Gaļas patēriņš pārtikā ir neētisks attiecībā uz dzīvniekiem un ievērojami palielina kaitīgo izmešu daudzumu atmosfērā, kas ietekmē globālās klimata izmaiņas. Vai šo situāciju var mainīt? Maz ticams, ka visi cilvēki uz zemes kļūs par vegāniem, bet gaļu mākslīgi var audzēt no dzīvnieku cilmes šūnām. Tātad izeja ir atrasta? Jā, saka zinātnieki. Ne īsti, apgalvo ekologi un tehnologi. Mākslīgās gaļas ražošana joprojām ir ekonomiski pārāk dārga - un, kas dīvainā kārtā, atstāj daudz oglekļa nospiedumu nekā tradicionālās gaļas audzēšana. Neskatoties uz to, jaunā produkta atbalstītāji nezaudē cerību to ienākt tirgū rūpnieciskā mērogā.
Septembrī Krievijas ražotāji paziņoja, ka pievienojas pasaules kultivētās gaļas tendencei. Pēc šī biznesa ideologu domām, tā vietā, lai dzīvniekus nogalinātu gaļai, muskuļu šķiedras var audzēt bioreaktorā no cilmes šūnām īpašā barības barotnē.
Šis produkts ir pazīstams arī kā "mēģenes gaļa" un "tīra gaļa". Pēdējais termins nozīmē, ka jūsu pīrādziņi būs ētiski un videi draudzīgi.
Badošanās un tās gaļa
Ideja ražot gaļu mēģenē (vai drīzāk Petri traukā) radās no biomedicīnas: panākumi cilmes šūnu audzēšanā un orgānu 3D drukāšanā iedvesmoja arī pārtikas tehnologus. Patiešām, ja audus var audzēt laboratorijā pārstādīšanai, kāpēc gan tos audzēt pārtikai?
Gaļas audzēšanas princips vienkāršotā formā atkārto jebkuru audu audzēšanas principu: cilmes šūnas tiek izolētas no dzīvnieku muskuļa parauga, kuras pēc tam reizina īpašā uzturvielu barotnē, kurā ir hormoni un augšanas faktori, un piespiež diferencēt muskuļu šķiedrās.
Mākslīgās gaļas gatavošanas process Ochakovo pārtikas sastāvdaļu rūpnīcas laboratorijā.
Reklāmas video:
Mākslīgo gaļas šūnu paraugi Ochakovo pārtikas sastāvdaļu rūpnīcas laboratorijā.
Līdzīgi eksperimenti ar mērķi iegūt ēdamo produktu laboratorijās tiek veikti kopš 1990. gadiem, taču idejas popularizēšana lielā mērā ir saistīta ar Māstrihtas Universitātes (Nīderlande) zinātnieka Marka Pasta nopelniem. 2013. gadā viņš žurnālistiem iepazīstināja ar pirmo burgeru ar kotleti, kas izgatavots no viņa laboratorijā audzētajām govju muskuļu šūnām.
Prezentācijā kotleti gatavoja šefpavārs un svinīgi ēda kulinārijas kritiķi. Spriežot pēc atsauksmēm, produkts visos aspektos atgādināja “tradicionālo” gaļu, izņemot to, ka tas nebija tik sulīgs. Post 2015. gadā nodibināja uzņēmumu Mosa Meat, kas nodarbojās ar gaļas ražošanas optimizēšanu laboratorijā, lai līdz 2021. gadam to nogādātu tirgū.
Pirmais kotlets tika audzēts trīs mēnešu laikā, un tā radītājiem izmaksāja trīs simtus tūkstošus dolāru. Tomēr prezentācija veicināja biznesa un investoru interesi par "tīru gaļu", kā rezultātā parādījās daudz jaunu uzņēmumu, kuru mērķis bija pilnveidot procesu. Jau 2017. gadā muskuļu šķiedru izmaksas no laboratorijas bija 5 tūkstoši dolāru par kilogramu, un līdz šodienai tās ir samazinājušās vairākas reizes vairāk.
Pēc Forbes teiktā, vismaz 26 uzņēmumi šobrīd izstrādā "tīru gaļu" pasaulē, kuru mērķis ir padarīt produktu pieejamu masveida patērētājam.
Cik maksā kultivēšana
Iedomāsimies, ka mēs gribam no nulles izaudzēt šādas gaļas gabalu. Pirmkārt, mums jāaprīko laboratorija: jāiegādājas centrifūgas, mikroskops, laminārā plūsmas kārba sterila darba veikšanai, autoklāvs, CO2 inkubators, lai uzturētu nepieciešamo oglekļa dioksīda koncentrāciju sākuma kultūrā, un vairāki dažādu tilpumu bioreaktori, lai audzētu biomasu dažādos “gatavības” posmos.
Tad jums jāiegūst cilmes šūnas, no kurām kultūra tiks audzēta. Vislabāk tos izolēt no jauna dzīvnieka (piemēram, jaundzimuša teļa) muskuļu parauga, izmantojot īpašu tehnoloģiju, kas ietver audu lizēšanu un šūnu atlasi.
Zinātnieki, kas strādā pie tehnoloģijas optimizācijas, apspriež cilmes šūnu biobankas izveidi, no kuras būs iespējams ņemt ražošanai nepieciešamo paraugu - tam vajadzētu nedaudz samazināt procesa izmaksas.
Turklāt šūnu kultūra jāaudzē kultūras kolbā un pēc tam secīgi jāaudzē vairākos bioreaktoros, maisot un aerējot barības barotnē (ja mēs patiešām vēlamies audzēt daudz šūnu). Pēc tam šūnas būs jānoņem no bioreaktora un jāsēj uz ēdamām sastatnēm (piemēram, no kolagēna), kas produktam piešķirs gaļas gabala izskatu.
Viss process prasīs apmēram 40 dienas, kuru laikā būs jāpārrauga procesa sterilitāte.
Piedāvātā gaļas audzēšanas tehnoloģiskā procesa shēma laboratorijā.
Barojošās barotnes izmaksas sastādīs lauvas daļu no gala produkta gala izmaksām; ražošanā tas tiks patērēts simtos litru. Analītiķi lēš, ka "tīras gaļas" izmaksas būs salīdzināmas ar tradicionālās gaļas izmaksām, kad viena barotnes litra cena nebūs daudz augstāka par vienu dolāru.
Pa to laiku lētākajā versijā tas maksā vairāk nekā trīs simtus dolāru par litru.
Kā optimizēt savu vidi
Barotnei ir sarežģīts sastāvs, un tajā jābūt nepieciešamajiem proteīniem, lipīdiem, sāļiem, aminoskābēm, vitamīniem un hormoniem. Izstrādātāji sev izvirzīja uzdevumu, pirmkārt, atbrīvoties no dzīvnieku izcelsmes avotiem (piemēram, augļa teļa seruma, kuru bieži pievieno barotnei, lai nodrošinātu vēlamo sastāvu), un, otrkārt, padarīt barotni pēc iespējas lētāku.
Lai to izdarītu, zinātnieki cenšas samazināt sastāvdaļu skaitu, savākt barotnes no rekombinantiem proteīniem (tas ir, kas ražoti mikroorganismos, piemēram, E. coli un raugs), un meklēt piemērotus augu komponentus.
Pēc The Good Food Institute ekspertu aprēķiniem, barotnei var samazināt cenu vēl par 10-1000 reizēm, ja tiek optimizēta rekombinanto augšanas faktoru ražošana - barotnes visdārgākās sastāvdaļas, bez kurām cilmes šūnas vienkārši neaugs un neatšķirsies.
Barotnes sastāvdaļu saraksts ar norādītajām izmaksām par 20 tūkstošiem litru.
Pārtikas sastāvdaļu ražotne Ochakiv, par kuru tika runāts raksta sākumā, ziņoja, ka pirmais 40 gramu "gaļas" gabals viņiem maksāja 900 tūkstošus rubļu. Šajā summā nebija iekļauts laboratorijas aprīkojums, kuram tika iztērēti vēl 9 miljoni rubļu.
Uzņēmuma direktors Aleksandrs Savkovs apstiprināja, ka galvenās izmaksas, kas saistītas ar šūnu audzēšanu, attiecas uz augšanas vidi. Tiesa, viņa laboratorijā viņi izmantoja importētu Šveicē ražotu vidi, ko izmanto biomedicīnā. Uzņēmuma tehnologu, tāpat kā viņu ārvalstu kolēģu, galvenie centieni būs vērsti uz lēta analoga izveidi.
Tehnologi saskaras ar patiešām sarežģītiem uzdevumiem, jo "tīra gaļa" būs jāaudzē milzīgā apjomā - daudz lielākā apjomā nekā nozarē tagad audzē zīdītāju šūnas, kuras, piemēram, tiek izmantotas antivielu ražošanai.
Kas slikts govīm?
Papildus acīmredzamajam ētiskajam aspektam (dzīvnieku nonāvēšana), liekot daudziem cilvēkiem kļūt par veģetāriešiem, lopkopība rada būtisku kaitējumu videi. Lopkopība rada 14,5 procentus no kopējās siltumnīcefekta gāzu emisijas atmosfērā, un ganības un lopbarības kultūras veido 80 procentus no lauksaimniecības zemes.
Tajā pašā laikā lopkopība piegādā tikai 37 procentus no uztura olbaltumvielām. Dominējošās siltumnīcefekta gāzes no liellopiem ir liellopu metāns. Globālās sasilšanas paātrināšanās ziņā tas ir 28 reizes bīstamāks nekā oglekļa dioksīds.
Tomēr vislielāko ieguldījumu emisijās dod nevis paši mājlopi, bet gan to uzturēšanas darbības - kūtsmēslu izvešana, mēslošanas līdzekļu ražošana, zemes aršana un lopbarības ražošana. Saskaņā ar ANO Pārtikas un lauksaimniecības organizācijas prognozēm līdz 2050. gadam lopkopības produktu pieprasījums palielināsies par 70 procentiem. Izskatās, ka šī nozare patiešām ir jāoptimizē.
Šos faktus izmanto "tīras gaļas" izstrādātāji, vēršoties pie investoriem pēc finansējuma. Viņi sola, ka veiksmīgas attīstības gadījumā tradicionālās gaļas īpatsvars nākamajos 20 gados tirgū samazināsies līdz 40 procentiem, un liellopu skaits tiks samazināts no pusotra miljarda līdz vairākiem desmitiem tūkstošu.
Īpaši Mosa Meat apgalvo, ka tā produkta ražošanai būs nepieciešams par 99 procentiem mazāk zemes un par 96 procentiem mazāk ūdens nekā tradicionālajos mājlopu apstākļos, un siltumnīcefekta gāzu emisijas tiks samazinātas par 96 procentiem.
Kura taka sliktāka
Tomēr zinātnieki jau apšauba beznosacījuma draudzīgumu videi, ko iegūst no mēģenes gaļai. Pētnieki no Oksfordas ir aprēķinājuši, kāds oglekļa nospiedums atstās "tīras gaļas" ražošanu bioreaktorā uz barības vielas, kas satur zilaļģu ekstraktu un augšanas faktorus, kas ražoti E. coli šūnās.
Aprēķinos tika iekļauti ne tikai tādi faktori kā mēslošanas līdzekļu ražošana zilaļģu audzēšanai, bet pat barība, kas iztērēta barotnes sastāvdaļu sterilizēšanai. Modelis tika sastādīts trīs vietās ar atšķirīgām elektroenerģijas ražošanas "oglekļa izmaksām" - Taizemē, Spānijā un Kalifornijā.
Atkarībā no ražošanas tehnoloģijas rezultāti svārstījās no 1,7 līdz 25 kilogramiem oglekļa dioksīda ekvivalenta uz produkta kilogramu. Tajā pašā laikā zinātnieki ir aprēķinājuši oglekļa pēdas vērtību izplatību kilograma liellopu gaļas ražošanā ar 28-43 kilogramiem CO2 ekvivalenta.
Tradicionālās liellopu gaļas ražošanas (Zviedrija, Brazīlija, ASV) un kultivētās gaļas ietekmes uz globālo sasilšanu ilgtermiņa perspektīvā salīdzinājums pēc dažādiem scenārijiem. Diagrammā ir pieņemts, ka kultivētā gaļa aizstās liellopu gaļu.
Lai arī no pirmā acu uzmetiena kultivētajai gaļai patiešām ir ekoloģiskas priekšrocības salīdzinājumā ar liellopu gaļu, darba autori atgādina, ka liellopu gaļas oglekļa vērtībā lielāko ieguldījumu dod metāns. Tā kalpošanas laiks atmosfērā ir 12 gadi, savukārt oglekļa dioksīds nekur no turienes neiziet. Tādējādi ilgtermiņā kultivētā gaļa tās “tīrā” oglekļa ieguldījuma dēļ var būt vēl bīstamāka globālajai sasilšanai.
Tomēr Pasaules Dabas fonda (WWF) Klimata un enerģētikas programmas direktors Aleksejs Kokorins uzskata, ka īstermiņā nevajadzētu pazemināt metānu, kuru ražo galvenokārt slaucamas govis. “Metāna sadalīšanās rezultātā iegūtā enerģija galu galā uzkrājas okeāna augšējos slāņos. Tā rezultāts, cita starpā, ir ārkārtēju dabas parādību, piemēram, viesuļvētras vēju, biežuma palielināšanās - tas, ko mēs redzam šobrīd,”komentē klimatologs.
Ir arī vērts padomāt, ka liellopu gaļas ražošana ir visdārgākā, salīdzinot ar citiem gaļas veidiem. Lai saražotu kilogramu vistas, mums izmaksā apmēram piecus kilogramus CO2 ekvivalenta, kas jau ir diezgan salīdzināms ar “tīras gaļas” ražošanu, kuras oglekļa nospiedums nav atkarīgs no tā, kura gaļa tiek audzēta bioreaktorā.
Izmaksas par kilogramu lauksaimniecības produktu oglekļa ekvivalentā. Minimālās vērtības ir sakņu kultūrām, un maksimālās vērtības liellopu un jēra gaļai.
Kas ir gaļa
Tīrai gaļai tirgū vēl nav jāsasniedz, bet tradicionālās gaļas ražotāji jau veic pasākumus, lai pasargātu savus produktus no konkurentiem. Pagājušajā gadā ASV lopkopju asociācija iesniedza lūgumu Valsts lauksaimniecības inspekcijai (FSIS) aizliegt visiem pārtikas produktiem, izņemot tos, kas iegūti tieši no dzīvniekiem, minēt gaļu.
Lopkopjiem rūp ne tikai laboratorijā audzētie muskuļi, bet arī dažādi vegānu augu olbaltumvielu produkti, kurus tirgo kā gaļas aizstājējus. Atšķirībā no kultivētās gaļas, to produkti jau ir pieejami veikalos un restorānos.
Spēcīgās Stenfordas bioķīmijas profesora Patrika Brauna dibinātā firma Impossible Foods ir veikusi daudz pētījumu, lai izveidotu produktu, kas visādi izskatās kā gaļa. Pētnieki saprata, ka hemoglobīns (hemu saturošs proteīns asinīs) gaļai piešķir daudzas īpašības, un aizstāja to ar leghemoglobīnu, kas izolēts no sojas pupiņu sakņu mezgliņiem.
"Dārzeņu gaļas" masveida ražošanai uzņēmums izveidoja rekombinantā leghemoglobīna ražošanu rauga šūnās. ASV Pārtikas un zāļu pārvalde jau ir atzinusi vārītu kāju hemoglobīnu par drošu ēdienu, un Impossible Burger, kas it kā neatšķiras no liellopa gaļas, tagad ir pieejams vairākās ASV restorānu ķēdēs, tostarp populārajā Burger King ķēdē.
2009. gadā dibinātais uzņēmums Beyond Meat visā pasaulē pārdod vistas tīrradņu, liellopu gaļas burgeru un cūkgaļas desu imitācijas uz augu bāzes. Viņu produktu attīstību sponsorēja arī Bils Geitss un Tyson Foods Corporation. Burgeru pīrāga pamatā ir zirņu olbaltumvielu ekstrakts, kā arī rīsu olbaltumvielas, kokosriekstu eļļa, ciete, lecitīns un citas sastāvdaļas, kas nav dzīvnieki.
Kaut arī šādi produkti joprojām ir vērsti uz vegāniem, “tīru gaļu” uzskata par pilnīgu parastās gaļas aizstājēju. Neskatoties uz to, spriežot pēc aptaujām, potenciālie patērētāji ir aptuveni vienādi sadalīti divās nometnēs: daži aizraujas ar ideju un pat ir gatavi pārmaksāt, bet citi paziņo, ka viņi neēdīs neko tādu, ko audzē laboratorijā.
Tehnologi, protams, ir nedaudz viltīgi: atšķirībā no tradicionālā gaļas gabala, kurā ir tauki un citi komponenti, un daudziem cilvēkiem patīk bārbekjū garša, kultivētā gaļa ir “sauss” muskulis.
Arī pārvaldes iestādes joprojām ir aizdomīgas par jauno produktu: pēc ekspertu domām, "tīra gaļa" ražošanas tehnoloģijas dēļ var saturēt pārmērīgu daudzumu hormonu vai augšanas faktoru, un uz augu bāzes veidota barības viela var izraisīt alerģiju patērētājiem.
Nepieciešams ēst mazāk
Ņemot vērā iepriekš aprakstītās tehnoloģiskās grūtības un nepieciešamību iziet produkta sertifikācijas procedūras, maz ticams, ka tuvākajā laikā izmēģināsim "tīru gaļu". Kamēr augu bāzes gaļas simulatori nonāk plaukstošajā Āzijas tirgū, zinātnieki apstiprina, ka uz augu bāzes uzturs patiešām ir visnoturīgākais.
“Jaunākajā IPCC ziņojumā tiek lēsts, ka siltumnīcefekta gāzu emisijas no visiem pārtikas produktiem uz planētas rada apmēram 30 procentus no kopējām emisijām. Tajā pašā laikā, ja cilvēce pilnībā pāriet uz vegānu diētu, pārtikas izmešu daudzumu var samazināt par 15-20 procentiem. Pat ja jūs pāriesit uz Vidusjūras diētu, kurā ir pietiekami daudz gaļas un zivju, emisijas tiks ievērojami samazinātas,”saka Aleksejs Kokorins.
Mākslīgās gaļas gatavošanas process Ochakovo pārtikas sastāvdaļu rūpnīcas laboratorijā.
Atkāpjoties no tradicionālās gaļas un piena produktiem, lauksaimniecības zeme tiks samazināta par 75 procentiem, vienlaikus saglabājot pietiekami daudz pārtikas visiem, liecina nesen žurnālā Science publicēts pētījums.
Tiem, kas nav gatavi pilnībā novadīt dzīvnieku produktus un pāriet uz sojas olbaltumvielām, Daba iesaka joprojām izmantot ļoti ilgtspējīgu fleksitāro diētu, kas satur vistas, zivis un olas.
Tomēr statistika rāda, ka attīstītajās valstīs vismaz trešdaļa pārtikas tiek izmesta, un iedzīvotāji strauji pieņemas svarā, tāpēc pirmais solis cīņā pret klimata izmaiņām var būt vienkāršs noteikums “ēst mazāk” - neatkarīgi no tā.
Daria Spasskaya
