Квашеное мясо

Воспроизвести медиа

Лекция Марка Поста из Маастрихтского университета «Мясная революция» на Всемирном экономическом форуме о мясе in vitro. (Время 20:16)

Культивируемое мясо - это мясо, полученное путем культивирования клеток животных in vitro , а не от убитых животных . ^[1] Это форма клеточного земледелия .

Культурное мясо производится с использованием тех же методов тканевой инженерии , которые традиционно используются в регенеративной медицине . ^[2] Концепция культивированного мяса была популяризирована Джейсоном Матени в начале 2000-х годов после того, как он стал соавтором основополагающей статьи ^[3] о производстве культивированного мяса и создания New Harvest , первой в мире некоммерческой организации, занимающейся поддержкой исследований мяса in vitro . ^[4]

В 2013 году Марк Пост , профессор Маастрихтского университета , первым продемонстрировал концепцию выращенного мяса, создав первую котлету для гамбургеров, выращенную непосредственно из клеток. С тех пор внимание средств массовой информации привлекло несколько прототипов культивированного мяса: SuperMeat открыла ресторан-лабораторию под названием «Цыпленок» в Тель-Авиве, чтобы проверить реакцию потребителей на его «Куриный бургер». ^{[5] «} Первая в мире коммерческая продажа мяса, выращенного на клеточных культурах», произошла в декабре 2020 года в сингапурском ресторане «1880», где продавалось мясо, произведенное американской фирмой Eat Just . ^[6]

Производственный процесс еще нуждается в улучшении, но он продвинулся вперед под управлением различных компаний. ^[7] Его применение приводит к тому, что у него есть несколько перспективных моральных, медицинских, экологических, культурных и экономических соображений по сравнению с обычным мясом. ^[8]

Номенклатура [ править ]

Помимо культивированного мяса , используются следующие термины: здоровое мясо , ^[9] мясо без убоя , ^[10] мясо in vitro , выращенное в чанах , ^[11] мясо , выращенное в лаборатории , ^[12] мясо на клеточной основе , ^[13] чистое мясо , ^[14] выращенное мясо ^[15] и синтетическое мясо ^[16] использовались различными торговыми точками для описания продукта.

В период с 2016 по 2019 год чистое мясо приобрело популярность как термин, который предпочитают некоторые журналисты, защитники и организации, поддерживающие эту технологию. Институт хорошей еды (GFI) ввел термин в обращение в 2016 году ^[17], а в конце 2018 года опубликовал исследование, в котором утверждалось, что «чистое» лучше отражает производство и пользу мяса ^{[18] [19]} и превосходит «культивированное» и » in vitro »в упоминаниях в СМИ и поиске в Google. ^[20] Несмотря на это, некоторые заинтересованные стороны отрасли посчитали, что этот термин излишне отчуждает производителей обычного мяса, которые по-прежнему предпочитают клеточное мясо в качестве нейтральной альтернативы. ^{[21] [22]}

В сентябре 2019 года GFI объявила о новом исследовании, в ходе которого было установлено, что термин « выращенное мясо» является достаточно описательным и дифференцирующим, обладает высокой степенью нейтралитета и высоко ценится с точки зрения потребительской привлекательности. ^{[15] [23]}

История [ править ]

Предварительное исследование [ править ]

Теоретическая возможность выращивания мяса в промышленных условиях уже давно захватила общественное воображение. В своем эссе 1931 года «Пятьдесят лет отсюда» Уинстон Черчилль писал: «Мы избежим абсурда выращивания целой курицы, чтобы съесть грудку или крыло, выращивая эти части отдельно в подходящей среде». ^[24]

В 1950-х годах голландский ученый Уильям Ван Илен независимо выступил с идеей культивированного мяса. В детстве во время Второй мировой войны Ван Илен страдал от голода, что заставило его во взрослом возрасте увлечься производством продуктов питания и продовольственной безопасностью. Он учился в Амстердамском университете в качестве студента и однажды посетил лекцию, на которой обсуждались перспективы консервированного мяса. В сочетании с открытием клеточных линий в начале века это вызвало интуицию в отношении выращенного мяса.

Культивирование мышечных волокон in vitro было впервые успешно выполнено в 1971 году, когда Рассел Росс культивировал аорту морской свинки . В аннотации к своей статье он отметил, что «гладкие мышцы, полученные из внутренней среды и интимы незрелой аорты морской свинки, выращивались в культуре клеток в течение до 8 недель . Клетки сохраняли морфологию гладких мышц на всех фазах своего роста. в культуре. После роста до слияния они росли в несколько перекрывающихся слоев. К 4-й неделе культивирования микрофибриллы (110 А) появлялись в промежутках между слоями клеток. Базальная мембранаРядом с ячейками также появился -подобный материал. Анализ микрофибрилл показал, что они имеют аминокислотный состав, аналогичный составу микрофибриллярного белка неповрежденного эластичного волокна. Эти исследования в сочетании с радиоавтографическими наблюдениями за способностью гладкой мускулатуры аорты синтезировать и секретировать внеклеточные белки демонстрируют, что эта клетка является клеткой, синтетической соединительной ткани ». ^[25]

В 1991 году Джон Ф. Вейн из США подал заявку и в конечном итоге получил патент (US 6 835 390 B1) на производство тканевого мяса для потребления человеком, в котором мышечные и жировые клетки будут выращиваться интегрированным способом для создания пищевые продукты, такие как говядина, птица и рыба. ^[25]

В 2001 году дерматолог Вите Вестерхоф из Амстердамского университета , исследователь и бизнесмен Виллем ван Элен и бизнесмен Виллем ван Кутен объявили, что они подали заявку на получение всемирного патента на процесс производства культивированного мяса. ^[26] В способе матрицы из коллагена засевают мышечные клетки , которые затем моют в растворе и питательным индуцированных делить ^[27]

В том же году НАСА начало проводить эксперименты с выращиванием мяса с целью применения его в космических путешествиях, чтобы позволить астронавтам, долгое время находившимся на длительном сроке, выращивать мясо, не жертвуя запасами для путешествий. В сотрудничестве с Моррисом Бенджаминсоном из колледжа Турро они смогли культивировать сегменты ткани золотой рыбки, а затем и клетки индейки. ^[28]

В 2003 году Орон Кэттс и Ионат Зурр из проекта «Культура тканей и искусство» Гарвардской медицинской школы представили в Нанте «стейк» шириной в несколько сантиметров, выращенный из стволовых клеток лягушки, который был приготовлен и съеден. Целью выставки было: начать разговор об этике культивированного мяса - было ли оно когда-либо живым? Было ли оно когда-либо убито? Является ли неуважением к животному выбросить его? ^[29]

В начале 2000-х годов американский студент общественного здравоохранения Джейсон Матени отправился в Индию и посетил птицефабрику. С точки зрения общественного здравоохранения он был потрясен последствиями, которые эта система имела для потребителей. По возвращении в Соединенные Штаты Матени объединился с тремя учеными, участвовавшими в работе НАСА по выращиванию мяса. Все четверо начали исследования коммерческих перспектив лабораторного мяса, и их результаты были позже опубликованы в 2005 году в Tissue Engineering в качестве первой части рецензируемой литературы по этому вопросу. В 2004 году Матени также основал некоммерческую организацию New Harvest, целью которой является поощрение развития в этой области путем финансирования государственных исследований. ^[30]

В 2008 году PETA предложила приз в размере 1 миллиона долларов США первой компании, которая к 2012 году доставит потребителям выращенное в лаборатории куриное мясо. ^[31] Участник должен был выполнить две задачи, прежде чем получить приз: «Произвести культивированный продукт из куриного мяса, который был неотличимы от настоящей курицы »и« Произвести продукт в достаточно больших количествах, чтобы его можно было продавать по крайней мере в 10 штатах ». Конкурс был продлен до 4 марта 2014 года. С 2008 года, когда впервые было объявлено о конкурсе, исследователи во всем мире значительно продвинулись в производстве культивированного мяса. Крайний срок в конечном итоге истек, а победителя не было, однако широкая огласка этой темы привлекла внимание ученых к выращиванию мяса. ^[32]

В 2008 году голландское правительство инвестировало 4 миллиона долларов в эксперименты по выращиванию мясных культур. ^[33] The In Vitro Meat Consortium, группа , образованная международными исследователями , заинтересованными в технологии, провела первую международную конференцию по производству культивированного мяса, устраиваемый исследовательским институтом продовольственной из Норвегии в апреле 2008 года, чтобы обсудить коммерческие возможности. ^[34] Журнал Time объявил производство мясных культур одной из 50 прорывных идей 2009 года. ^[35]

В ноябре 2009 года ученые из Нидерландов объявили, что им удалось вырастить мясо в лаборатории, используя клетки живой свиньи. ^[36]

Первое публичное испытание [ править ]

Первый культивированный котлет из говяжьего бургера был создан доктором Марком Постом из Маастрихтского университета в 2013 году. ^[37] Он был изготовлен из более чем 20 000 тонких нитей мышечной ткани. Его изготовление стоило доктору Посту более 300 000 долларов и потребовалось более 2 лет для производства. ^[38] С тех пор было подсчитано, что цена, вероятно, упадет до 10 долларов к 2021 году. ^[39]

Бургер был протестирован в прямом эфире в Лондоне 5 августа 2013 года. Он был приготовлен шеф-поваром Ричардом МакГеоуном из ресторана Couch's Great House, Полперро , Корнуолл, и попробован критиками Ханни Рютцлер , исследователем кулинарии из Future Food Studio, и Джошем Шонвальдом. Рютцлер заявил: «В нем действительно есть вкус, в подрумянине есть некоторый привкус. Я знаю, что в нем нет жира, поэтому я действительно не знал, насколько он будет сочным, но в нем есть довольно интенсивный вкус; он близок к мясу, он не такой сочный, но по консистенции идеальный. Для меня это мясо ... Это действительно то, что можно укусить, и я думаю, что внешний вид очень похож ".Рютцлер добавила, что даже в слепом испытании она приняла бы продукт за мясо, а не за копию сои.. ^[40]

Развитие отрасли [ править ]

В период с 2011 по 2017 год были запущены многие из первых стартапов по выращиванию культивированного мяса. Memphis Meats , стартап из Кремниевой долины, основанный кардиологом, в феврале 2016 года запустил видеоролик, демонстрирующий свою культивированную говяжью фрикадельку. ^{[42] [43] [44]} В марте 2017 года были продемонстрированы куриные тендеры и утка из апельсина, первые культивированные продукты из птицы, представленные широкой публике. ^{[45] [46] [47]} Мемфис-Митс позже стал предметом документального фильма «Мясо будущего» 2020 года.

В 2016 году израильская компания SuperMeat провела вирусную краудфандинговую кампанию за свою работу по выращиванию цыплят. ^{[48] [49] [50] [51] [52]}

Finless Foods, компания из Сан-Франциско, занимающаяся выращиванием рыбы, была основана в июне 2016 года. В марте 2017 года она приступила к лабораторным операциям и быстро прогрессировала. В июле 2017 года директор Майк Селден заявил, что ожидается появление на рынке культивированных рыбных продуктов в течение двух лет (до конца 2019 года). ^[53]

В марте 2018 года компания Eat Just (основанная в 2011 году как Hampton Creek в Сан-Франциско, позже известная как Just, Inc.) заявила, что сможет представить потребительский продукт из культивированного мяса к концу 2018 года. По словам генерального директора Джоша Тетрика, технология уже есть, и теперь остается лишь применить его. В JUST около 130 сотрудников и исследовательский отдел из 55 ученых, который занимается разработкой лабораторного мяса птицы, свинины и говядины. Они бы уже решили проблему кормления стволовых клеток только растительными ресурсами. JUST получает спонсорскую поддержку от китайского миллиардера Ли Ка-шина , Yahoo! соучредитель Джерри Янг и, по словам Тетрика, также из Heineken Internationalсреди других. ^[54]

Голландский стартап Meatable, в который входят Крижн де Нуд, Даан Луининг, Рууд Аут, Роджер Педерсон, Марк Коттер и Гордана Апик, сообщил в сентябре 2018 года, что ему удалось выращивать мясо с использованием плюрипотентных стволовых клеток из пуповины животных . Хотя с такими клетками, как сообщается, трудно работать, Meatable утверждал, что может управлять ими, используя свою запатентованную технику, чтобы стать мышечными или жировыми клетками по мере необходимости. Основным преимуществом этого метода является то, что этот метод не использует фетальную бычью сыворотку , а это означает, что ни одно животное не должно быть убито для производства мяса. ^{[56] В} том месяце было подсчитано, что в мире было около 30 стартапов по выращиванию мяса. Голландская палата представителейНа заседании комиссии 26 сентября 2018 г. в беседе с представителями трех университетов, трех стартапов и четырех групп общественных интересов обсуждалась важность и необходимость государственной поддержки исследований, разработки и внедрения культивированного мяса в общество. ^[41]

Integriculture - японская компания, работающая над созданием системы культивирования, которая позволила бы выращивать клетки без добавок сыворотки животного происхождения через свою систему CulNet. Компании, работающие над той же проблемой, включают британские компании Multus Media и Canadian Future Fields. ^[57]

В августе 2019 года пять стартапов объявили о создании Альянса за инновации в мясе, птицеводстве и морепродуктах (AMPS Innovation) - коалиции, стремящейся работать с государственными регулирующими органами для создания пути выхода на рынок культивированных мяса и морепродуктов. ^[58] В число учредителей входят Eat Just , Memphis Meats , Finless Foods, BlueNalu и Fork & Goode. ^[59]

В 2019 годе проект Foieture был запущен в Бельгии с целью развития культивируемой Фуагры (имя портманто «фуо» и «будущий») консорциумом 3 -х компаний (культивировать мясной запуск мира мяса, небольшой мяса - приправа компании Солина и небольшой Pâte -продуцирующих компании NAUTA) и 3 некоммерческих институтов (университетов KU Левен , пищевой промышленности инновационный центр Flanders продуктов питания, и Bio Base Europe Pilot Plant). ^[60] При содействии других, Peace of Meat заявила в декабре 2019 года, что стремится завершить доказательство концепции в 2020 году, произвести свой первый прототип в 2022 году и выйти на рынок в 2023 году. ^[60]В том же месяце проект Foieture получил исследовательский грант в размере почти 3,6 миллиона евро от Агентства инноваций и предпринимательства правительства Фландрии . ^[60] В мае 2020 года соучредитель компании Peace of Meat, родившаяся в Австрии, и научный исследователь Ева Зоммер заявила, что стартап смог производить 20 граммов культивированного жира по цене около 300 евро (15 000 евро / кг); цель заключалась в том, чтобы снизить цену до 6 евро за килограмм к 2030 году. ^{[61] Компания «} Кусок мяса» вскоре построит две лаборатории в порту Антверпена . ^[61]

В 2019 году ферма Aleph в сотрудничестве с решениями для 3D-биопечати выращивала мясо на Международной космической станции, расположенной на высоте 248 миль (399 км) над поверхностью земли. Это было сделано путем выдавливания мясных клеток на каркас с помощью 3D-принтера. ^[62]

В январе 2020 года Quartz заявила, что в мире существует «около 30 культурных стартапов», и что Memphis Meats, Just Inc. и Future Meat Technologies были наиболее продвинутыми, поскольку строили первые пилотные предприятия. ^[63] Согласно New Scientist в мае 2020 года, в мире было «около 60 стартапов, разрабатывающих и улучшающих процесс культивирования мяса». Некоторые из них сами не производили чистого мяса, но снабжали других новейшими технологическими инструментами или экспериментальной информацией. ^{[64] По} сообщениям, средства для выращивания по-прежнему стоят «сотни долларов за литр, но для масштабного производства чистого мяса эта стоимость должна снизиться примерно до 1 доллара за литр». ^[64]В июне 2020 года китайские правительственные чиновники призвали к разработке национальной стратегии, позволяющей Китаю идти в ногу с другими странами, добивающимися прогресса в выращивании мясных культур. ^[65]

Выход на рынок [ править ]

В Европейском Союзе , новые продукты , такие как культивируемых мясные продукты должны пройти испытательный период около 18 месяцев , в течение которого компания должна доказать в Европейский орган по безопасности пищевых продуктов (EFSA) , что их продукт является безопасным , прежде чем он может выйти на рынок. ^[66]

2 декабря 2020 года Продовольственное агентство Сингапура одобрило «куриные кусочки», производимые Eat Just, для коммерческой продажи. Это был первый случай, когда культивированный мясной продукт прошел проверку безопасности (на которую потребовалось 2 года) регулирующим органом в области пищевых продуктов и был широко расценен как веха для выхода на рынок отрасли после десятилетий исследований и разработок. Куриные кусочки планировалось запустить в небольших количествах в сингапурских ресторанах. Ожидается, что относительно скоро последуют другие продукты, компании и страны. ^[67]

Обзор стартапов [ править ]

Примечание: даты, выделенные курсивом, относятся к предполагаемым датам достижения результатов в будущем; они могут сдвигаться, особенно из-за задержек.

Имя	Основан	Площадь	Фокус	Недавние расходы	Прототип	Пилотный проект	Вход в магазин
Алеф Фермы	2017 [68]	Израиль	Говядина	Более 3000 долларов США / кг (претензия за ноябрь 2019 г.) [69]	Декабрь 2018 [68]	Запланировано на 2021 год (заявка на апрель 2020 года) [70]	2023 г. (претензия за ноябрь 2019 г.) [69]
Ants Innovate [ необходима ссылка ]	2020 г.	Сингапур	Свинина
Appleton Meats [ необходима ссылка ]	2016 г.	Канада	Говядина
Artemys Foods [ необходима ссылка ]	2019 г.	Соединенные Штаты	Мясо		Осень 2020 [71]
Avant Meats	2018 [72]	Гонконг	Рыбья пасть		Ноябрь 2019 [73]	2022 г. (претензия в августе 2020 г.) [72]
Бифтек [74]	2018 [75]	индюк	Культурные СМИ
BioBQ [ необходима ссылка ]	2018 г.	Соединенные Штаты	Строительные леса		2022 [76]
BlueNalu [ необходима ссылка ]	2018 г.	Соединенные Штаты	Морепродукты		Осень 2019 [77]
BioTech Foods	2017 [66]	Испания	Свинина [66]	100 евро / кг (претензия за июль 2019 г.) [78]			2021 г. (претензия за июль 2019 г.) [78]
Cell Ag Tech [ необходима ссылка ]	2018 г.	Канада	Мясо
Cell Farm Food Tech [ необходима ссылка ]	2018 г.	Аргентина	Мясо
Cubiq Foods [ необходима ссылка ]	2018 г.	Испания	Толстый		Сен 2019 [79]
Есть просто	2011 г.	Соединенные Штаты	Мясо	C. 50 евро / самородок (претензия в январе 2020 г.) [80]	Декабрь 2017 г. [81]	Строительство с середины 2019 г. (претензия в январе 2020 г.) [63]	Декабрь 2020 (рестораны) [67]
Бесплодные продукты	2016 [82]	Соединенные Штаты	Рыбы	7000 долларов за фунт (претензия в феврале 2018 г.) [83]	Сен 2017 [83]		[53]
Проект Foieture (6 компаний / некоммерческих организаций)	2019 г.	Бельгия	фуа-гра	15 000 евро / кг (претензия в мае 2020 г.) [61]	2020 г. (претензия за декабрь 2019 г.) [60]	2022 г. (претензия за декабрь 2019 г.) [60]	2023 г. (претензия за декабрь 2019 г.) [60]
Форк и Гуд [ необходима ссылка ]	2018 г.	Соединенные Штаты	Мясо
Future Fields [ необходима ссылка ]	2017 г.	Канада	Культурные СМИ
Будущие мясные технологии	2018 г.	Израиль	Мясо	10 долл. США за фунт (цель на февраль 2020 г. к 2022 г.) [84]	2019 г.	Строится с октября 2019 г. [63] [85]	2022 г. (претензия за октябрь 2019 г.) [86]
Gaia Foods [ необходима ссылка ]	2019 г.	Сингапур	красное мясо
Гурман [ необходима ссылка ]	2019 г.	Франция	Фуа-гра
Heuros [ необходима ссылка ]	2017 г.	Австралия	Корм для животных
Высшие стейки	2017 г.	объединенное Королевство	Свинина	«Тысяч» фунтов стерлингов / кг (претензия за июль 2020 г.) [87]	Июль 2020 [88]
IntegriCulture, Inc.	2015 г.	Япония	фуа-гра	20 000 иен / кг (претензия в июле 2019 г.) [89]	2021 [90]	2021 г. (претензия за июль 2020 г.)
Matrix Meats [ необходима ссылка ]	2019 г.	Соединенные Штаты	Строительные леса		2020 [91]
Мясной	2018 г.	Нидерланды	Свинина		2020 г. (претензия за январь 2020 г.) [92]	Запланировано на начало 2022 года (претензия в феврале 2020 года) [93]	2022 г. (претензия за январь 2020 г.) [92]
Memphis Meats	2015 г.	Соединенные Штаты	Домашняя птица	1700 долл. США / фунт (претензия в феврале 2018 г.) [94]	Фев 2016 [95]	Строится с января 2020 г. [63] [85]	Примерно в 2020 г. (претензия в феврале 2017 г.) [96]
Mirai Foods	2020 г.	Швейцария	Говядина	«Легковой автомобиль» / кг (заявка за июнь 2020 г.) [97]	Июнь 2020 [97]
Mosa Meat / Маастрихтский университет	2015 г.	Нидерланды	Говядина	60 евро / кг (цель на февраль 2017 г. к 2020 г.) [96] «В 88 раз дешевле» (претензия в июле 2020 г.) [98]	Август 2013 г. ( UM ) [40]	Устанавливается с мая 2020 г. [98]	2022 г. (претензия в феврале 2020 г.) [99]
Мотив FoodWorks	2019 [100]	Соединенные Штаты	Говядина		Конец 2020 г. (претензия в августе 2020 г.) [101]		4 квартал 2021 года (со вкусом говядины) (претензия на октябрь 2020 года) [102]
Multus Media [ необходима ссылка ]	2019 г.	объединенное Королевство	Культурные СМИ		Октябрь 2019 [103]
Мясо Нью Эйдж	2018 [104]	Соединенные Штаты	Свинина		Сен 2018 [105]	Строительство после июля 2020 г. [104]
Новое определение мяса	2018 [68]	Израиль	Говядина	35 долл. США / кг (претензия в сентябре 2019 г.) [68]	Сен 2019 [68]
SavorEat	2016 [68]	Израиль	Говядина				Середина 2021 года (рестораны) (заявка на май 2020 года) [68]
Шиок Мясо	2018 [106]	Сингапур	Креветка	3500 долл. США / кг (требование за октябрь 2020 г.) [107]	2019 [107]		2021 год (претензия за март 2020 года) [108] [106] [109]
SuperMeat	2015 [68]	Израиль	Домашняя птица		2018 [110]		К 2022 году (претензия на май 2020 года) [68]
VOW Foods	2019 [111]	Австралия	Кенгуру	1350 долларов США / кг (претензия в августе 2019 г.) [112]	Август 2019 [112]		2021 г. (рестораны) (претензия за октябрь 2019 г.) [113]
Дикая Земля [ необходима ссылка ]	2017 г.	Соединенные Штаты	Корм для животных
Wildtype [ необходима ссылка ]	2016 г.	Соединенные Штаты	Морепродукты

Помимо этих компаний, некоммерческие организации, такие как New Harvest , Институт хорошей еды и Общество клеточного сельского хозяйства, защищают, финансируют и исследуют культивируемое мясо. ^[114]

Как это работает [ править ]

Линии клеток [ править ]

Первым компонентом клеточного земледелия является получение клеточных линий, как правило, стволовых клеток. Стволовые клетки - это недифференцированные клетки, которые могут стать многими или всеми видами специализированных типов клеток. Тотипотентные стволовые клетки обладают способностью дифференцироваться во все типы клеток, встречающиеся в организме. Плюрипотентные стволовые клетки могут созревать во все различные типы клеток, за исключением клеток плаценты, а мультипотентные стволовые клетки могут дифференцироваться в несколько различных специализированных клеток в пределах ограниченной линии. Унипотентные стволовые клетки могут дифференцироваться только с одной конкретной клеточной судьбой. ^[115]

Хотя плюрипотентные стволовые клетки были бы идеальными для воссоздания различных видов тканей, содержащихся в мясе, наиболее ярким примером этой подкатегории являются эмбриональные стволовые клетки, использование которых в исследованиях вызывает споры по этическим причинам. В результате ученые разработали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) - по сути мультипотентные клетки крови и кожи, которые были перепрограммированы обратно в плюрипотентное состояние, что позволяет им дифференцироваться в гораздо больший диапазон специализированных клеток. ^[116] Альтернативой является использование мультипотентных взрослых стволовых клеток, которым суждено дать начало клонам мышечных клеток или унипотентным предшественникам, которые будут напрямую дифференцироваться в мышечные клетки. ^[115]

Благоприятные характеристики стволовых клеток включают бессмертие, высокую пролиферативную способность, отсутствие зависимости от адгезии, независимость от сыворотки и легкую дифференцировку в ткани. Однако естественное присутствие таких характеристик, вероятно, будет различаться в зависимости от вида и происхождения клеток. Таким образом, следующие шаги in vitroкультивирование должно быть скорректировано для точного удовлетворения потребностей конкретной клеточной линии. Что касается бессмертия, клетки, естественно, имеют предел, на котором они могут делиться, который диктуется их теломерным кэпом - цепочкой дополнительных нуклеотидных оснований, добавленных к концам их хромосом. С каждым делением крышка теломер постепенно укорачивается, пока она не перестает существовать, и в этом случае клетка перестает делиться. Вызывая плюрипотентность, теломерный колпачок может быть удлинен так, что клетка делится бесконечно. ^[116] Клетки насекомых, используемые в энтомокультуре, по своей природе не зависят от питательной среды на основе сыворотки, а также от адгезии и, следовательно, могут культивироваться более плотно в суспензионных культурах по сравнению с клетками млекопитающих. ^[117]

Клеточные линии могут быть получены из первичного источника: например, путем биопсии животного под местной анестезией. Они также могут быть получены из вторичных источников, например криоконсервированных культур (культур, которые были заморожены в результате предыдущих исследований). ^{[ необходима цитата ]}

Среда роста [ править ]

После создания клеточных линий их погружают в культуральную среду для размножения. Культуральные среды обычно составляются из базальных сред, которые обеспечивают клетки всеми необходимыми углеводами, жирами, белками и солями, необходимыми для роста. Как только клетка потребляет достаточное количество, она разделится, и популяция будет расти в геометрической прогрессии. Питательные среды также могут быть дополнены другими добавками, например сыворотками, которые обеспечивают дополнительные факторы роста. Факторами роста могут быть секретируемые белки или стероиды, которые имеют решающее значение для регулирования определенных клеточных процессов. ^[1] Обычно факторы роста добавляют в культуральную среду посредством интеграции фетальной бычьей сыворотки (FBS) или другой сыворотки животного происхождения или путем продукции рекомбинантного белка. ^{[ необходима цитата]}

Как только дифференциация начинает происходить, мышечные волокна начинают сокращаться и вырабатывать молочную кислоту. Способность клеток поглощать питательные вещества и размножаться частично зависит от pH окружающей среды. В связи с этим по мере накопления молочной кислоты в среде среда будет становиться все более кислой и падать ниже оптимального диапазона pH. В результате питательные среды необходимо часто удалять из системы и заменять. Это также полезно для обновления концентрации питательных веществ из базальной среды, поскольку они постоянно истощаются из-за увеличивающейся популяции клеток. ^[7]

Эшафот [ править ]

В случае структурированных мясных продуктов - продуктов, которые характеризуются не только типом присутствующих ячеек, но и их общей конфигурацией, - клетки должны быть засеяны на каркасы. Каркасы - это, по сути, формы, предназначенные для отражения и побуждения клеток к организации более крупной структуры. Когда клетки развиваются in vivo , на них влияет их взаимодействие с внеклеточным матриксом (ECM). ЕСМ представляет собой трехмерную сетку гликопротеинов, коллагена и ферментов, ответственных за передачу механических и биохимических сигналов клетке. Строительные леса должны имитировать характеристики ECM. ^[1]

Пористость . Поры - это крошечные отверстия на поверхности каркаса. Их можно создать на поверхности биоматериала, чтобы высвободить уже существующие клеточные компоненты, которые могут мешать развитию ткани. Они также помогают распространять газ и питательные вещества к самым внутренним слоям прилипших клеток, что предотвращает развитие «некротического центра» (возникающего, когда клетки, которые не находятся в прямом контакте с питательной средой, умирают из-за нехватки питательных веществ). ^[118]

Васкуляризация . Сосудистая ткань растений содержит органы, отвечающие за внутреннюю транспортировку жидкостей. Он формирует естественные топографии, что является недорогим способом стимулирования выравнивания клеток путем воспроизведения естественного физиологического состояния миобластов. Это также может помочь с газообменом и питательными веществами. ^[118]

Биохимические свойства . Биохимические свойства каркаса должны быть аналогичны свойствам ЕСМ. Он должен способствовать адгезии клеток за счет текстурных свойств или химического связывания. Кроме того, он должен производить химические сигналы, которые стимулируют дифференцировку клеток. В качестве альтернативы, материал должен смешиваться с другими веществами, обладающими такими функциональными качествами. ^[118]

Кристалличность . Степень кристалличности материала определяет такие качества, как жесткость. Высокая кристалличность может быть объяснена водородными связями, которые, в свою очередь, увеличивают термическую стабильность, прочность на разрыв (что важно для сохранения формы каркаса), удержание воды (важно для гидратации клеток) и модуль Юнга. ^[118]

Деградация . Некоторые материалы разлагаются на соединения, которые полезны для клеток, хотя, наоборот, это разложение может быть несущественным или вредным для клеток. Разложение позволит легко удалить каркас из готового продукта, так что это будет чисто животная ткань, тем самым увеличивая его сходство с мясом in vivo . Это разложение может быть вызвано воздействием определенных ферментов, которые не влияют на мышечную ткань. ^[118]

Съедобность . Если скаффолды невозможно удалить из тканей животного, они должны быть съедобными, чтобы гарантировать безопасность потребителя. Таким образом, было бы полезно, если бы они были сделаны из питательных ингредиентов. ^[118]

С 2010 года появился ряд академических исследовательских групп и компаний, чтобы выяснить, какое сырье обладает характеристиками, которые сделают его подходящим строением, а также как лучше всего превратить его в строительные леса. ^{[118] [119] [120] [121] [122] [123]}

Целлюлозаявляется наиболее распространенным полимером в природе и представляет собой экзоскелеты листьев растений. Из-за изобилия его можно получить по относительно невысокой цене. Он также универсален и биосовместим. Посредством процесса, называемого «децеллюляризация», на него наносят поверхностно-активное вещество SDS, которое создает поры. Эти поры затем высвобождают клеточные компоненты растения, и они становятся децеллюляризованной растительной тканью. Этот материал был тщательно изучен академическими исследователями из Pelling Group и Gaudette Group в Университете Оттавы и Вустерском политехническом институте, соответственно. Посредством сшивки (образования ковалентных связей между отдельными полимерными цепями для удержания их вместе) механические свойства растительной ткани могут быть изменены так, чтобы она больше напоминала ткань скелетных мышц.Это также можно сделать, смешав растительную ткань с другими материалами. С другой стороны, децеллюляризованная растительная ткань обычно лишена биохимических сигналов млекопитающих, поэтому для компенсации она должна быть покрыта другими функциональными белками. Однако не было показано, что рост C2C12 существенно изменяется между голым каркасом и таким же каркасом с покрытием из коллагеновых или желатиновых белков. Но эффективность посева (скорость, с которой клетки прикрепляются к каркасу) была улучшена. Преимуществом децеллюляризованной растительной ткани является естественный рельеф, обеспечиваемый сосудистой сетью в листьях. Это помогает воспроизвести естественное физиологическое состояние миобластов, что способствует выравниванию клеток. Другие способы сделать это обычно немного дороже, включая 3D-печать, мягкую литографию и фотолитографию.Васкуляризация также может помочь преодолеть предел диффузии культуральной среды в клетки в 100–200 нм, который обычно вызывает некротические центры в мышечных конгломератах. Другой способ сделать это - создать пористый каркас, поддерживающий ангиогенез (развитие новых кровеносных сосудов). Хотя было показано, что это работает с яблочным гипантиумом, не все растения настолько пористы. Альтернативой растительной целлюлозе является бактериальная целлюлоза, которая, как правило, более чистая, чем растительная целлюлоза, поскольку не содержит таких примесей, как лигнин и гемицеллюлоза. Бактериальная целлюлоза имеет больше водородных связей между полимерными нитями и, таким образом, имеет большую кристалличность. Он также имеет более мелкие микрофибриллы, которые позволяют удерживать больше влаги и имеют меньшие поры.Само вещество может быть произведено с использованием отработанных углеводов (что может свидетельствовать о том, что это может быть получено с меньшими затратами), и оно вызывает сочность и жевательность эмульгированного мяса (что означает, что даже если его нельзя извлечь из конечного продукта, это будет способствовать текстурному профилю).^{[118] [119]}

Хитинявляется вторым по распространенности полимером в природе и содержится в экзоскелете ракообразных и грибов. Поскольку клеточное сельское хозяйство не зависит от животных, хитин, полученный из грибов, представляет больший интерес. Его в основном изучала вышеупомянутая группа Пеллинга. Хитозан получают из хитина в процессе, известном как щелочное деацетилирование (замещение определенных аминокислотных групп). Степень этого процесса определяет физико-химические свойства хитозана. Хитозан обладает антибактериальными свойствами, в частности, он оказывает бактерицидное действие на планктонные бактерии и биопленки, а также статическое действие бактерий на грамотрицательные бактерии, такие как кишечная палочка. Это важно, поскольку он нейтрализует соединения, которые потенциально опасны для употребления людьми в пищу без использования антибиотиков, от которых многие потребители предпочитают держаться подальше.Сходство хитозана с гликозаминогликанами и внутренние взаимодействия между гликопротеинами и протеогликанами делают его высоко биосовместимым. Его также можно легко смешивать с другими полимерами, чтобы выбрать более биологически активные факторы. Одним из потенциальных недостатков хитозана является то, что он разлагается в присутствии лизоцимов (естественных ферментов). Но этому можно противостоять, используя процесс деацетилирования. Это не совсем отрицательный момент, поскольку побочные продукты разложения обладают противовоспалительными и антибактериальными свойствами. Просто важно соответствовать уровню, на котором клетки полагаются на матрицу для структуры с деградацией.Его также можно легко смешивать с другими полимерами, чтобы выбрать более биологически активные факторы. Одним из потенциальных недостатков хитозана является то, что он разлагается в присутствии лизоцимов (естественных ферментов). Но этому можно противостоять, используя процесс деацетилирования. Это не совсем отрицательный момент, поскольку побочные продукты разложения обладают противовоспалительными и антибактериальными свойствами. Просто важно соответствовать уровню, на котором клетки полагаются на матрицу для структуры с деградацией.Его также можно легко смешивать с другими полимерами, чтобы выбрать более биологически активные факторы. Одним из потенциальных недостатков хитозана является то, что он разлагается в присутствии лизоцимов (естественных ферментов). Но этому можно противостоять, используя процесс деацетилирования. Это не совсем отрицательный момент, поскольку побочные продукты разложения обладают противовоспалительными и антибактериальными свойствами. Просто важно соответствовать уровню, на котором клетки полагаются на матрицу для структуры с деградацией.поскольку побочные продукты разложения обладают противовоспалительными и антибактериальными свойствами. Просто важно соответствовать уровню, на котором клетки полагаются на матрицу для структуры с деградацией.поскольку побочные продукты разложения обладают противовоспалительными и антибактериальными свойствами. Просто важно соответствовать уровню, на котором клетки полагаются на матрицу для структуры с деградацией.^[118]

Коллагенпредставляет собой семейство белков, составляющих первичную структуру соединительной ткани. Обычно его получают из крупного рогатого скота, свиней и мышей. Поскольку все они являются источниками животного происхождения, клеточное сельское хозяйство преодолевает это за счет использования трансгенных организмов, которые способны продуцировать аминокислотные повторы, из которых состоит коллаген. Коллаген естественным образом существует как коллаген типа I и производится в виде пористых гидрогелей, композитов и субстратов с топографическими признаками и биохимическими свойствами. Синтетические виды коллагена также производятся путем производства рекомбинантных белков - коллагена типа II и III, тропоэластина и фибронектина. Одна из основных проблем с этими белками заключается в том, что они не могут быть изменены после трансляции. Однако альтернативный фибриллярный белок был выделен у микробов, у которых отсутствует коллаген.s биохимических сигналов, но имеет такого рода настраиваемость генов. Большое внимание при производстве рекомбинантного коллагена уделяется оптимизации урожайности - как его можно производить наиболее эффективно. Растения, в частности табак, выглядят как наиболее многообещающий вариант, однако бактерии и дрожжи также являются жизнеспособной альтернативой.^[118]

Текстурированный соевый белок - это продукт из соевой муки, который часто используется в мясе растительного происхождения, который, как было доказано Levenberg Group в Израильском технологическом институте, поддерживает рост бычьих клеток. Его губчатая текстура способствует эффективному засеиванию клеток, а его пористость способствует переносу кислорода. Кроме того, он распадается во время дифференцировки клеток на соединения, полезные для определенных клеток. ^[120]

Мицелий - это корни грибов. Компания Altast Foods Co. использует твердофазную ферментацию для выращивания грибной ткани на каркасах мицелия. Затем они собирают эту ткань и используют ее для создания аналогов бекона. ^[121]

Наноматериалы - это материалы, которые проявляют уникальные свойства в наномасштабе. Biomimetic Solutions - лондонские строительные леса, которые в настоящее время задействованы в инкубаторе SoSV, - использует наноматериалы для создания каркасов. ^[120]

Компания Cass Materials в Перте, Австралия, использует диетическое волокно под названием Nata de Coco (полученное из кокосовых орехов) для создания губок из наноцеллюлозы для своего каркаса BNC. Nata de Coco является биосовместимым, имеет высокую пористость, способствует адгезии клеток и поддается биологическому разложению. ^[122]

Иммерсионное струйное прядение - это метод создания каркасов путем формования полимеров в волокна, первоначально разработанный Parker Group в Гарвардском университете. Платформа iRJS использует центробежную силу для выдавливания раствора полимера через отверстие во вращающемся резервуаре. Во время экструзии раствор образует струю, которая удлиняется и выравнивается по мере прохождения через воздушный зазор. Струя направляется в осаждающую ванну с регулируемым завихрением, которая химически сшивает или осаждает полимерные нановолокна. Регулируя такие параметры, как воздушный зазор, вращение и раствор, мы можем изменить диаметр получаемых волокон. С помощью этого метода можно создавать каркасы из листов PPTA, нейлона, ДНК и нановолокон. Нановолоконный каркас, сделанный таким образом из альгината и желатина, был способен поддерживать рост клеток C2C12.Миобласты гладких мышц аорты кролика и крупного рогатого скота также были способны прикрепляться к желатиновым волокнам. Они образовывали агрегаты на более коротких волокнах и выравнивали ткань на более длинных.^[123]

Компания Matrix Meats использует электроспиннинг - процесс, в котором электрическая сила превращает заряженные полимеры в волокна для каркасов. Было показано, что их каркасы обеспечивают мраморность мяса, совместимы с несколькими клеточными линиями и масштабируются. ^[124]

Аддитивное производство [ править ]

Другой предлагаемый способ структурирования мышечной ткани - аддитивное производство . Такая техника уже усовершенствована для промышленного применения в производстве предметов из пластика, нейлона, металла, стекла и других синтетических материалов. Наиболее распространенный вариант процесса заключается в постепенном нанесении нити слоями на слой до тех пор, пока не будет создан весь объект. Этот метод, скорее всего, лучше всего подходит для применения культивированного мяса, в отличие от других типов, таких как струйная обработка связующего вещества, струйная обработка материала или стереолитография, для которых требуется определенный вид смолы или порошка. ^{[ необходима цитата ]}

В этом случае из нити мышечных клеток может быть напечатана структура, напоминающая готовый мясной продукт, который затем может быть подвергнут дальнейшей обработке для созревания клеток. Этот метод был продемонстрирован в сотрудничестве между решениями для 3D-биопечати и Aleph Farms, которые успешно использовали аддитивное производство для структурирования клеток индейки на Международной космической станции. ^[125]

Биореакторы [ править ]

Каркасы помещаются внутри биореакторов, так что может происходить рост и специализация клеток. Биореакторы - это большие машины, похожие на резервуары для пивоварен, которые подвергают клетки воздействию большого количества факторов окружающей среды, которые необходимы для ускорения пролиферации или дифференциации. Температура биореактора должна соответствовать условиям in vivo . В случае клеток млекопитающих для этого требуется нагрев до 37 градусов Цельсия. В качестве альтернативы клетки насекомых можно выращивать при комнатной температуре. В большинстве биореакторов поддерживается содержание углекислого газа 5%. ^{[1] [117]}

Клетки можно культивировать в системах непрерывного или периодического действия. Первый предполагает инокуляцию и сбор клеток в постоянном процессе, так что в биореакторе всегда есть клетки. Системы периодического действия с подпиткой означают инокуляцию клеток, их культивирование и сбор в один определенный период. ^[1]

Биореакторы с перемешивающим резервуаром представляют собой наиболее широко используемую конфигурацию, в которой крыльчатка увеличивает поток, тем самым гомогенизируя культуральную среду, а диффузор облегчает обмен кислорода в среде. Эта система обычно используется для суспендированных культур, но также может использоваться для клеток, которые требуют прикрепления к другой поверхности, если также включены микроносители. Биореакторы с неподвижным слоем обычно используются для прилипающих культур. Они представляют собой полоски волокон, которые упакованы вместе, образуя слой, к которому могут прикрепляться клетки. Аэрированная питательная среда циркулирует через слой. В эрлифтных биореакторах культуральная среда аэрируется до газообразной формы с помощью пузырьков воздуха, которые затем рассеиваются и распределяются среди клеток. Перфузионные биореакторы - распространенные конфигурации для непрерывного культивирования.Они непрерывно сливают среду, насыщенную молочной кислотой, которая лишена питательных веществ, и заполняют ее восстановленной средой.^[126]

Ферментация [ править ]

Вышеуказанные элементы относятся к выращиванию мышечной ткани животных. Однако клеточное земледелие также распространяется на «бесклеточное земледелие», которое включает производство продуктов животного происхождения, синтезированных из неживого материала. К таким продуктам относятся молоко, мед, яйца, сыр, желатин, которые состоят из различных белков, а не из клеток. В таких случаях эти белки должны ферментироваться так же, как при производстве рекомбинантных белков, при производстве спирта и производстве многих растительных продуктов, таких как тофу, темпе и квашеная капуста. ^[127]

Во-первых, поскольку белки кодируются определенными генами, гены, кодирующие интересующий белок, синтезируются в плазмиду - замкнутую петлю двойной спирали генетической информации. Эта плазмида, называемая рекомбинантной ДНК, затем вставляется в бактериальный образец с помощью генетической трансформации. Чтобы это произошло, бактерии должны быть компетентными (т.е. способными поглощать чужеродную внеклеточную ДНК) и способными переносить гены по горизонтали (т.е. интегрировать чужеродные гены в свою собственную ДНК). Горизонтальный перенос генов для эукариотических организмов является значительно более сложной задачей, чем для прокариотических организмов, потому что у эукариотических организмов есть как клеточная, так и ядерная мембраны, через которые плазмида должна проникать, тогда как прокариотические организмы имеют только клеточную мембрану. По этой причине часто отдают предпочтение прокариотическим бактериям.Чтобы сделать такие бактерии временно компетентными, их можно подвергнуть воздействию соли, такой как хлорид кальция, которая нейтрализует отрицательные заряды на фосфатных головках клеточной мембраны, а также отрицательные заряды на плазмиде, чтобы предотвратить их отталкивание. Затем бактерии могут инкубироваться в теплой воде, открывая большие поры на поверхности клетки, через которые может проникнуть плазмида.^[128]

Затем бактерии ферментируются на сахаре, который стимулирует их рост и размножение, и в процессе они будут экспрессировать свою ДНК, а также перенесенную плазмиду, в результате чего образуется белок. ^[129]

Наконец, раствор очищают, чтобы отделить остаточный белок. Это может быть сделано путем введения антитела против интересующего белка, которое убивает клетки бактерий, не содержащие этот белок. Посредством центрифугирования раствор можно вращать вокруг оси с силой, достаточной для отделения твердых частиц от жидкостей, или его можно пропитать хорошо забуференным ионным раствором, который использует осмос для выщелачивания воды из бактерий и их уничтожения. ^[130]

Проблемы [ править ]

Факторы роста [ править ]

Питательные среды являются важным компонентом культивирования in vitro . Он отвечает за обеспечение макромолекул, питательных веществ и факторов роста, необходимых для пролиферации клеток. Источники факторов роста - один из самых сложных аспектов клеточного земледелия. Традиционно он включает использование фетальной бычьей сыворотки (FBS), которая представляет собой продукт крови, полученный из фетальных молочных коров. Помимо аргумента о том, что его производство неэтично, это также противоречит первоначальной цели клеточного земледелия - быть независимым от использования животных. Это также самый дорогой компонент выращенного мяса, его цена составляет около 1000 долларов за литр. Кроме того, его химический состав сильно различается в зависимости от животного, поэтому его нельзя однозначно количественно определить химически. ^[131]Причина использования фетальной бычьей сыворотки заключается в том, что она удобно имитирует процесс развития мышц in vivo . Факторы роста, необходимые для развития тканей, в основном поступают через кровоток животного, и нет другой известной жидкости, которая могла бы в одиночку доставить все эти компоненты. ^[1]

В настоящее время альтернативой является создание каждого из этих факторов роста индивидуально с использованием продукции рекомбинантного белка. В этом процессе гены, кодирующие конкретный фактор, интегрируются в бактерии, которые затем ферментируются, чтобы выразить изобилие молекулы. Однако из-за дополнительной сложности этого процесса он особенно дорог. ^[1]

Идеальная питательная среда была бы доступной для количественного определения химического состава, чтобы обеспечить простоту производства, дешевизну и независимость от животных. ^[27] Такие питательные среды, скорее всего, будут получены из растений, и хотя это может снизить вероятность передачи инфекционных агентов, существует также вероятность того, что они могут вызвать аллергические реакции у некоторых потребителей. ^[132] Такие культуральные сыворотки могут также потребовать модификаций, специфичных для клеточной линии, к которой они применяются. В развитие эффективной культуры растений в настоящее время инвестируют множество компаний, в том числе Future Fields, Multus Media и Biftek. ^{[133] [134] [135]}

Площадь [ править ]

Общей проблемой для биореакторов и каркасов является разработка конфигурации системы, которая позволяет всем клеткам получать доступ к культуральной среде, одновременно оптимизируя пространственные требования. В фазе пролиферации клеток перед введением каркаса многие типы клеток должны быть прикреплены к поверхности, чтобы поддерживать рост. Таким образом, клетки должны расти в конфлюэнтных монослоях толщиной всего в одну клетку, что требует большой площади поверхности. Это создает большие проблемы с практичностью. По существу, системы могут включать микроносители - маленькие сферические шарики из стекла или другого совместимого материала, которые суспендированы в культуральной среде. Клетки прикрепляются к этим микроносителям, как к сторонам биореактора, что увеличивает доступную площадь поверхности. ^[136]

В фазе клеточной дифференцировки клетки могут быть засеяны на каркас и поэтому не требуют использования микроносителей. Однако в этих случаях плотность клеток на каркасе означает, что не все клетки имеют интерфейс с культуральной средой, что приводит к гибели клеток и некротическим центрам внутри мяса. Когда мышцы культивируются in vivo , эту проблему можно обойти, поскольку ЕСМ доставляет питательные вещества в мышцы через кровеносные сосуды. Таким образом, многие появляющиеся строительные леса стремятся воспроизвести такие сети. ^[136]

Точно так же каркасы должны имитировать многие другие характеристики ЕСМ, в первую очередь пористость, кристалличность, разложение, биосовместимость и функциональность. Было выявлено несколько материалов, которые имитируют все эти характеристики, что дает возможность смешивать различные материалы с дополнительными свойствами. ^[118]

Поддержка исследований [ править ]

Поскольку клеточное сельское хозяйство широко не считается развитой областью, исследования не имеют значительной основы для академического интереса или потоков финансирования. ^[8] Следовательно, большинство исследований в космосе проводились и финансировались независимыми учреждениями. Однако ситуация постепенно меняется, поскольку некоммерческие организации вызывают поддержку и интерес к этой области. Примечательно, что New Harvest имеет программу стипендий для поддержки исследований конкретных аспирантов и групп в различных академических учреждениях. ^[137]

Принятие потребителями [ править ]

В ближайшие годы культивированное мясо, вероятно, станет достоянием общественности в глобальном масштабе, поэтому признание продукта потребителями станет серьезной проблемой. ^{[138] Проводятся} исследования, чтобы определить, как потребители примут культивированное мясо на рынке. Исследование, посвященное принятию культивированного мяса в Китае, Индии и США, «обнаружило высокий уровень принятия чистого мяса в трех самых густонаселенных странах мира». ^[139]

Выявлено несколько потенциальных факторов приемлемости культивированного мяса потребителями. Полезность, безопасность, питательные свойства, экологичность, вкус и более низкая цена - все это потенциальные факторы. ^[140] Одно исследование показало, что использование высокотехнологичного языка для объяснения культивированного мяса привело к значительно более негативному отношению общественности к этой концепции. ^[141] Точно так же предполагается, что описание культивированного мяса таким образом, чтобы акцентировать внимание на конечном продукте, а не на методе производства, было эффективным способом улучшения восприятия. ^[142]Сообщается, что низкий процент пожилого взрослого населения принимает культивированное мясо. Экологичное пищевое поведение, образовательный статус и пищевой бизнес были названы наиболее важными факторами для этой группы населения. ^[143]

Использование стандартизированных описаний улучшило бы будущие исследования относительно приемлемости культивированного мяса потребителями. Текущие исследования часто сообщают о резко различающихся показателях принятия продукта, несмотря на опросы схожих групп населения. Более сопоставимые исследования считаются будущей целью исследований приемлемости культивированного мяса потребителями. ^[144]

В настоящее время неизвестно, как культивированное мясо будет поступать на мировые рынки. Большое количество исследований пытается определить текущие уровни принятия потребителями и определить методы повышения этой ценности. В настоящее время нет четких ответов на этот вопрос, хотя недавнее исследование показало, что потребители готовы платить больше за культивированное мясо. ^{[145] [146] [141] [143] [140] [142] [147]}

Правила [ править ]

Как только культивирование мяса станет более рентабельным, необходимо решить, кто будет регулировать безопасность и стандартизацию этих продуктов. Прежде чем они появятся в продаже, Европейскому Союзу и Канаде потребуются утвержденные заявки на новые пищевые продукты. Кроме того, Европейский Союз требует, чтобы продукты и продукция животноводства доказывали безопасность на основании утвержденного заявления компании, которое вступило в силу с 1 января 2018 года. ^[148]

В Соединенных Штатах FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) и USDA (Министерство сельского хозяйства США) договорились совместно регулировать культивирование мяса. Согласно соглашению, FDA наблюдает за сбором клеток, банками клеток, а также ростом и дифференцировкой клеток, в то время как USDA наблюдает за производством и маркировкой пищевых продуктов, полученных из этих клеток. ^[149]

Отличия от обычного мяса [ править ]

Здоровье [ править ]

Крупномасштабное производство культивированного мяса может потребовать, а может и не потребовать добавления в культуру искусственного гормона роста для производства мяса. ^{[150] [151]}

Исследователи предположили, что жирные кислоты омега-3 можно добавлять в культивированное мясо в качестве бонуса для здоровья. ^[33] Таким же образом можно увеличить содержание омега-3 жирных кислот в обычном мясе, изменив то, что кормят животных. ^[152] В одном из выпусков журнала Time было высказано предположение, что процесс культивирования клеток может также снизить воздействие на мясо бактерий и болезней. ^[34]

Из-за строго контролируемой и предсказуемой окружающей среды производство культивированного мяса сравнивают с вертикальным земледелием , и некоторые из его сторонников предсказывают, что оно будет иметь аналогичные преимущества с точки зрения снижения воздействия опасных химикатов, таких как пестициды и фунгициды, серьезных травм и диких животных. . ^[153]

Обеспокоенность в отношении развития устойчивости к антибиотикам из-за использования антибиотиков в животноводстве и мяса, полученного из домашнего скота, которое является основным источником вспышек заболеваний (включая птичий грипп, сибирская язва, свиной грипп и листериоз), а также длительного потребления переработанного мяса Связь с повышенным сердечно-сосудистым заболеванием, раком желудочно-кишечного тракта и диабетом 2 типа в настоящее время отравляет мясо домашнего скота. Что касается выращиваемого мяса, строгий контроль окружающей среды и мониторинг тканей могут предотвратить заражение мясных культур с самого начала, и любая потенциальная инфекция может быть обнаружена до отправки потребителям. ^[154]

В дополнение к профилактике и отсутствию заболеваний и отсутствию использования антибиотиков, культивирование мяса также может использовать многочисленные достижения биотехнологии, включая повышенное обогащение питательными веществами, индивидуально настроенные клеточные и молекулярные составы и оптимальные пищевые профили, что делает его намного более здоровым, чем мясо домашнего скота. ^[154]

Искусственность [ править ]

Хотя выращенное мясо - это настоящее мясо, состоящее из настоящих мышечных клеток животных, жира и поддерживающих клеток, а также кровеносных сосудов ^[155] , которые аналогичны традиционному мясу, некоторые потребители могут счесть высокотехнологичный производственный процесс отталкивающим. Квашеное мясо было описано как фальшивое или «Франкенмеат». Чистое мясо можно производить без искусственных гормонов, антибиотиков, стероидов, лекарств и ГМО, которые обычно используются в мясе и морепродуктах, выращиваемых на промышленных предприятиях. ^[156]

Если культивированный мясной продукт отличается по внешнему виду , вкусу , запаху , текстуре или другим факторам, он не может быть коммерчески конкурентоспособным с мясом, произведенным традиционным способом. Отсутствие костной ткани и сердечно-сосудистой системы может быть недостатком для блюд, в которых эти части вносят заметный кулинарный вклад. Однако недостаток костей и / или крови может сделать многие традиционные мясные продукты, такие как крылья буйвола , более вкусными для маленьких детей. Кроме того, в будущем потенциально могут быть произведены культивированные кровь и кости.^{[157] [158] [159]}

Окружающая среда [ править ]

Исторически сложилось так, что Организация Объединенных Наций высказывала озабоченность по поводу неумолимого производства традиционной мясной продукции для растущего населения мира. Животноводство для производства продуктов питания было одной из основных причин загрязнения воздуха / воды и глобального потепления. ^[160] Есть серьезные сомнения в том, что традиционная промышленность сможет справиться с быстро растущим спросом на мясо, что подтолкнет многих предпринимателей и исследователей к развитию культивированного мяса в качестве альтернативы. ^[161] Культурное мясо выглядит как экологически безопасная альтернатива традиционному производству мяса. ^[162]

Исследования показали, что воздействие культивированного мяса на окружающую среду будет значительно ниже, чем у говядины, забитой обычным способом. ^[163] На каждый гектар, который используется для вертикального земледелия и / или производства мясных культур, от 10 до 20 гектаров земли могут быть преобразованы из традиционного сельскохозяйственного использования обратно в его естественное состояние. ^[164] Вертикальные фермы (в дополнение к предприятиям по выращиванию мяса) могут использовать метановые ферменты для выработки небольшой части собственных потребностей в электроэнергии. На месте могут быть построены варочные котлы для метана для преобразования органических отходов, образующихся на объекте, в биогаз.который обычно на 65% состоит из метана вместе с другими газами. Затем этот биогаз можно было бы сжигать для выработки электроэнергии для теплицы или ряда биореакторов. ^[165]

Исследование, проведенное учеными из Оксфорда и Амстердамского университета, показало, что культивированное мясо «потенциально ... намного более эффективно и экологически безопасно», генерируя только 4% выбросов парниковых газов, что снижает энергетические потребности производства мяса до 45%. , и требуя только 2% земли, которую использует мировая мясная / животноводческая промышленность. ^{[166] [167]} патентообладателем Виллем ван Eelen, ^[168] журналист Брендан I. Кернер , ^[169] и Ханна Туомисто, аспирант из Оксфордского университета все считают , что имеет меньше влияния на окружающую среду. ^[170]В анализе жизненного цикла Tuomisto, проведенном в Университете Хельсинки, ожидается, что для производства 1000 кг мяса традиционным способом потребуется «26–33 ГДж энергии, 367–521 м3 воды, 190–230 м² земли и выбросы 1900–2240 кг CO2-экв. Выбросы парниковых газов ». С другой стороны, производство того же количества мяса in vitro дает «на 7–45% меньшее потребление энергии… на 78–96% более низкие выбросы парниковых газов, на 99% меньшее использование земли и на 82–96% меньшее использование воды». ^[171]

Одним из скептиков является Маргарет Меллон из Союза обеспокоенных ученых , которая полагает, что потребности в энергии и ископаемом топливе при крупномасштабном выращивании мясных культур могут быть более разрушительными для окружающей среды, чем производство продуктов питания на суше. ^[31] Однако С.Л. Дэвис высказал предположение, что как вертикальное земледелие в городских районах, так и деятельность предприятий по выращиванию мяса могут причинить относительно небольшой вред видам диких животных, обитающим вокруг объектов. ^[172] Диксон Деспоммье предположил, что природные ресурсы можно уберечь от истощения из-за вертикального земледелия и выращивания мяса, что делает их идеальными технологиями для перенаселенного мира. ^[173]Одно исследование показало, что традиционное земледелие ежегодно убивает десять диких животных с гектара. ^[172]

Роль генетической модификации [ править ]

Методы генной инженерии , такие как вставка, делеция, подавление, активация или мутация гена, не требуются для производства культивированного мяса. Производство культивированного мяса позволяет биологическим процессам, которые обычно происходят внутри животного, протекать без него. Поскольку культивированное мясо выращивается в контролируемой искусственной среде, некоторые отмечают, что культивированное мясо больше напоминает гидропонные овощи, а не ГМО-овощи. ^[174]

В настоящее время проводятся дополнительные исследования культивированного мяса, и, хотя производство культивированного мяса не требует методов генной инженерии, исследователи обсуждают использование таких методов для улучшения качества и устойчивости выращенного мяса. Обогащение культивированного мяса питательными веществами, такими как полезные жирные кислоты, - это одно из улучшений, которому можно способствовать с помощью генетической модификации. Такое же улучшение может быть достигнуто без генетической модификации, путем изменения условий культуральной среды. ^[175] Генетическая модификация также может играть роль в пролиферации мышечных клеток. Введение миогенных регуляторных факторов, факторов роста или других генных продуктов в мышечные клетки может увеличить производство по сравнению с обычным мясом. ^[175]

Чтобы избежать использования любых продуктов животного происхождения, было предложено использование фотосинтетических водорослей и цианобактерий для производства основных ингредиентов питательных сред, в отличие от очень часто используемых фетальной бычьей или лошадиной сыворотки. ^[176] Некоторые исследователи предполагают, что способность водорослей и цианобактерий производить ингредиенты для питательных сред можно улучшить с помощью определенных технологий, скорее всего, не исключая генной инженерии. ^[177]

Этичный [ править ]

Австралийский специалист по биоэтике Джулиан Савулеску сказал: «Искусственное мясо прекращает жестокость по отношению к животным, лучше для окружающей среды, может быть более безопасным, более эффективным и даже более полезным для здоровья. У нас есть моральное обязательство поддерживать такого рода исследования. Это поднимает этические вопросы. . " ^[178] Группы защиты животных обычно выступают за производство культивированного мяса, потому что оно не имеет нервной системы и, следовательно, не может чувствовать боль. ^{[31] [179] [180]} Реакция вегетарианцев на культивирование мяса различается: ^[181] некоторые считают, что культивированное мясо, представленное публике в августе 2013 года, не было вегетарианским, поскольку в питательной среде использовалась эмбриональная телячья сыворотка. ^[182]Однако с тех пор выращенное в лаборатории мясо выращивают в среде, не содержащей бычью сыворотку. ^[183] Американский философ Карло Альваро утверждает, что вопрос о морали употребления мяса in vitro обсуждался только с точки зрения удобства. Альваро предлагает подход, ориентированный на добродетель, который может выявить аспекты проблемы, которые еще не исследованы, например, предположение о том, что упорство в желании производить выращенное в лаборатории мясо проистекает из недобродетельных мотивов, то есть «отсутствия воздержания и непонимания роли пища в человеческом процветании ". ^[184]

Некоторые правительства могут проводить независимые расследования для установления определенных стандартов для выращиваемого мяса. ^[185] Законы и постановления о надлежащем производстве культивированных мясных продуктов должны быть модернизированы, чтобы адаптироваться к этому новому пищевому продукту. ^[185] Некоторые общества могут принять решение заблокировать производство культивированного мяса для «блага людей», что делает его законность в некоторых странах под вопросом. ^[185]

Для выращивания мяса необходимы технически сложные методы производства, что затрудняет самодостаточное производство продуктов питания для сообществ и потенциально увеличивает зависимость от глобальных продовольственных корпораций. ^[186]

Религиозные соображения [ править ]

Еврейские раввинские власти не согласны с тем, является ли выращенное мясо кошерным (пища, которую можно употреблять в соответствии с еврейскими законами о питании). Однако многие раввины согласны с тем, что если исходные клетки были взяты у забитого кошерного животного, то выращенное мясо будет кошерным. ^{[ необходима цитата ]} Некоторые даже думают, что это было бы кошерно, даже если бы оно происходило от некошерных животных, таких как свиньи, а также от живых животных, однако некоторые не согласны. ^[11]

С развитием культивированного мяса как потенциально крупномасштабного продукта в ближайшие годы обеспокоенность исламской веры относительно его жизнеспособности становится все более важной. ^[187] Исламский институт округа Ориндж в Калифорнии отреагировал на потребление мусульманами мяса, выращенного на эмбриональных стволовых клетках, сказав: «Похоже, нет никаких возражений против употребления этого вида мяса». ^[188] Кроме того, цитируется Абдул Кахир Камар из Международной исламской академии фикха, который сказал, что культивированное мясо «не будет считаться мясом живых животных, а будет культивированным мясом». Он продолжает определять, что за исключением клеток, полученных от свиней, собак и других харамов,животных, мясо будет считаться вегетативным и «похожим на йогурт и ферментированные соленья». ^[188]

Дебаты в Индии по поводу того, что индуисты потребляют культивированное мясо, в основном не включают стейки и гамбургеры. Чандра Кошик, президент Hindu Mahasabha, сообщает, что он «не допустит, чтобы им продавали на рынке в любой форме или использовали в коммерческих целях». ^[188]

Экономический [ править ]

В настоящее время, по оценкам, выращенное мясо значительно дороже обычного мяса - например, первый культивированный бургер в 2013 году стоил более 330 000 долларов США. В марте 2015 года в интервью австралийской ABC Марк Пост сказал, что предельная стоимость оригинального бургера его команды за 250 000 евро теперь составляет 8 евро. По его оценкам, технологические достижения позволят продукту быть конкурентоспособным по стоимости по сравнению с говядиной из традиционных источников примерно через десять лет. ^[189] В 2016 году стоимость производства говядины для пищевой компании Memphis Meats составляла 18 000 долларов за фунт (40 000 долларов за кг). ^[190] По состоянию на июнь 2017 г. ^{[Обновить]}, Memphis Meats снизила стоимость производства до уровня ниже 2400 долларов за фунт (5280 долларов за кг), ^[191]в феврале 2018 года до 1700 долларов за фунт и даже дальше. ^[94]

Тем не менее, основным драйвером затрат на культивирование мяса является культуральная среда из-за включения вышеупомянутого FBS и других сывороток животных или зависимости от альтернативного производства белка. Эта проблема усугубляется из-за необходимого количества питательных сред. Существует ряд организаций, работающих над снижением стоимости питательных сред, либо путем увеличения производства рекомбинантного белка, чтобы сделать его более эффективным, либо путем поиска более экономичных альтернатив и конфигураций текущим ингредиентам.

Продолжение разработки [ править ]

Образование [ править ]

С тех пор, как доктор Пост успешно произвел первый бургер с культивированным мясом в 2013 году, было основано множество стартапов и организаций, занимающихся разработкой или продвижением культивированного мяса. В 2015 году в Маастрихтском университете прошла первая Международная конференция по выращиванию мясных культур. ^[192] New Harvest ^[193] - научно-исследовательский институт 501 (c) (3), а также Институт хорошей еды ^[194]проводить ежегодные конференции, на которые собираются лидеры отрасли, ученые, инвесторы и потенциальные сотрудники из параллельных отраслей. Обе организации также финансируют общественные исследования и производят образовательный контент. Такие организации, как Общество клеточного земледелия, Котовое земледелие Канады, Клеточное земледелие Франции, Клеточное сельское хозяйство Австралии и Клеточное сельское хозяйство Новой Зеландии, были основаны для защиты культивированного мяса в своих странах. Публикации, такие как Cell Agri и Protein Report, также появились, чтобы предоставить обновленную информацию о технологиях и бизнесе в этой области. ^{[ необходима цитата ]}

Исследование [ править ]

В Университете Тафтса кандидат наук Натали Рубио проводит исследования в области энтомокультуры - клеточного земледелия, специально применяемого для культивирования тканей насекомых. Культуры насекомых могут иметь сравнительные преимущества по сравнению с клетками млекопитающих с точки зрения их устойчивости к окружающей среде, способности размножаться в бессывороточной среде, способности расти в суспензии и повышенного профиля питания. Целью моего исследования является разработка трехмерной системы культивирования для биофабрики тканей насекомых с учетом применения в пищевых продуктах, и для этого Натали сосредотачивается на (1) разработке клеточных линий и составлении бессывороточных сред, (2) изготовлении каркасов. и (3) анализ питательных веществ и текстуры. Также в Университете ТафтсаКандидат наук и обладатель докторской диссертации Майк МакЛелланд разработал интерактивную карту сердечной ткани, чтобы идентифицировать активные трофические факторы, обеспечиваемые клеткам при их выращивании в сыворотке крови животных. Идея состоит в том, чтобы клонировать эти трофические факторы в другие клетки, называемые «трофические поддерживающие клетки», и совместно культивировать их вместе с другими клетками.^[195]

В Университете Ньюкасла доктор Рикардо М. Гувейя исследует влияние изогнутых субстратов на управление поведением стромальных клеток во время роста in vitro. К настоящему времени он обнаружил, что кривизна - это рентабельный способ содействия миграции, распространению и самоорганизации. Такие характеристики в конечном итоге помогут улучшить вкусовые качества культурного мяса. ^[195]

Жир является неотъемлемым компонентом создания текстуры, вкуса и привлекательности мяса, однако культивированный мясной продукт с мраморностью - чередованием жира и мускулов - еще предстоит разработать. Для эффективного роста мышечным и жировым клеткам требуются разные сигналы. В Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе Стефани Кавеки работает над настройкой свойств каркасов, чтобы они могли поддерживать рост как мышечных, так и жировых клеток. ^[195]

В Университете Оттавы лаборатория Пеллинга работает над созданием платформы с открытым исходным кодом на основе растений для поддержки трехмерной культуры клеток млекопитающих, способствующих инвазии и пролиферации клеток, а также сохранению формы и механических свойств в течение нескольких месяцев в культуре. Они специально исследуют растительную целлюлозу, поскольку это самый распространенный полимер на Земле. К настоящему времени они достигли результатов, демонстрирующих, что такой материал эффективен при стимулировании определенных характеристик, таких как топография и васкуляризация. ^[195]

В Университете Райса Эндрю Стаут проводит исследование питательного состава культивированного мяса. В частности, он изучает возможность использования методов генной инженерии и биопереработки для улучшения питательных свойств полученной мышечной ткани. ^[195]

На сегодняшний день многие из биореакторов, используемых в исследованиях по выращиванию мяса, были лабораторными. Биореакторы, используемые на промышленном уровне, должны быть больше, и для их проектирования мы должны лучше понимать параметры, на которые опирается мышечная ткань. Скотт Аллан из Университета Бата стремится понять кинетику реакций, явления переноса, ограничения массопереноса и метаболические стехиометрические требования, и это лишь некоторые из них. ^[195]

В университете Ройтлингера кандидат наук Яннис Волльшлагер работает над созданием процесса биопечати мяса, который будет обрабатывать как мышцы, так и жир. В этом методе будут использоваться компьютерные модели проектирования, среды для совместного культивирования, поддерживающие мышечные и жировые клетки, а также биочернила, не содержащие животных, подходящие для этих типов клеток. ^[195]

Ускорители и инкубаторы [ править ]

Существует множество фирм с венчурным капиталом и программ акселераторов / инкубаторов, которые сосредоточены на поддержке стартапов в области культивированных технологий или компаний, производящих растительный белок в целом. Венчурная компания Big Idea Ventures (BIV) запустила свой New Protein Fund, который инвестирует в развивающиеся компании по производству продуктов питания на основе клеток и растений в Нью-Йорке и Сингапуре. С планами начать третий раунд компаний-акселераторов в январе 2021 года, они ранее инвестировали в MeliBio, Actual Veggies, Biftek.co, Orbillion Bio, Yoconut, Evo, WildFor и Novel Farms, и это лишь некоторые из них. ^[196] Indie Bio - это программа-ускоритель, ориентированная на биологию, которая инвестировала в Memphis Meats, Geltor, New Age Meats и Finless Foods. Они базируются в Сан-Франциско и в настоящее время управляют десятой группой компаний. ^[197]

В популярной культуре [ править ]

В художественной литературе [ править ]

Квашеное мясо часто фигурирует в научной фантастике . Самое раннее упоминание может быть в книге Курда Лассвица « Две планеты» (1897) , где «синтетическое мясо» - одна из разновидностей синтетической пищи, привезенной на Землю марсианами. Другие известные книги, в которых упоминается искусственное мясо, включают « Пепел, пепел» (1943) Рене Барджавеля ; Торговцы космосом (1952) Фредерика Поля и К.М. Корнблута ; «Ресторан на краю Вселенной» (1980) Дугласа Адамса ; Le Transperceneige (Snowpiercer) (1982) Жака Лоба и Жан-Марка Рошетта; Neuromancer (1984) Уильяма Гибсона ; «Орикс и Крейк» (2003) Маргарет Этвуд ; Deadstock (2007) Джеффри Томаса ; Accelerando (2005) Чарльза Стросса ; Посуда Тетрада от Рюкер ; «Дивергент» (2011) Вероники Рот ; и Сага о Форкосигане (1986-2018) Лоис Макмастер Буджолд . ^{[ необходима цитата ]}

В фильме, искусственное мясо занимает видное место в Джулио Квести «s 1968 драмы Смерти, снёсшая яйцо ( Death снесла яйцо ) и Клод Зиди » s 1976 комедии L'AILE НУ ли Бриджи ( крылышко или ножка ). «Искусственные» цыплята также появляются в сюрреалистическом фильме ужасов Дэвида Линча 1977 года « Голова-ластик» . Совсем недавно он также стал центральной темой фильма « Антивирус» (2012). ^{[ необходима цитата ]}

Starship Enterprise от телевидения и кино франшизы Star Trek , очевидно , представляет собой синтетическое мясо или культивированный мясо в качестве источника питания для экипажа, ^[198] , хотя экипажи из The Next Generation и в дальнейшем использовать репликаторы . ^{[ необходима цитата ]}

В ситкоме ABC « Лучше от Теда» (2009–2010) в эпизоде ​​« Герои » показаны Фил ( Джонатан Славин ) и Лем ( Малкольм Барретт ), пытающиеся вырастить бескоровую говядину. ^{[ необходима цитата ]}

В видеоигре Project Eden игровые персонажи исследуют компанию по производству культивированного мяса под названием Real Meat. ^{[ необходима цитата ]}

В фильме «GalaxyQuest» во время сцены ужина персонаж Тима Аллена называет свой стейк на вкус «настоящей говядиной Айовы». ^{[ необходима цитата ]}

В «Пространстве » выращенное в чанах мясо производится для того, чтобы накормить людей, живущих на космических кораблях / космических станциях вдали от Земли, из-за непомерно высоких затрат на импорт настоящего мяса. ^{[ необходима цитата ]}

Культурное мясо было предметом эпизода доклада Кольбера от 17 марта 2009 г. ^[199]

В феврале 2014 года, запуск биотехнологический называется BiteLabs побежал кампании по мобилизации общественной поддержки кустарной салями из мяса с культивируемым из образцов ткани знаменитости. ^[200] Кампания стала популярной в Твиттере , где пользователи писали в Твиттере знаменитостям, прося их пожертвовать мышечные клетки проекту. ^[201] Реакция СМИ на BiteLabs по-разному определяла стартап как сатиру на культуру стартапов, ^[202] культуру знаменитостей, ^[203] или как подсказку для обсуждения биоэтических проблем. ^[204] В то время как BiteLabs утверждала, что вдохновлена ​​успехом бургера Сергея Брина, компания рассматривается как образец критического дизайна.а не реальное коммерческое предприятие. ^{[ необходима цитата ]}

В конце 2016 года культивированное мясо было задействовано в деле в эпизоде ​​«Как делается колбаса» шоу « Элементарно » на канале CBS . ^{[ необходима цитата ]}

См. Также [ править ]

• БиоАрт
• BioTech Foods
• Общество клеточного сельского хозяйства
• Продажа промышленных предприятий
• Еда против корма
• Искусственная кожа
• Список заменителей мяса
• Quorn (пищевой продукт)
• Разделение ресурсов
• Хронология клеточного земледелия
• Тканевая культура
• Тайсон Фудс

Ссылки [ править ]