М'ясо з пробірки

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(Перенаправлено з Культивоване м'ясо)
Перейти до: навігація, пошук
Перший культивований гамбургер, готовий до засмаження. 5 серпня 2013 року.

М'ясо з пробірки, також відоме як культивоване м'ясо або штучне м'ясо - це м'ясо, що вирощується в лабораторних умовах у вигляді культури клітин, яке ніколи не було частиною живого, повноцінного тваринного організму. На 2018 рік до промислового виробництва культивованого м'яса для суспільного споживання справа поки не дійшла, одначе декілька сучасних дослідницьких проектів експериментально намагаються вирощувати невелику кількість м'яса з пробірки. На першому етапі швидше за все буде вироблятися м'ясний фарш, а довгостроковою метою є вирощування повноцінної культивованої м'язової тканини. Потенційно м'язову тканину будь-якої тварини можна вирощувати в пробірці.

М'ясо з пробірки не слід плутати з імітацією м'яса, яка є вегетаріанським продуктом, виробленим із рослинного білка, найчастіше з соєвого або пшеничного.

Технологія[ред.ред. код]

М'ясо - це м'язи тварин. Процес виробництва м'яса в пробірці включає в себе отримання м'язових клітин тварин і застосування білка, який дозволяє клітинам рости у великі шматки м'яса. Отримання вихідних клітин від тварин потрібно тільки один раз, надалі вони вже не потрібні - це аналог виробництва йогуртових культур[1]

У загальних рисах є два підходи для виробництва м'яса в пробірці: або шляхом формування сукупності незв'язаних м'язових клітин, або шляхом формування структурованих м'язів. Другий підхід є набагато більш складним, ніж перший. М'язи складаються з м'язових волокон - довгих клітин з декількома ядрами. Вони не розмножуються самі по собі, а виникають тоді, коли клітини-попередники зливаються. Клітини-попередники можуть бути ембріональними стовбуровими клітинами або клітинами-супутниками - спеціалізованими стовбуровими клітинами в м'язових тканинах. Теоретично досить просто помістити їх культуру в біореактор і потім постійно перемішувати. Однак, для зростання реальних м'язів клітини повинні рости «за місцем», що вимагає перфузії системи на кшталт кровопостачанню для доставки поживних речовин і кисню близько до зростаючих клітин, а також видалення відходів. Крім того, потрібно одночасно вирощувати інші типи клітин, наприклад, адипоцити, що є хімічними посильними для надання зростаючим м'язам відомостей про їх структуру. Нарешті, м'язову тканину необхідно фізично розтягувати або «вправляти», щоб вона правильно розвивалася[2].

У 2001 році дерматолог Вієт Вестерхоф з Амстердамського університету, лікар Віллем ван Ейлен та бізнесмен Віллем ван Коотен оголосили, що вони подали всесвітній патент на процес виробництва м'яса в пробірці [3]. У їхній технології, біологічна матриця колагену засівається м'язовими клітинами, які потім заливаються живильним розчином, що змушує їх розмножуватися. Ван Ейлен сказав, що він придумав ідею виробництва м'яса в пробірці досить давно, коли потрапив в японський табір для військовополонених [4]. Вчені з Амстердаму вивчають культури біологічних середовищ, в університеті Утрехту досліджується розмноження м'язових клітин, а в університеті Ейндговена розробляються біореактори [4]. Американець Джон Вейн також отримав патент (U.S. Patent 6 835 390) [5] на виробництво м'яса з вирощених м'язових тканин для споживання людиною, в якому м'язи і жирові клітини вирощуються на комплексній основі, що дозволяє створювати такі продукти харчування, як яловичина, курятина та риба.

Поширена помилка, що м'ясо з пробірки обов'язково передбачає застосування методів генетичної інженерії. Насправді, природні клітини, які беруть участь в процесах вирощування м'яса, розростаються так само, як і генно-модифіковані [2].

Історія[ред.ред. код]

Сучасні дослідження з отримання м'яса в пробірці виникли з експериментів НАСА, яка намагається знайти більш досконалі способи довгострокового харчування для астронавтів у космосі [6]. Метод був схвалений управлінням з контролю якості продуктів і ліків США (FDA) у 1995 році [7], і НАСА стало з 2001 року проводити експерименти з виробництва м'яса в пробірці з клітин індички [8] [9]. Перші їстівні форми були виготовлені прикладним біологічним дослідним консорціумом NSR/Туро у 2000 р.: вирощена з клітин золотої рибки консистенція була схожа на рибне філе [2] [10].

Перший журнал, що рецензується, який опублікував статтю на тему вирощування м'яса в лабораторії, з'явився в 2005 по тематиці Створення біологічних тканин [6]. Звичайно, основна концепція сходить до більш раннього часу. Так, Вінстон Черчилль у 1930 році сказав: «Через п'ятдесят років ми не будемо абсурдно вирощувати цілого курчати, щоб їсти тільки грудки або крильця, а будемо вирощувати ці частини окремо у відповідному середовищі» [8].

У 2008 році PETA оголосила премію в $ 1 млн тій компанії, яка до 2012 року першою принесе вирощене в лабораторії куряче м'ясо для споживачів [11]. Голландський уряд направиі 4 млн дол. США на експерименти з вирощування м'яса в пробірці [8]. Консорціум з виробництва м'яса в пробірці - утворилася міжнародна група дослідників, зацікавлених в цій технології, яка провела в квітні 2008 року першу міжнародну конференцію з виробництва м'яса в пробірці спільно з Продовольчим науково-дослідним інститутом Норвегії для обговорення комерційних можливостей [2]. Журнал Time оголосив, що виробництво м'яса в пробірці відноситься до числа 50 проривних ідей 2009 року [12]. У листопаді 2009 року вчені з Нідерландів оголосили, що вони змогли виростити м'ясо в лабораторії з використанням клітин живого поросяти [13].

5 серпня 2013 року в Лондоні був представлений перший гамбургер, який містить 140 грам культивованого м'яса, яке було створено групою професора Марка Поста з університету Маастрихта [14]. Кухар Річард Макгоун приготував гамбургер перед телекамерами. Експерти, дієтолог Ханни Рутцер і автор досліджень про майбутнє продуктів харчування Джош Шонвальд порахували, що м'ясо занадто сухе, знежирене. На проект групи Поста співзасновник Google Сергій Брін пожертвував 250 000 євро (331 200 доларів США).

Відмінність від звичайного м'яса[ред.ред. код]

Здоров'я[ред.ред. код]

Широкомасштабне виробництво м'яса в пробірці може потребувати збільшення добавок штучних гормонів в біологічну культуру. [15] При звичайному виробництві м'яса це не є необхідним. Поки також не розроблена жодна технологія виробництва м'яса в пробірці у великих масштабах без використання антибіотиків для запобігання бактеріальним інфекціям.

Оскільки м'ясо з пробірки поки відсутнє на ринку, ризики для здоров'я ще не повністю досліджені. Це питання є одним з головних напрямків роботи вчених, що працюють над культивованим м'ясом. Метою є виробництво більш здорового м'яса, ніж звичайне, в першу чергу за рахунок зниження вмісту жиру і за рахунок регулювання змісту поживних речовин. Наприклад, велика частина м'яса, виробленого традиційними методами, має високий вміст насичених жирів (бо тварини отримують велику кількість гормонів і кукурудзяного зерна, щоб їх жир нарощувався швидше). Це може викликати у людини підвищення рівня холестерину і інші проблеми зі здоров'ям, наприклад, хвороби серця і ожиріння.

Дослідники припускають, що омега-3 ненасичені жирні кислоти можуть бути додані в штучне м'ясо для збільшення його поживної цінності. [8] Подібним же чином для звичайного м'яса зміст омега-3 ненасичених жирних кислот також може бути збільшено шляхом зміни складу кормів для тварин. [16] Журнал Тайм припустив, що процес отримання м'яса в пробірці може також зменшити вплив на м'ясо бактерій і хвороб. [2]

Ненатуральність[ред.ред. код]

Іноді культивоване м'ясо зневажливо називають «франкенмясом», що відображає ставлення до нього як до чогось неприродного, а отже, не викликаючого довіри.

Якщо культивоване м'ясо буде відрізнятися від натурального за зовнішнім виглядом, смаком, запахом і текстурою або іншими факторами, воно не зможе з ним комерційно конкурувати. Відсутність жиру і кісток може теж бути недоліком, бо ці складові частини вносять суттєвий кулінарний внесок. Багато харчових продуктів, наприклад, сурімі використовуються для заміни інших компонентів (з причин від моральних до вартісних) незалежно від їх особистих якостей. [17] Проте, відсутність кісточок може зробити багато традиційних м'ясних страв, наприклад, «буффальські крильця» більш прийнятними для маленьких дітей або для людей, які вважають, що м'яса в типових« буффальських крильцях» занадто мало.

Екологія[ред.ред. код]

Деякі люди вважають, що для виробництва культивованиого м'яса може знадобитися менше ресурсів, і буде виділено менше парникових газів та інших відходів, ніж при виробництві звичайної м'ясної продукції. Цю умову враховують власники патенту на м'ясо з пробірки [4], а також журналіст Брендан Корнер [18].

Маргарет Меллон з Союзу стурбованих вчених, науково-обґрунтованої лобістської групи (Union of Concerned Scientists), присвяченій екологічним і соціальним питанням, має іншу точку зору, і вважає, що для промислового виробництва штучного м'яса буде потрібно набагато більше енергії і викопних видів палива, ніж при традиційному виробництві, зробивши новий метод більш руйнівним для екології [11].

Існує дослідження 2011 року, в якому встановлено, що за умови вирощування м'яса «в пробірці» на субстраті з ціанобактерій, в порівнянні із звичайним м'ясом потрібно приблизно на 7—45 % менше енергії, на 99% менше землі, на 82-96% менше води і створюється на 78-96% менше викидів парникових газів. Розглядалося гіпотетичний процес, так як на момент дослідження не існувало технологій промислового виробництва м'яса з пробірки.[19][20].

Економічне порівняння[ред.ред. код]

Культивоване м'ясо нині дуже дорого: у 2008 році вартість шматка вирощеної в пробірці яловичини вагою 250 грамів оцінювалася приблизно в 1 мільйон доларів США [2], але вже тоді передбачалося, що це питання вдосконалення технологій і збільшення масштабів виробництва, так що ціна повинна з часом зменшитися і досягти рівня виробництва курятини звичайним способом [21] [22]. За підрахунками Vitro Meat Consortium, зробленим в 2009 році, лабораторне м'ясо може коштувати 3 500 євро за тонну [22], що приблизно в два рази перевищує номінальну вартість несубсидованого європейського виробництва звичайного курячого м'яса[22]. Розробка «гамбургер без корови», представлена громадськості в 2013 році, обійшлася в 250 тисяч фунтів стерлінгів; проте в 2015 році керівник цього проекту Марк Пост стверджував в інтерв'ю австралійській радіопрограмі АМ, що протягом найближчих десяти років стане можливим випускати точно таке ж м'ясо за ціною в 80 австралійських доларів за кілограм [23].

Етичні міркування[ред.ред. код]

Групи захисту тварин підтримують виробництво м'яса в пробірці, оскільки його виробництво виключає експлуатацію і вбивства тварин. [11] [1] [24]

Потенційне застосування[ред.ред. код]

Початкові дослідження НАСА по виробництву м'яса в пробірці призначалися для використання його в тривалих космічних польотах, де воно може бути стабільним джерелом живлення поряд з овочами, вирощеними за допомогою гідропоніки або аеропоніки. Воно може також бути корисним при виживанні в екстремальних умовах, де продовольства не вистачає, наприклад в Антарктиді.

Проблеми[ред.ред. код]

Науковий напрямок, що займається виробництвом культивованого м'яса, зріс з галузі біотехнології, відомої як тканинний інжиніринг. Технологія розвивається одночасно разом з іншими напрямками, використовуваними в тканинному інжинірингу, такими як м'язова дистрофія і, більш близьким, вирощуванням органів для трансплантації [8] [24]. Зараз є кілька перешкод, які потрібно подолати, щоб отримати шанс перейти до наступних кроків. На даний момент найбільш важливими з них є масштаби виробництва і собівартість [2] [8].

  • Розмноження м'язових клітин: хоча зараз немає проблем з поділом стовбурових клітин, але для виробництва м'яса необхідно, щоб вони ділилися швидкими темпами, виробляючи незбиране м'ясо [24]. Ця вимога має деякі збіги з медичною галуззю тканинного інжинірингу.
  • Культура біологічного середовища: проліферуючі клітини необхідні як джерело їжі для росту і розвитку. Середовище повинне являти собою збалансовану суміш інгредієнтів і факторів росту. Вчені вже визначили можливі поживні середовища для клітин індички [25], риби [26], овець [27] та свиней [28]. Залежно від мотивів дослідників, зростання середовища може мати додаткові вимоги.
    • Комерційна привабливість: виробництво біологічного середовища для вирощування має бути недорогим. Рослинне середовище має бути дешевше сироватки ембріона теляти. [24]
    • Екологія: виробництво біологічного середовища не повинне здійснювати негативний вплив на навколишнє середовище. Це означає, що виробництво повинно бути енергетично вигідним. Крім того, компоненти повинні створюватися за рахунок повністю поновлюваних джерел енергії. Мінерали з шахтних джерел в даному випадку небажані, так само як і синтетичні живильні речовини, створені з використанням невідновлюваних джерел енергії.
    • Благополуччя тварин: біологічне середовище повинно проводитися без участі тварин (за винятком отримання первинних стовбурових клітин). [24]
    • Безалергенність: коли заводи по вирощуванню біологічного середовища стануть «більш реалістичними» і дешевими, а також знизиться ймовірність інфекційних агентів, є також вірогідність того, що рослинне живильне середовище може викликати алергічні реакції у деяких споживачів. [29]
  • Біореактори: поживні речовини і кисень повинні доставлятися близько до зростаючої клітці, в масштабі міліметрів. У тварин ця робота виконується кровоносними судинами. Біореактор повинен відтворювати цю функцію найефективнішим чином. Традиційний підхід полягає в створенні губкоподібної матриці, яка виконує функцію перфузії, на якій клітини зможуть рости.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б In Vitro Meat, Raizel Robin — Робин Райзел: Мясо из пробирки // The New York Times, 11.12.2005(англ.)]
  2. а б в г д е ж In Search of a Test-Tube Hamburger — Зігельбаум Д. Дж. У пошуках гамбургера з пробірки. // Журнал Time, 23.04.2008(англ.)
  3. Віллем ван Ейлен, Віллем ван Коотен, Виет Вестерхоф. Індустріальні методи виробництва м'яса з культур клітин в пробірці. Патент WO9931222, 24.06.1999 (англ.)
  4. а б в /publications.php Patent holder Willem van Eelen: 'In another five years meat will come out of the factory' - Винахідник Віллем ван Ейлен: Через п'ять років м'ясо буде надходити з біофабрик. 12.12.2007 (англ.)
  5. Джон Вейн. Метод виробництва м'яса з вирощеної м'язової тканини для споживання. Патент США 6835390 (англ.)
  6. а б Їстівне м'ясо можна вирощувати в лабораторії в індустріальних масштабах. Прес-реліз, Університет Меріленда, 06.07.2005 (англ.)
  7. Catachem, Inc оголошує, що FDA схвалив діагностику продуктів з пробірки. Прес-реліз Catachem, 21.02.1995 http://www.bioportfolio.com/news/Catachem_35.htm Архівовано 2008-12-10[Дата не збігається] у en:Wayback Machine.
  8. а б в г д е http://www.theaustralian.news.com.au/story/0,20867,21086167-23289,00.html Test-tube meat science's next leap - Бен Макінтайр, Новий стрибок науки з виробництва м'яса в пробірці. 20.01.2007 (англ.)
  9. The Year in Science: Technology. Carbon nanotubes, lab-grown meat, humanoid robots, and more. - Сарах Вебб, Інженери розробили план по лабораторному вирощування м'яса (Рік у науці: технології), 08.01.2006 (англ.)
  10. Морріс Бенджамінсон, Важливі дослідження в Touro: вирощування філе риби поза організмом риби , 10.01.2010 (англ.)
  11. а б в Levine, Ketzel (2008-05-20). Lab-Grown Meat a Reality, But Who Will Eat It?. National Public Radio. Процитовано 2010-01-10. 
  12. THE BEST INVENTIONS Meat Farms - 50 кращих винаходів 2009 року. Журнал Time, 12.11.2009 (англ.)
  13. Луї Роджерс, Вчені виростили свинину в лабораторії, The Sunday Times, 29.11.2009
  14. Петро своєкоштних. Схоже на м'ясо. Полит.ру. 6 серпня 2013.
  15. P.D. Edelman, D.C. McFarland, V.A. Mironov, and J.G. Matheny. «Commentary: In vitro-cultured meat production.» // Tissue Engineering. May / June 2005, 11 (5-6): 659-662. Doi: 10.1089 / ten.2005.11.659 (англ.)
  16. Дж. Азкона, М. Шенг, П. Гарсіа, С. Галлінджер, Р. Ейержа і В. Коутс. Збагачення бройлерного м'яса омега-3: вплив харчових альфа-ліноленової омега-3 жирних кислот на зростання, продуктивність м'яса і жирнокислотний склад. Канадський журнал науки про тварин 2008, 88: 257-269 (англ.)
  17. George M. Pigott, Seafood: Effects of Technology on Nutrition (Food Science and Technology ), CRC Press, 1990, ISBN 0-8247-7922-3 (англ.)
  18. Will Lab-Grown Meat Save the Planet? Or is it only good for cows and pigs? - Брендан Корнер, допоможе м'ясо з пробірки врятувати планету? Або це торкнеться тільки корів і свиней? Журнал Slate, 20.05.2008 (англ.)
  19. Tuomisto, Environmental Impacts of Cultured Meat Production (pdf) // Environmental science & technology 45.14 (2011): 6117-6123. doi:10.1021/es200130u (англ.)
  20. Tuomisto, Could cultured meat reduce environmental impact of agriculture in Europe? / 8th International Conference on LCA in the Agri-Food Sector, Rennes, France, 2-4 October 2012 (англ.)
  21. The-No-kill-Carnivore The Future of Food: The No-kill Carnivore - Темпл Дж. Майбутнє виробництва їжі: м'ясоїдні, що не вбивають тварин, February 23 2009 (англ.)
  22. а б в попередня економічна оцінка виробництва культивованих м'яса, eXmoor Pharma Concepts, 2008 (англ.) http://new-harvest.org/ img/files/culturedmeatecon.pdf Архівовано 2011-07-27 у en:Wayback Machine.
  23. Post, Mark (26 March 2015). 6352860 Mark Post of Maastricht University in the Netherlands has developed synthetic beef patties.. Australian Broadcasting Corporation. Процитовано 14 May 2015. 
  24. а б в г д I'll Have My Burger Petri-Dish Bred, With Extra Omega- 3. How researchers can make meat that's better for you-and better for animals. - Сьюзан Круглінскі, Гамбургер з чашки Петрі, журнал Discover, 22.09.2008 (англ.)
  25. Д. Макфарланд, М. Доум, Р. Міншаль. Міогенні супутні клітини для індички: оптимізація проліферації і диференціювання в пробірці. Журнал Tissue and Cell, 1988, 20 (6), 899-908 (англ.)
  26. М. Бенджамінсон, Дж. Гілхріст, М. Лоренц. In vitro edible muscle protein production system (mpps): stage 1, fish // Acta Astronautica, 2002 51 (12), 879-889. (Система виробництва м'язового білка для харчування в пробірці: Стадія 1, риба) (англ.)
  27. М. Додсон, Б. Матисон. Comparison of ovine and rat muscle-derived satellite cells: response to insulin. / Tissue and Cell, 1988, 20 (6), 909-918 (Порівняння супутніх м'язових клітин овець і щурів: реакція на інсулін) (англ.)
  28. М. Доум, Д. Кук, Р. Меркель. Fibroblast growth factor, epidermal growth factor, insulin-like growth factors, and platelet-derived growth factor-BB stimulate proliferation of clonally derived porcine myogenic satellite cells / J. Cell. Physiol. +1993, 157 (2), 326-332 (Фактор росту фібробластів, епідермальний фактор росту, інсуліноподібний фактор росту і тромбоцитарний фактор-BB зростання стимулюють розмноження клонів клітин, отриманих з міогенних супутніх клітин свиней) (англ.)
  29. І. Датар, М. Бетті. Ризики систем виробництва м'яса в пробірці, журнал Innovative Food Science and Emerging Technologies 11 (2010) (англ.)