Ангина

Искусственное выращивание мяса. Искусственное мясо резко подешевело

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.

Компания, производящая искусственное мясо, раскрыла журналистам секреты производства.

Искусственное мясо из экзотического каприза защитников окружающей среды превращается в популярный продукт. По последним данным, спрос на него уже превысил предложение. Об этом рассказали в компании Beyond Meat - одном из американских стартапов, который мечтает заменить мясо со скотобойни его «чистым» аналогом. С 2016 года стартап уже продал 13 млн растительных гамбургеров через торговые сети, рестораны и университетские столовые.

Корреспондент Fast Comany посетил новую лабораторию Beyond Meat в городе Эль-Сегундо, штат Калифорния. Здесь на площади 2400 квадратных метров десятки ученых заняты тем, чтобы сделать искусственное мясо как можно более похожим на настоящее. Они ежедневно работают над улучшением четырех ключевых параметров - запаха, вкуса, текстуры и внешнего вида.

В команде Beyond Meat - молекулярные биологи, химики, физиологи растений и другие специалисты. Некоторые из них ранее работали в науке или искали лекарства против рака, но предпочли присоединиться к производству еды будущего. Основатель и генеральный директор Beyond Meat Итан Браун считает, что без множества специалистов из разных областей компания не смогла бы добиться успеха.

Он сравнивает работу своей команды с Манхэттенским проектом, целью которого было создание атомной бомбы. И сравнение Брауна не кажется преувеличением, если задуматься о том, к каким последствиям может привести производство искусственного мяса. Если Beyond Meat и их коллеги из других компаний добьются успеха, они смогут накормить миллиарды человек и снизить давление на окружающую среду. Традиционное производство красного мяса сопровождается массовыми выбросами парниковых газов - скот во время откорма генерирует их 10-40 раз больше, чем фермерские хозяйства, где выращивают овощи или зерновые культуры. Создатели уверяют, что замена естественного мяса «пробирочным» позволит отдалить климатическую катастрофу.

В лаборатории Beyond Meat используют высокие технологии не только при производстве, но и при тестировании продукции. Например, «котлеты» на упругость и сочность тестирует «электронный язык». Целое подразделение лаборатории работает над цветом продукта. Гамбургеры Beyond Meat уже сейчас выглядят очень реалистично. Они даже становятся коричневыми в процессе приготовления, но в компании хотят добиться совершенного цвета.

Специалисты, работающие с запахами, тоже не сидят без дела. Чтобы искусственное мясо пахло реалистично, нужно точно понять, какие молекулы отвечают за мясной аромат, и найти их аналоги у растений. Для этого используется особый «электронный нос» - детектор запахов.

Beyond Meat готовится выйти на рынок с третьим вариантом искусственных бургеров. Чтобы не уступить конкурентам, Итан Браун намерен обновлять бургеры каждый год, делая их все более «мясными».

Убедиться, что мясо из пробирки действительно стало лучше, поможет команда дегустаторов. В Эль-Сегундо они работают в «сенсорной лаборатории», где их не отвлекают шум, свет и посторонние запахи.

Браун уверяет, что работа ученых из Beyond Meat сложнее, чем у их коллег из других компаний, например, Impossible Food. Создатель компании требует создавать искусственное мясо без использования ГМО и глютена. Браун настаивает, что продукция Beyond Meat не должна ассоциироваться с «противоречивыми» компонентами. Он посчитал, что это значительно повысит доверие покупателей, которые все больше интересуются составом еды.

В компании полагают, что индустрию искусственного мяса ждет успех. Сегодня оно стоит почти в два раза дороже настоящего, но новые технологии позволят значительно сократить расходы на его производство. Растительный бургер дешевле настоящего - это перспектива ближайших лет.

Помимо экономического аргумента, на руку Beyond Meat играет растущая ответственность потребителей. Все больше людей отказываются от продуктов, производство которых угрожает окружающей среде и климату. Многие из них готовы заменить экологически опасное мясо растительными аналогами. Согласно опросам, число таких потребителей за пять лет выросло на 43%.

В подтверждение того, как быстро меняется мир, Браун приводит вырезки из газетных статей, которые висят у него в офисе. Их авторы безжалостно атакуют продукцию компании. Всего несколько лет назад искусственные бургеры считали бесперспективной затеей. Однако Beyond Meat смогла достичь успеха, несмотря на сомнения скептиков. Сегодня компания, собравшая $72 млн инвестиций, готовится к производству целого ряда новых продуктов.

Взлету популярности искусственного мяса рады далеко не все. Например, новозеландские политики считают его угрозой для экономики страны. Новая Зеландия - одно из самых экологичных государств во многих отношениях. Но страна не может отказаться от производства красного мяса, экспорт которого приносит бюджету $6,1 млрд в год.

В 2013 году себестоимость бургера с котлетой из выращенного в лаборатории мяса составляла свыше $300 000, а теперь едва превышает $10. При этом ученые продолжают совершенствовать технологии, чтобы сделать искусственное мясо еще более доступным и наконец вывести его на глобальный рынок в ближайшие пять лет.

Отметим, что большинство лабораторных методик выращивания мяса подразумевает использование настоящих животных клеток, полученных из сыворотки крови. В биореакторе (нет, не в том) из клеток формируется мускулатура, которая и становится основой мяса.

Ранее себестоимость такой технологии не позволяла выпустить искусственное мясо на рынок и масштабировать производство. Так, в 2013 году биолог Марк Пост из Университета Маастрихта создал первый в мире бургер из выращенного в пробирке мяса. Производство продукта обошлось в весомых $325 000. С тех пор развитие технологий постепенно снижало 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 верят, что через 5-10 лет искусственные фрикадельки и гамбургеры будут продаваться в магазинах по умеренной цене.

По его словам, компания рассчитывает на спрос, прежде всего, со стороны любителей мяса, а вовсе не вегетарианцев. Из-за высокого содержания железа «мясо» от Impossible Foods максимально приближено по вкусовым характеристикам к натуральному продукту и имеет мало общего с распространенными на рынке соевыми заменителями животных белков.

Прошлым летом бургеры с искусственным мясом от Impossible Foods впервые появились в ресторане Momofuku Nishi и с тех от клиентов нет отбоя, пишет Business Insider . Помимо этого, их мясо также продается в сети фаст-фудов Umami Burger.

Напоследок отметим, что по данным Allied Market Research каждый год рынок продуктов из растительного мяса будет расти на 8,4% и к 2020 году достигнет показателя в $5,2 млрд.

У академика РАСХН Иосифа Рогова имеется патент на производство искусственного мяса из стволовых клеток. Полтора года назад ученый, которому сейчас 86 лет, приготовил бифштекс из мяса, которое вырастил в своей лаборатории. Сам он не любит слово «искусственный»: то мясо, которое мы едим, скорее, можно назвать искусственным, так как оно содержит гормоны и антибиотики, считает Рогов.

Все это похоже на фантастику, и мясо, выращенное в пробирке, уже прозвали франкенмит - по аналогии с пищей для чудовища Франкенштейна, сделанной похожим способом.

Патент на производство искусственного мяса Рогов получил еще в 2006 г., но идея появилась еще в 2000‑м, он записал ее в календарь и отложил. Позже, роясь в старых бумагах, Рогов увидел свою запись - «амеба - мясо - пролиферация (размножение)» - и начал опыты. Этот продукт он создавал вместе с академиком Львом Эрнстом, отцом главы Первого канала Константина Эрнста, и еще несколькими учеными. Из его лаборатории вышел 41 доктор наук, а сам Рогов получил три госпремии.

Сегодня Рогову, чтобы продолжить работу, нужны деньги. Но инвесторов он не ищет, рассчитывая на государственную поддержку. Его школа получила 2 млн руб. в рамках гранта, в том числе и на это исследование. Но Рогов потерял лабораторию при слиянии Московского госуниверситета прикладной биотехнологии, который он возглавлял, и Московского госуниверситета пищевых производств. Рогов надеется на ее возрождение в новом вузе. В конце прошлого года произошло еще одно присоединение - на этот раз Московского госуниверситета пищевых производств к Московскому госуниверситету дизайна и технологии. Пока на бумаге, уточняет Рогов. Лаборатория у него пока не появилась: требуются деньги на оборудование. На данной стадии нужно около 1 млн руб. на биореактор для дальнейшего проведения лабораторных исследований, тестирования вкуса и безопасности продукта. На это может потребоваться еще пять лет. Биореактор для выращивания клеток мяса похож на большой матрас, все процессы в нем автоматизированы. Такой биореактор ученица Рогова Ирина Волкова видела в Швейцарии в одном из университетов.

Стоит отметить, что в России практически нет венчурных фондов, инвестирующих в продукты питания, да и более консервативных фондов прямых инвестиций с подобным профилем тоже единицы. Так, например, американский Agribusiness Partners International вкладывался в традиционные проекты, такие как «Куриное царство», «Акодек» (производство сыра) и др. Ирина Рухадзе, управляющий партнер Agribusiness Management Company, говорит, что «проект искусственного мяса нам не подходит. Скорее всего, в России это будет нишевый продукт, рассчитанный на очень узкую аудиторию, на людей, отказывающихся от натурального мяса по этическим и экологическим причинам. К тому же у нас есть понимание, что Россия близка к перепроизводству курятины и свинины, что ставит под вопрос целесообразность производства нового вида мяса». Президент «Мясного союза» Мушег Мамиконян считает, что «проект «Искусственное мясо» пока имеет исключительно научное значение. Он похож на создание внутренних органов человека в трансплантологии. Прикладное значение он будет иметь не раньше чем через 25-30 лет, когда в России появятся иностранные технологии производства этого продукта. Но цена такого мяса очень высока, дешевле импортировать говядину, а свинины и курятины в 2016 г. у нас будет достаточно собственных, без импорта». «Ради замены натурального мяса в нашем рационе искусственное делать не стоит, - уверен руководитель исполнительного комитета НО «Национальная мясная ассоциация» Сергей Юшин. - Натуральное мясо - более вкусный и понятный людям продукт».

Зачем нужно искусственное мясо?

Какой смысл в выращивании искусственного мяса, если его можно получать традиционным способом, разводя коров, свиней, птицу и др.? Дело в том, что потребность в мясе в ближайшие 40 лет, по данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration), удвоится, и традиционное животноводство будет не в состоянии удовлетворить этот спрос. В России потребление мяса в ближайшие 30 лет вырастет на 60%, по данным Национальной мясной ассоциации, и проблем с удовлетворением растущего спроса здесь не видят. Между тем скот мутирует: животные едят корм, выращенный на вредных нитратах, им в пищу вводят мясные добавки, гормоны для роста, антибиотики (часто даже для предупреждения болезней), и как результат они уже не могут противостоять инфекциям. Отсюда вспышки таких тяжелых заболеваний, как свиная чума, коровье бешенство и др.

В прошлом году в Китае у 16% свиней обнаружена кишечная палочка, которую не может уничтожить самый сильный антибиотик - колистин, пишет журнал Lancet Infection Diseases. Причина в том, что китайские фермеры бесконтрольно десятилетиями добавляют колистин в пищу животным. Этот сильнейший антибиотик используют, когда другие антибиотики не способны справиться с бактериальной инфекцией. Ученые опасаются, что эта кишечная палочка распространится по всему миру, и на сегодня нет эффективного лекарства, чтобы справиться с новым заболеванием.

«Будущее - в мясе из пробирки. Искусственно созданное, с текстурой и вкусом, намного дешевле и полезнее - это то, что рано или поздно заменит все животноводство на планете», - комментирует эту новость у себя в Facebook владелец компании «Даурия Аэроспейс» Михаил Кокорич. «В России, как и в Европе очень жесткие требования в отношении использования антибиотиков и максимально допустимых уровней опасных и вредных веществ в мясе, - возражает Сергей Юшин. - У нас ответственные производители прекращают применять антибиотики задолго до убоя, чтобы остатки препаратов могли быть полностью выведены из организма. Контроль соблюдения действующих требований нужно, безусловно, усиливать».

Еще одну причину отказаться от натурального мяса наглядно продемонстрировали создатели самого известного фильма о влиянии животноводства на экологию земли - Cowspiracy («Скотозаговор»). Они взяли статистику официальных органов США, согласно которой животноводство производит 18% всех газов (прежде всего это метан), которые создают парниковый эффект, а транспорт - только 13%. Парниковый эффект ведет к глобальному потеплению и уничтожению многих видов животных и растений. Животноводство потребляет 33% всей чистой воды в мире. Так, для выращивания 1 кг пшеницы требуется 60 л воды, а 1 кг мяса - 1250-3000 л. 2500 коров производят экскрементов в день столько же, сколько город с населением в 411 000 человек и т. д.

Крупный рогатый скот съедает в год зерна столько, что им можно накормить 8 млрд человек, это примерно на 1 млрд больше сегодняшнего населения Земли. Но почти 1 млрд человек недоедают. И таких фактов сотни.

Крупнейшие российские производители мяса, «Мираторг» и «Группа «Черкизово», отказались комментировать появление конкурента - искусственного мяса. Ирина Волкова считает, что «российский рынок, скорее всего, долго не будет готов воспринять искусственное мясо, так как у нас другой менталитет: у нас много земли, и мы не очень думаем об экологии и этичности животноводства, а в Нидерландах мало земли, и потребитель готов».

Когда искусственное мясо появится на прилавках?

Компания Mosa Meat из Нидерландов через пять лет намерена заняться массовым производством искусственного мяса из стволовых клеток. Технологию разработал профессор Марк Пост из Университета Маастрихта в Нидерландах, его же команда создала компанию Mosa Meat. Пост брал у живой коровы небольшой кусочек мышечной ткани, разделял ее на несколько волокон, затем из этих волокон извлекал стволовые клетки и помещал в раствор, вероятно, похожий на тот, что использовала Ирина Волкова. Сам Пост никогда в точности не описывал процесс. Клетки вырастали в ниточки длиной около 12 мм и диаметром всего 1 мм. Затем ниточки помещались в питательный гель, и образовывался кусочек биомассы. Эти клетки растут, как сателлитные клетки, которые восстанавливают кожу животного или человека, когда она повреждена, и формируют мышечную ткань.

Ирина Волкова была единственным российским ученым, побывавшим в октябре прошлого года в Нидерландах на симпозиуме, где Марк Пост сделал сенсационное заявление о массовом производстве искусственного мяса. Волкова также делала доклад на этом симпозиуме. В чем разница в технологии выращивания мяса у Рогова - Волковой и у Поста?

«Пост работает с сателлитными клетками, из которых можно вырастить только собственно мышечную ткань, а мы - со стволовыми мезенхимными, из которых можно вырастить и мышечную, и жировую, и костную ткани. Наши клетки могут размножаться неограниченное количество раз, а у Поста - ограниченное». Но детали получения своего продукта Пост не раскрывает, и свой биореактор участникам симпозиума он не показывал. На запрос «Ко» он также не ответил.

На исследования Поста и сам процесс выращивания мяса для первой котлеты было потрачено почти $400 000. $330 000 дал Сергей Брин, один из основателей компании Google. Кроме того, правительство Нидерландов выделило на эти разработки $2 млн предшественнику Марка Поста Вильяму ван Эелену и другим ученым.

В 2013 г. голландцы представили первый в мире бургер с мясом, выращенным из стволовых клеток. Мясо получилось серо-белого цвета. Пост добавлял в него красители, чтобы мясо выглядело более аппетитно. Но дегустаторы отметили, что мясо получилось суховатым, хотя вкус у него был абсолютно мясной. Это произошло из-за отсутствия в мясе жира, говорит Волкова. Если первый бургер стоил $400 000, то, когда наладят массовое производство, цена будет около $80, или 64 евро за 1 кг, по словам Марка Поста. Однако остается проблема питательной среды, в которой должны вырасти стволовые клетки. Пока что она очень дорого стоит из-за сыворотки крови, которую берут из абортивного материала коров. Но есть компании, которые готовят заменитель этой сыворотки.

Для производства 175 млн бургеров хватит стволовых клеток одной коровы, при этом ее не нужно убивать. Традиционному животноводству для того же самого количества бургеров необходимо вырастить 440 000 коров, утверждает команда Марка Поста. Эти бургеры безопасны, т. к. в них нет химических добавок. В настоящее время Пост задумался о производстве мяса на 3D-биопринтерах. Габор Форгач из Миссурийского университета (США), основатель компании Modern Meadow, изобрел 3D-биопринтер для производства более толстых слоев ткани, которые пока не может делать команда Марка Поста.

По данным Environmental Science & Technology Journal, на выращенное в биореакторе мясо будет тратиться на 45% меньше энергии, на 99% - воды, а парниковый эффект будет снижен на 96%. Пост говорит, что будет счастлив, если благодаря искусственному мясу в мире станет меньше ферм и скотобоен.

Как получают мясо в лабораторных условиях

Ученица Рогова, кандидат технических наук Ирина Волкова, раскрывает детали процесса: стволовые клетки, взятые из костного мозга коровы, помещаются в питательный раствор, состоящий из воды, аминокислот, глюкозы, витаминов, 10‑процентной сыворотки крови, полученной из абортивного материала коров, и слабого антибиотика. Все это помещается в пластиковые флаконы с крышечкой, или так называемые культуральные матрасы. Клетки в питательном растворе растут на поверхности специально обработанного пластика. Через неделю клетки удваиваются, их снимают с пластика и помещают на трехмерные макропористые микроносители и культивируют еще четверо суток.

После получения чистой культуры антибиотик не используется. Затем в клетки добавляются так называемые индукторы на основе ретиноевой кислоты, которые формируют жировую и мышечную ткани. На 30‑е сутки клетки или биомасса готовы. Клетки размножаются делением, как амеба. Процесс роста тканей искусственного мяса в какой-то степени копирует естественный рост клеток в теле животного, скорость производства такого мяса сравнительно небольшая - около 30 дней.

Стволовые клетки можно взять один раз, сформировать банк стволовых клеток и практически навечно обеспечить себя клетками. Рогов не вмешивался в гены. Такое мясо не несет в себе угрозы раковых заболеваний для его потребителей, более того, стволовые клетки, из которых оно выращивается, обладают лечебными свойствами, например, они могут участвовать в регенерации поврежденных тканей, не вызывая отторжения, и т. д. Но это уже другая, медицинская, сфера их применения, и ее новое революционное направление - трансплантология, или пересадка искусственно выращенных органов.

Вкуса искусственное мясо в сыром виде не имеет, но при жарке он проявляется. «Мы исследовали аминокислотный состав этого мяса, он совпадает с мясом коровы. Мы движемся в правильном направлении», - говорит Рогов.

- Наталья Кузнецова

Это важно

Как делают искусственное мясо?

Технологию выращивания синтетического мяса можно разделить на два этапа:

Забор стволовых клеток;
создание условий для их выращивания и деления.

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).