"Мясо из пробирки" подешевело в 30 000 раз

В 2013 году себестоимость бургера с котлетой из выращенного в лаборатории мяса составляла более $300 000, а теперь едва превышает $10. Ученые совершенствуют методики, чтобы сделать искусственное мясо доступным и вывести его на рынок в ближайшие пять лет.

В 2013 году биолог Марк Пост из Университета Маастрихта создал первый в мире бургер из выращенного в пробирке мяса. Производство продукта обошлось в $325 000. Развитие технологий многократно снизило 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 и создатели «мясных» стартапов верят, что через 5-10 лет искусственные фрикадельки и гамбургеры будут продаваться в магазинах по умеренной цене. Давайте познакомимся с этой технологией поближе...

По данным Next Big Future, существует как минимум 6 компаний, которые занимаются разработкой искусственных животных продуктов. «Хайтек» уже писал о стартапе Memphis Meats, который планирует через 2-5 лет запустить продажи фрикаделек из пробирки, а также собирается выращивать в лаборатории стейки и куриные грудки.

Израильский стартап SuperMeat культивирует кошерную куриную печень, американская компания Clara Foods синтезирует яичные белки, а Perfect Day Foods создает молочные продукты не животного происхождения. Наконец, компания создателя первого бургера с искусственным мясом Марка Поста Mosa Meat обещает начать продажу лабораторной говядины в ближайшие 4-5 лет.

Как делают искусственное мясо

Мясо — это мышцы. Выращивание мышц в пробирке предполагает получение стволовых клеток животных (требуется единожды), создание условий для их ускоренного роста и деления.
К клеткам необходимо поставлять кислород, прочие питательные вещества, у животных эту задачу выполняют кровеносные сосуды. В лабораторных условиях создаются биореакторы, где формируется губка-матрица, в которой растут клетки мяса, обогащаясь кислородом и выводя отходы.

Есть два вида искусственного мяса:
- несвязанные мышечные клетки;
- мышцы, мясо в привычной нам структуре (здесь требуется формирование волокон, что осложняет процесс, поскольку клетки должны оставаться на определённых местах, именно для этого и нужна губка в биореакторе, также мышцы для роста должны упражняться).

История

Черчилю приписывают фразу, которую он сказал ещё в 1930 году: «Через пятьдесят лет мы не будем абсурдно выращивать целого цыпленка, чтобы есть только грудки или крылышки, а будем выращивать эти части отдельно в подходящей среде».

В 1969 году американский писатель Фрэнк Герберт (Frank Herbert), автор «Дюны», в своей книге «Звезда под бичом» (Whipping Star) рассказывал о псевдомясе (pseudoflesh): «На нескольких необжитых планетах, где всё ещё нет технологии производства псевдомяса, рогатый скот выращивается ради пищи». О «мясе из пробирки» упоминали и другие фантасты, к примеру, Генри Бим Пайпер (H. Beam Piper) и Ларри Нивен (Larry Niven).

«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.

Первые послевоенные опыты с выращиванием мяса проводились с клетками золотых рыбок (общественности представили результаты в 2000 году).
На широкомасштабные рельсы изучение вопроса началось благодаря изучению космоса. НАСА пыталось найти решения для долгосрочного и возобновляемого источника питания для космонавтов, для длительных полётов, в 1990-х годах, а уже в 2001 году начались опыты по выращиванию индюшатины.

Исследования в этой сфере ведутся в США, Голландии, Норвегии.

В 2009 году нидерландские учёные заявили о том, что смогли вырастить свинину.

Ни одно животное не пострадало

Летом 2013 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.

Товарное животноводство наносит большой вред экологии. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, для производства одного гамбургера требуется 2500 литров воды, а коровы считаются основным источником метана, который усиливает парниковый эффект. Лабораторное мясо даже с использованием клеток животных значительно сократит вредное воздействие на окружающую среду. От одной индейки можно получить достаточно клеток, чтобы произвести 20 триллионов наггетсов.

По оценкам агроэколога Лондонской школы гигиены и тропической медицины Ханны Туомисто, производство говядины в лабораторных условиях сократит выбросы парниковых газов на 90% и использование земли на 99%. Кэролин Маттик из Аризонского университета, напротив, считает, что искусственное производство нанесет больший вред экологии. По ее расчетам, создание в лабораториях куриного мяса со всеми необходимыми питательными веществами потребует больше энергозатрат, чем выращивание цыплят.