przy minimalnym zużyciu gruntów, firma potrzebuje specjalnego grzyba: drożdży. Wprowadzając gen na hem z soi do komórek drożdży, grzyb można „nauczyć”, jak samodzielnie wytwarzać cząsteczkę. Drożdże są następnie hodowane w bioreaktorze, podobnym do tego, który jest używany do hodowli mięsa laboratoryjnego, i zaczynają produkować hem w skali przemysłowej.

Produkcja Impossible Meat

Jak grzyby mogą produkować mięso?

Używanie mikroorganizmów do produkcji jedzenia dla ludzi nie jest niczym nowym. Od wieków polegamy na nich w przypadku wszelkiego rodzaju produktów, od chleba, przez piwo, po jogurt! Mikroorganizmy są również używane w biotechnologii przemysłowej do produkcji różnych leków i dodatków do żywności.

Mikroorganizmy w biotechnologii

Impossible Foods nie jest jedynym zespołem używającym drożdży inżynierowanych genetycznie do naśladowania produktów zwierzęcych. Na przykład firma Perfect Day Foods opracowała nabiał przy użyciu mikrogrzyba, zaś Clara Foods ma nadzieję wykorzystać drożdże inżynierowane genetycznie do produkcji jaj nieodzwierzęcych.

Mikroorganizmy mogą być inżynierowane genetycznie, aby stosunkowo łatwo wytwarzać określone cząsteczki. Ale jadalne białka mogą być również wytwarzane przez grzyby bez inżynierii genetycznej.

Który z następujących produktów spożywczych zawiera naturalnie występujące białko z grzyba?


Mykoproteina, występująca w substytucie mięsa Quorn, jest naturalnie wytwarzana przez grzyb glebowy. Mykoproteina to jedna z najbardziej efektywnych alternatyw dla produktów zwierzęcych pod względem zużycia gruntów i wody. Zawiera też więcej białka niż wiele innych jego roślinnych źródeł.

Zawartość białka w różnych źródłach białka

11% całkowitego wpływu Quorn pochodzi z upraw, głównie pszenicy, aby karmić grzyb. Uprawianie tego grzyba na odpadach organicznych zmniejszyłoby jeszcze bardziej wpływ tego białka na środowisko.

Jak dotąd wszystkie źródła białka, o których mówiliśmy, wykorzystują na którymś etapie rośliny – nawet odpady organiczne, wykorzystywane do uprawy mykoproteiny, pochodzą z roślin.

Rośliny zazwyczaj znajdują się u dołu łańcucha pokarmowego, ponieważ pobierają energię bezpośrednio ze słońca. Nie są w tym jednak bardzo wydajne: maksymalna ilość energii słonecznej, którą rośliny mogą przekształcić w biomasę to 6%, a zazwyczaj przekształcają jej znacznie mniej. A gdybyśmy mogli wykorzystać coś innego, by skuteczniej wychwytywać tę energię?

Produkcja białka przy użyciu wody i powietrza?

A gdybyśmy mogli wytworzyć białko ze słońca, wody, podstawowych składników odżywczych i powietrza – bez udziału roślin i zwierząt?

Firma Solar Foods ma na celu to osiągnąć, używając określonej grupy bakterii, które przekształcają wodór, CO₂ i azot w białko! Jak?!

Energia elektryczna produkowana przez panele słoneczne jest używana do rozdzielenia wody na wodór i tlen. Wodór ten zapewnia wówczas energię bakteriom, by przekształciły CO₂ i azot w powietrzu w białko.

Jak bakterie wytwarzają białko

Ten proces jest znacznie bardziej wydajny niż produkcja białka roślinnego, nie mówiąc już o zwierzętach gospodarskich! Według Solar Foods zużywa on maksymalnie 100 razy mniej wody, 60 razy mniej gruntów i uwalnia 5 razy mniej ekwiwalentu CO₂ niż rośliny!

Ograniczając zapotrzebowanie na grunty do produkcji żywności, można przywrócić dziką faunę i florę na obszary, które wcześniej zostały oczyszczone z przeznaczeniem na rolnictwo, zwiększając zdolność magazynowania dwutlenku węgla, poprawiając stan zdrowia gleby i wiele innych funkcji ekosystemu.

Podsumowanie

W miarę rozwoju tych ekscytujących zamienników mięsa marzenie o przyszłości wolnej od zwierząt gospodarskich staje się coraz bardziej osiągalne. Niektóre z tych innowacji wymagają jednak znacznej ilości energii i potrzebne są dalsze badania, aby wiele z tych produktów mogło być szeroko i cenowo dostępnych.

Do tej pory zastanawialiśmy się, w jaki sposób można zwiększyć zrównoważenie produkcji żywności. A co z resztą łańcucha dostaw?

Następny rozdział