Кусок говядины весом около 140 граммов в лаборатории Университета города Маастрихт (Нидерланды) вырастил профессор Марк Пост (Mark Post). Финансирование проекта в размере 250 000 евро осуществил Сергей Брин (Sergey Brin) - американский предприниматель и ученый в области вычислительной техники, информационных технологий, сооснователь интернет-корпорации Google и один из инвесторов компании Space Adventures, которая занимается организацией полетов космических туристов к МКС. Одной из причин своего интереса к выращиванию искусственного мяса Брин называет жестокое обращение с коровами на фермах. Кроме того, он не сомневается, что будущее – за новой технологией; по его словам, это преобразит мир и пойдет на пользу экологии. Профессор Пост, в свою очередь, поясняет: содержание парнокопытных жвачных животных крайне неэффективно. На каждые 15 граммов животного белка, которые человек получает от коров, расходуется 100 граммов растительного белка. В результате пастбища занимают около 30% полезной площади планеты, тогда как на сельскохозяйственные угодья, снабжающие людей пищей, приходится лишь 4%. Кроме того, коровы выделяют немало метана, что вредит окружающей среде. И, наконец, по прогнозам ученых, к 2060 году численность населения на Земле увеличится с нынешних 7 миллиардов до 9,5 миллиарда человек, а спрос на мясо к этому времени вырастет вдвое. Поэтому только создание альтернативной пищевой технологии сможет избавить человечество от голода. Современные исследования по получению искусственного мяса возникли из экспериментов НАСА, пытающейся найти более совершенные способы долгосрочного питания для астронавтов в космосе. Метод был одобрен управлением по контролю качества продуктов и лекарств США (FDA) в 1995 году. Эксперименты проводило множество ученых, но до сих пор никто не был готов вынести их результаты на суд и вкус обычного потребителя. Исследования профессора Поста начались с синтеза мяса мышей, затем сырьем для эксперимента стали свиньи, и, в конечном итоге, белковые волокна для порции искусственного мяса были выращены из стволовых клеток коровы. Дегустация революционного угощения состоялась в Лондоне в режиме пресс-конференции. Из искусственного мяса с добавлением туда яичного порошка, соли и панировочных сухарей была приготовлена котлета. Кроме того, были использованы шафран и сок свеклы – для придания «мясу из пробирки» более натурального цвета. Один из добровольных дегустаторов, диетолог Ханни Рутцлер (Hanni Rützler), отметила, что хотя по вкусу котлета и напоминает мясную, но значительно менее сочная. Второй дегустатор, профессиональный кулинарный критик Джош Шонвальд (Josh Schonwald) согласился, что по текстуре продукт на мясо похож, однако именно отсутствие жира создает отличный от говядины вкус. Марк Пост считает, что вкусовые недостатки искусственного мяса будет возможно устранить в течение следующих 10 лет, после чего «мясо из пробирки» сможет поступать на прилавки.
Выращенное в лабораториях мясо начнут подавать в ресторанах Калифорнии уже в этом году. К 2020-му оно станет дешевле обычного, и на него начнут переключаться крупные сети фастфуда, а дальше дело дойдет до супермаркетов. Об этом заявила компания JUST, один из передовых разработчиков «мяса из пробирки». На это же рассчитывают Билл Гейтс, Сергей Брин, Ричард Брэнсон и многие другие инвесторы в технологию.
Аппетитно?
В 2008-м производство в лаборатории куска говядины весом 250 грамм обходилось в $1 млн. В 2013-м бургер, выращенный в Лондоне ради эксперимента, стоил $325 тысяч. Сейчас его цена упала до $11. В ближайшие несколько лет искусственное мясо гарантированно станет дешевле натурального. Зачем нам это надо, как ученые выращивают «Мясо 2.0», какой у него вкус и почему эта технология изменит наш мир.
Что не так с нынешним мясом?
Свинина, говядина, курятина. Вкусные и естественные продукты, к которым мы привыкли. Но, к сожалению, долго так продолжаться не может.
Первая, главная причина – глобальное потепление. Одна корова за год «выпускает» от 70 до 120 кг метана. Метан – один из парниковых газов, как и углекислый газ (CO2). Но его негативное влияние на климат в 23 раза сильнее. То есть, 100 кг метана от коровы – эквивалент 2300 кг диоксида углерода. Это примерно 1000 литров бензина. С машиной, потребляющей 8 литров на 100 км, можно каждый год проезжать 12 500 км, и только тогда вы сравняетесь во влиянии на климат с одной коровой, спокойно жевавшей травку на ферме. Ко всему прочему, коров и быков в мире намного больше, чем автомобилей. По последним оценкам, 1,5 млрд против 1,2 млрд.
Конечно, суммарно транспорт в мире способствует глобальному потеплению больше, чем мирные телушки. Один контейнеровоз или круизный лайнер «парит» как 80-150 тысяч машин. Но влияние скота нельзя недооценивать. На каждый 1 кг говядины в магазине – в атмосферу выбрасывается эквивалент 35 кг углекислого газа. Килограмм свинины – 6,35 кг CO2, килограмм курятины – 4,57 кг CO2. Сейчас оценивают, что 18% выбросов, влияющих на глобальное потепление, идут именно от домашних животных. Сколько бы заводов ни переходило на солнечную энергетику, сколько бы электромобилей ни выпускал Илон Маск, этот фактор с нами остается.
Проблема еще и в том, что человечество продолжает расти. По оценкам ученых, к 2050-му году нас будет 9,6 млрд. Урбанизация и рост среднего класса приведут к дополнительному повышению спроса на мясо. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, миру придется вырабатывать на 70% больше еды. И говорят, что с текущими технологиями это попросту невозможно.
Сколько мяса (и яиц) потреблялось в 2005-м, и сколько будет потребляться в 2050-м
Одним из тех, кто придерживается такого мнения, является Билл Гейтс. По его словам, если нас будет больше 9 млрд, накормить всех людей натуральным мясом попросту не получится. За последние несколько лет он инвестировал в дюжину стартапов, выращивающих мясо в лабораториях. Его примеру последовали Ричард Брэнсон и миллиардеры из Гонконга, Китая и Индии. В своем личном блоге в заметке о будущем продуктов питания в 2013-м Гейтс написал:
Выращивание животных на мясо требует много земли и воды, и серьезно вредит нашей планете. Если сказать прямо, у нас нет возможности прокормить больше девяти миллиардов людей. И в то же время мы не можем попросить каждого стать вегетарианцем. Поэтому мы должны найти варианты производства мяса без истощения наших ресурсов.
Вторая причина (её частично коснулся Билл Гейтс) – фермы и пастбища для животных занимают очень много места на планете. Очень много. Под содержание скота сейчас отведено 30% всей сухой поверхности Земли. Часто это пастбища на месте бывших лесов. Около 70% бывших лесов Амазонки теперь вырублены под выпас животных. А на 33% всех пахотных земель выращивается корм для скота. Места для людей и природы остается всё меньше.
Третья причина – это еще и невыгодно. Производство мяса – дико неэффективный процесс. Чтобы сделать 1 кг говядины, надо потратить больше 38 кг корма и почти 4 тысячи литров воды (учитывая поливы кукурузы и сои). На коров уходит в 20 раз больше пищи, чем требуется для устранения проблемы голода на планете. А если нас станет 9,6 млрд, для производства мяса не хватит воды (есть, конечно, вариант с опреснением, но это дополнительные затраты и другие проблемы).
Выращенное в лаборатории мясо уже сейчас требует в 100 раз меньше земли и в 5,5 раз меньше воды, чем натуральное мясо, при том, что технология еще не отшлифована. По последним оценкам ученых из Оксфорда, если мы сможем на него перейти, это на 78-96% уменьшит «выхлопы» парниковых газов от скота, снизит потребление энергии на 7-45% и сохранит 82%-96% пресной воды (такие сильные разбросы связаны с разными типами мяса).
Четвертая причина перейти на «мясо из пробирки» – понятно, уменьшение числа убийств и страданий животных. Кому-то этот фактор кажется бессмысленным, а для кого-то он является важнейшим. Организация по защите прав животных (PETA) вкладывает свои деньги в технологию выращивания наггетсов и бифштексов. В 2014-м она предложила $1 млн награды первому ученому, который выпустит на рынок выращенное в лаборатории куриное мясо:
Мы верим, что это первый важный шаг в создании экологически чистого, гуманно произведенного настоящего мяса в руки и рты тех людей, которые настаивают на поедании плоти животных.
Как делают мясо в пробирке
На самом деле, конечно, культивированное или «чистое» мясо (как его сейчас пытаются брендировать на Западе) выращивают не в пробирке, а в чашке Петри или специальном контейнере. Есть десятки компаний со своими подходами, но в целом процесс делится на три этапа:
1. Сначала собирают клетки, склонные к быстрому размножению. Это могут быть эмбриональные стволовые клетки, взрослые стволовые клетки, миосателлитные клетки или миобласты. На этом этапе ученым нужно животное (или идеально сохраненные клетки, но до этого еще не дошли).
2. Клетки обрабатывают, добавляя протеины, способствующие росту тканей. Потом их помещают в культуральную среду, в биореактор. Он выполняет роль кровеносных сосудов, снабжая клетки всем необходимым, и давая им условия для роста. Главный питательный элемент клеток – плазма крови животного (чаще всего – эмбриона). В неё добавляют смесь сахаров, аминокислот, витаминов и минералов. Чтобы мышечная ткань правильно развивалась, её выращивают под давлением, симулируя натуральные условия. Также в биореактор подаются тепло и кислород. По существу, клетки даже не подозревают, что они растут вне животного.
3. Чтобы сделать мясо трехмерным, а не плоским, лаборатории используют своеобразные «строительные леса». В идеале они тоже должны быть съедобными, и периодически двигаться, растягивая развивающуюся мышечную ткань, имитируя движения реального тела. Пока что на этом этапе не концентрируются, но все согласны, что без него создание сколько-нибудь правдоподобного мяса невозможно. Ни консистенция, ни текстура у массы, спокойно развивавшейся в чашке Петри, современного едока не обманут.
Полностью освободить животных от работы, как видим, пока не получается. И на первом, и на втором этапе пока что нужны элементы от реального тела. Но теоретически скоро можно будет обойтись без него. Стволовые клетки – клонировать или выращивать отдельно, а плазме крови – найти заменитель. Ученые говорят, что в идеальных условиях за два месяца выращивания культивированного мяса можно из 10 клеток свиньи получить 50 000 тонн продукта.
А вот те, кто называют это мясо «чистым» – слегка лукавят. Для его выращивания нужны консерванты, вроде бензоата натрия, чтобы защитить мясо от грибка. Также на разных стадиях используется коллагеновый порошок, ксантан, маннит и так далее. Если вы беспокоитесь, что «животных на фермах пичкают антибиотиками и всякой химией», с пришествием мяса из лабораторий ваши страхи усилятся.
Впрочем, по словам компаний-разработчиков, у культивированного мяса есть одно преимущество перед натуральным продуктом. Оно может оказаться полезным для талии. С некоторыми мясными продуктами, вроде бифштексов, важной частью текстуры и вкуса является жир. Фирмы, «выращивающие» мышечные клетки, могут контролировать, какой тип жира будет расти вместе с их мясом. Они могут давать развиваться только полезным жирам, вроде ненасыщенных жирных кислот омега-3, улучшающих работу сердца и ускоряющих обмен веществ.
Первая цель – фуа-гра
Есть одна еда, со стоимостью которой легко соревноваться. Печень перекормленного гуся или утки, один из самых дорогих видов мяса. По $50 за фунт, больше $110 за кг! С такой ценой «пробирочный» продукт уже сейчас кажется выгодной альтернативой. Выращивать гусиную или утиную печень в лаборатории ничуть не сложнее, чем куриные наггетсы, а прибыль гораздо больше.
Эксперименты с фуа-гра сейчас проводит компания JUST (бывшая Hampton Creek). Цель – начать её поставки в американские рестораны уже в этом году. У компании есть опыт запуска успешных продуктов на рынок. В ее портфолио – майонез без яиц и шоколадные чипсы, популярные у веганов.
Борцы за права животных давно выступают против методов, которыми делается фуа-гра. Гусям и уткам на фермах насильно запихивают трубку с пищей в горло и кормят до тех пор, пока те не могут ходить. У них нарушается процесс обмена веществ, а печень, пытаясь всё это обработать, раздувается в 10 раз больше своих нормальных размеров.
Кормежка на ферме, делающей фуа-гра
В сети полно видео от активистов, прорвавшихся на американские фермы и тайно снявших состояние находящихся там животных. Особого шума наделали кадры крысы, съедающей живого гуся сзади, потому что он не способен себя защитить (детали расписывать не хочется, желающие углубиться в тему могут до сих пор найти видео на ютубе). После разгоревшегося скандала Калифорния запретила производство и продажу фуа-гра на своей территории. Для тамошних любителей деликатеса лабораторная фуа-гра станет шансом легально купить продукт, не пересекая границы штата. А сторонники гуманного обращения с животными смогут спать спокойно. Команде JUST нужен только один гусь-донор, и крыс к нему точно не подпускают.
Есть только одна, ма-аленькая проблемка. Гурманов, согласных отдать любые деньги за свою фуа-гра, почти невозможно переубедить. Они тонко различают вкус (или, по крайней мере, так думают), и не хотят компромиссов. Им проще пойти на черный рынок или потратить полдня, съездив за своей любимой печенью. А то, что лабораторное мясо экономит им пару сотен долларов, вообще не фактор. JUST, MosaMeat и другие лаборатории говорят, что на этих клиентов они, по правде, почти не рассчитывают. Им важнее, чтобы каждый новый покупатель, решивший попробовать фуа-гра, сначала шел покупать их продукт.
Фуа-гра из лаборатории
Главная сложность в том, что продукт из лабораторий должен быть точь-в-точь как то мясо, к которому мы привыкли. Об этом говорит СЕО компании MosaMeat Питер Верстейт:
Когда они пробуют продукт, у них должно быть впечатление, что это мясо. Не «это выглядит как мято» или «это похоже на мясо», это просто должно быть мясо. В этом главная сложность.
Грубо говоря, тут работает эффект "зловещей долины". Знаете, когда в фильмах или играх проще принять что-то совершенно новое, или что-то очевидно фальшивое, чем прекрасную компьютерную графику человека, выполненную на 99%? Мы прекрасно научились отличать этот 1%, потому что мы сталкиваемся с лицами людей ежедневно. Попытка точно отразить реального человека может достичь обратного эффекта – нам будет казаться, что это какой-то страшный робот или инопланетянин, надевший человеческую кожу.
С искусственным мясом – та же история. Грубо говоря, если вкус вам полностью незнакомый, мозг говорит «О, это что-то новое». А если вкус похож на 99%, но есть какое-то отличие, у мозга другая реакция – «Я знаю, что это, но с ним что-то не так». Нам посылается сигнал – яд, отрава! Невкусно, хочется выплюнуть, некоторых может даже тошнить. А если от вашей еды некоторых людей тошнит, это большая проблема.
Лабораторное мясо
За последний 1% «похожести» сейчас и борются разработчики мяса из биореактора. Главная проблема – текстура. Мясо, которое росло на кости, имеет мышцы и жир в конкретной консистенции, которую очень тяжело повторить. Поэтому до выращенного стейка еще несколько лет. А вот бургеры и наггетсы делают уже сейчас, и к их вкусу особых претензий нет
До этого еще далеко
В мае 2013 года в Лондоне сделали первый бургер из культивированного мяса. Он состоял из 20 000 тонких полосочек мышечной ткани и стоил $325 тысячи, которые поступили от анонимного мецената (потом оказалось, что это был Сергей Брин). Попробовав бургер, кулинарный эксперт Ханни Руцлер дала свою оценку:
У него очень сильный вкус, даже на месте прожарки. Я знаю, что здесь нет жира, и он не такой сочный, как мне хотелось бы, но вкус очень интенсивный, он бьет по рецепторам. Если бы мы вслепую оценивали вкус, я бы сказала, что этот продукт ближе к мясу, чем к соевой копии.
Разработки 2018 года по вкусу еще больше похожи на натуральное мясо. И цена у них намного адекватнее – от $11,36 за кг (некоторые фирмы пока выставляют ценники $1000-$2400, но их цены тоже быстро идут вниз). Пол Шапиро, автор бестселлера «Чистое мясо: как выращивание мяса без животных произведет революцию в обеде и в мире», попробовал последние лабораторные версии говядины, курятины, рыбы, утки, фуа-гра и чоризо (испанских свиных сосисок). По его словам,
По вкусу они точно как мясо, потому что это и есть мясо.
Но не у всех пока такие прогрессивные взгляды. В исследовании 2014 года 80% американцев сказали, что не готовы есть мясо, выращенное в лаборатории. В 2017-м только 30% заявили, что открыты к тому, чтобы включить такое мясо в свою диету, и иногда употреблять его взамен традиционному. Среди тех, кто против всех этих «экспериментов сумасшедших ученых», за продуктом даже закрепилась кличка. Его уничижительно называют «франкен-мясом».
Похоже на настоящее?
Сторонники культивированного мяса и компании, которые его разрабатывают, считают, что время на их стороне. Пол Шапиро говорит:
Посмотрите на примеры истории. Раньше лед добывали на озере, и массивными кусками везли на продажу. Теперь мы получаем лед в комфорте нашей кухни. Мы называем это «морозилка», и не видим в этом ничего искусственного. Мороженое, йогурты, пиво, всё это изменилось благодаря технологиям. Надо принять, что так же будет и с мясом. Другого пути у нас нет.
October 26th, 2017
Помню когда я учился в институте времена были достаточно "гоолдные", а стипендии хватало, чтобы 2 раз в месяц съездить домой (Белгород-Старый Оскол). Так вот, в те времена популярно было "мясо" из сои. И сейчас наверное продается, я не замечаю, а тогда активно покупали пакетики с сухой смесью, которую замачиваешь, лепишь из нее котлеты и жаришь - получаются мясные котлеты без мяса. Мне вкус нравился, прикольно так. Я не большой фанат и ценитель мяса.
Судя по динамике в ближайшие 30−50 лет, чтобы накормить голодные рты, эту цифру нужно будет увеличивать вдвое, поскольку необходимо удовлетворять аппетиты развивающихся государств, где наблюдается демографический взрыв. Когда китайцы при Мао Цзэдуне строили светлое будущее, им в среднем в год доставалось 4 килограмма мяса на человека (примерно 11 грамм в сутки). Сегодня каждый из 1 миллиарда 379 миллионов жителей Поднебесной жарит, варит и тушит в среднем уже 55 килограммов мяса в год. А ведь есть еще и население Индии, которое по численности практически настигло китайских товарищей. И все они мечтают догнать по потреблению деликатесов Америку (янки в среднем поглощают 120 кг мяса в год) или Россию (73 кило).
Однако кому-то на планете все равно придется затягивать пояса. По подсчетам ученых, если делить по-братски, то ресурсов Земли хватит только для производства 40 килограмм мяса на каждого из 7 миллиардов людей, населяющих Землю. А ведь к 2060 году население планеты вырастет на четверть — до 9,5 миллиардов!
Впрочем, для заядлых мясоедов есть и хорошая новость. Ученые научились выращивать мясо из пробирки, которое по вкусовым и питательным свойствам ничем не уступает натуральному.
Как делают искусственное мясо
Грядущий продовольственный кризис стараются предвосхитить множество разработчиков искусственного мяса.
Большинство производителей предпочитают выращивать искусственное мясо из стволовых клеток животных. Это, конечно, более гуманный способ производства белка, нежели традиционное мясное производство. Но, как минимум, одним животным придется пожертвовать. В идеале выглядит это так: корову или поросенка холят и лелеют, содержат на экологически чистых пастбищах, дают отборные корма. Это делается для того, чтобы получить элитное и чистое на клеточном уровне мясо, затем зверушку «приносят в жертву». Его стволовые клетки станут материалом для выращивания сотен тонн мышечной массы в специальных биореакторах. Клетки поместят в теплый питательный раствор, где они будут очень быстро размножаться, пока не превратятся в некое подобие комочков фарша.
Технологии разных компаний различаются только в нюансах. Например американская фирма Memphis Meats создает в биореакторах мясо утки и курицы, культивируя клетки из эмбриональной сыворотки птенцов. Израильский стартап SuperMeat сделал ставку на выращивание куриной печенки. Кстати, SuperMeat, наряду с двумя другими израильскими лабораториями, получил серьезный контракт от правительства Китая. Власти Поднебесной настолько «распробовали на вкус» разработки биохимиков, что вложили 300 миллионов в развитие израильских технологий производства искусственного мяса. Но 300 миллионов это еще цветочки.
Победители «мясной» гонки будут пилить приз в 729 миллиардов долларов — в эту сумму оценивается объем мирового рынка производства мяса. Но все создатели свиных, куриных и иных «франкенштейнов» сталкиваются с одной неаппетитной проблемой. Белковая еда, которая получается на выходе, по вкусу очень отдаленно напоминает натуральное мясо. Дело в том, что, хотя в биореакторах имитируются такие же условия, как внутри тела живого существа, культивированное мясо получается пористым и эластичным.
Решить проблему, похоже, удалось стартапу под названием Impossible Foods, который добился наибольшей аутентичности по вкусовым параметрам. Это особенно удивительно, учитывая, что свою «говядину» они создают не из клеток животных, а из растительных материалов. Но основатель компании профессор биохимии Патрик Браун рассуждал следующим образом: настоящее мясо очень сложно вырастить из клеток, потому что это очень сложная ткань. Она состоит из десятков тысяч мышечных волокон, кровеносных сосудов, нервов, прослоек жировой и соединительной тканей. Гораздо проще разложить эту сложную материю на химические элементы и потом попробовать собрать воедино из сырья растительного происхождения. В проект поверили большие люди: среди инвесторов фигурируют самый богатый человек планеты Билл Гейтс и самый состоятельный бизнесмен Азии гонконгский предприниматель Ли Кашин. Биохимики Impossible Foods потратили 5 лет и 80 миллионов долларов на то, чтобы разложить вкус говядины на молекулы. Они изучали, почему сырое мясо практически безвкусно, но стоит кинуть его на сковородку, как кухня тут же наполняется соблазнительными ароматами. Почему кусок телятины шипит на сковородке. Из-за чего меняет цвет после термической обработки. Благодаря каким веществам образуется фирменный запах.
В итоге выяснилось, что ключевым компонентом, который дает мясу вкус и текстуру, являются гемы. Эти соединения входят в состав гемоглобина. В гемах содержится атом железа, и благодаря этому кровь способна насыщаться кислородом. Особо богаты этими соединениями мышечные волокна. Это своего рода кирпичики из которых строится живой организм. Гемы содержатся не только в живых организмах, но и в растениях. Например, в сое. Правда, процентное содержание гемов в тканях растений в тысячи раз меньше, чем в тканях животных. Однако биохимики нашли достаточно дешевый способ синтезировать «секретный ингредиент» из сои. В этом растении содержится леггемоглобин — сложные белки, которые так же обладают способностью связывать кислород и имеют большое структурное сходство с гемоглобином. Ученые объясняют это общим эволюционным происхождением. Проблема заключалась в том, что для производства такого количества гема, который содержится в одном килограмме мышечной ткани, необходимо настолько много сои, что производство никак не вписывается в рамки рентабельности.
Однако Патрику Брауну и его коллегам удалось справится с этой проблемой, позаимствовав решение у пивоваров. Они использовали тот же процесс брожения, в результате которого на свет появляется божественный пенный напиток. Гены, отвечающие за производство в сое леггемоглобина, «подсадили» штамму дрожжей Pichia pastoris, которые в биотехнологиях применяют для синтеза белков. Полученную массу подкармливали питательным раствором и на выходе получили гем уже в промышленных объемах.
Кроме того, они реконструировали запах мяса, используя растительные аналоги.
— Сделать нужный запах совсем нетрудно, надо только знать, в каких пропорциях смешать химические вещества, из которых он состоит, — говорит Стейси Симонич, химик из Университета штата Орегон.
Продукты питания будущего: уже в продаже
С 2016 года искусственная говядина начала свое триумфальное шествие по заведениям американского общепита. Его можно попробовать в Нью-Йорке, Лас-Вегасе, Сан-Франциско, Лос-Анджелесе и Техасе. В начале этого года Impossible Foods открыла лабораторию по производству своей «говядины» в промышленных масштабах. Предприятие способно синтезировать 454 000 кг искусственного мяса в месяц. По словам Патрика Брауна, этого достаточно, чтобы обеспечить искусственными бургерами 1000 ресторанов. Он уверен, что от желающих попробовать диковинку не будет отбоя. Как утверждают гурманы, отличие только в том, что бургеры от Impossible Foods стоят 12 долларов — в два раза дороже обычных.
Как заставить людей, находящихся в здравом уме и твердой памяти, переплачивать за бургер вдвое? Система аргументов производителей выглядит достаточно стройно. Они апеллируют к самым светлым человеческим чувствам.
— Покупая гамбургер из синтетического белка, человек совершает благородный поступок — он помогает обществу! — считает Патрик Браун, специалист по молекулярной биологии. — Чтобы создать килограмм мяса, нам требуется в 20 раз меньше сельхозугодий и в 4 раза меньше воды. При этом в 8 раз сокращаются выбросы парниковых газов.
Как буренки портят воздух
— Казалось бы, какое отношение коровки имеют к глобальному изменению климата. Но ученые подсчитали: каждый день корова съедает примерно 15−20 килограмм травы.
— Во время переработки этой зеленой массы пищеварительная система животного ежедневно выделяет 500 литров метана.
— В целом мясная промышленность выбрасывает в атмосферу 18 процентов парниковых газов, производимых человечеством. Примерно так же загрязняет воздух и автомобильный транспорт.
На сознательность давит и другой пионер движения — голландский биохимик Марк Пост из Университета Маастрихта. Именно он в 2013 году представил публике первую в мире котлету, выращенную из стволовых клеток животного.
— Я думаю, уже через 25 лет правительства заставят производителей традиционного мяса платить экологический налог, — утверждает голландский профессор. — Примерно то же самое происходит и в автомобильной промышленности. Например, Германия объявила о запрете производства машин с двигателями внутреннего сгорания с 2030 года. Так расчищается путь более экологичным электромобилям. Считаю, нынешние дети доживут до того дня, когда будет запрещено выращивать животных на убой. Произойдет это через 50−60 лет. Но уже сейчас традиционное мясо можно продавать с надписью на упаковке: «При производстве этого продукта страдало и было убито животное».
Какие еще альтернативные способы производства еды развиваются в мире
Белок из бактерий
Этот метод придумали финские ученые из Технологического университета Лаппеенранты и Технического исследовательского центра VTT. Он основан на выращивании в биологическом реакторе специальных водородных бактерий. Это микроорганизмы, которые в качестве строительного материала для клеток используют углерод. Его полным-полно в атмосферном углекислом газе. Чтобы усваивать углерод, водородным бактериям нужен источник энергии — молекулярный водород (не случайно их назвали в честь этого химического элемента). А вот он уже на дороге не валяется. Зато он образуется в биореакторе, где вода под воздействием электричества разлагается на кислород и водород, такой любимый этими бактериями. В итоге клеточная масса начинает расти и в аппарате образуется питательный бульон. Затем раствор фильтруют, сушат и подают к столу в виде порошка белого цвета.
КСТАТИСам того не подозревая, каждый человек в среднем съедает за свою жизнь 5 килограммов насекомых, подсчитал энтомолог Олег Бородин, доцент кафедры зоологии биологического факультета Белорусского государственного университета. Личинки, тля, жуки и червяки попадают в наш организм в основном вместе с фруктами и овощами.
Шитбургер не желаете?
Этой дурнопахнущей научной темой занялся японский ученый Мицуюки Икеда из лаборатории Окаяма. Ему удалось синтезировать мясо из человеческих отходов. Изначально по заказу компании, обслуживающей канализацию Токио, он изучал проблем утилизации городских отходов. В ходе исследований Икеда обнаружил в канализационном иле бактерии, которые перерабатывали экскременты в протеин. Икеда выделил из коричневой массы чистый белок, приправил красителями, вкусовыми добавками и получил из «вторичного продукта», воспетого Владимиром Войновичем, еще один вид искусственного мяса. Японцы окрестили его шитбургером. Вот его пищевая ценность: 63% белков, 25% углеводов, 3% жиров и 9% минералов.
А знали ли вы, что одно время активно разрабатывали
ИСКУССТВЕННЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ (искусственная пища), пищевые продукты, производимые техническим путём из природных пищевых ингредиентов; последние получают в основном из побочных продуктов переработки растительных материалов. В качестве сырья для производства искусственных продуктов питания чаще всего используют препараты соевого белка (концентраты и изоляты), а также концентраты молочной сыворотки. Концентраты соевого белка получают путём удаления водно-спиртовой экстракцией нежелательных компонентов соевой муки (побочного продукта производства соевого масла), изоляты - щелочной экстракцией обезжиренной соевой муки с последующим осаждением белка кислотой. В результате концентрация белка повышается с 40-55% (по массе) до 70-72% и 90-95% соответственно. Концентраты молочной сыворотки получают методом ультрафильтрации. В состав искусственных продуктов питания включают также пищевые добавки: загустители, гелеобразователи и другие пищевые гидроколлоиды, ароматизаторы, красители и прочие компоненты, позволяющие придать продукту требуемые технологические и потребительские свойства. Для повышения пищевой ценности добавляют витамины, антиоксиданты, пре- и пробиотики, пищевые волокна и другие ингредиенты. Основные технологические операции, используемые при изготовлении искусственных продуктов питания - термопластическая экструзия, эмульгирование, гелеобразование.
В США исследования в области производства искусственных продуктов питания проводятся начиная с 1950-х годов; основные задачи - расширение сферы применения и повышение рыночной стоимости обезжиренной соевой муки. В СССР подобные работы начаты в 1960-х годах по инициативе академика А. Н. Несмеянова с целью создания принципиально новых промышленных технологий производства пищи, в том числе позволяющих сократить пищевую цепь. Частичная замена в рационе мясных продуктов растительными и использование для питания человека белков зелёной биомассы, планктона, биомассы микроорганизмов и т. п. приводят к значительному экономическому эффекту и позволяют резко увеличить продовольственные ресурсы, поскольку сокращение пищевой цепи на одно звено обусловливает уменьшение расхода пищевых веществ и энергии примерно в 10 раз. Другая важная задача - получение продуктов с заданными составом и свойствами, в том числе для профилактики хронических заболеваний (так называемых функциональных продуктов питания), для диетического и лечебного питания.
Различают два вида искусственных продуктов питания - комбинированные продукты и аналоги. Первые представляют собой натуральные продукты, содержащие искусственно полученные ингредиенты. Наиболее распространены рубленые мясные изделия, которые содержат не менее 20-25% (по массе) текстурата соевого белка, получаемого термопластической экструзией обезжиренной соевой муки, соевых белковых концентратов или их смесей с изолятами. Аналоги имитируют натуральные пищевые продукты (например, белковая зернистая икра - аналог икры осетровых). Наиболее распространены аналоги молочных и мясных продуктов. Первые, в частности, предназначены для людей с аллергией к коровьему молоку (например, в США ею страдает около 10% детей). В качестве аналогов используют как традиционное соевое молоко, так и эмульсии, в том числе сухие, на основе изолята соевого белка.
Лит.: Толстогузов В. Б. Искусственные продукты питания. М., 1978; он же. Экономика новых форм производства пищевых продуктов. М., 1986; он же. Новые формы белковой пищи. М., 1987; Мессина М., Мессина В., Сетчелл К. Обыкновенная соя и ваше здоровье. Майкоп, 1995; Растительный белок: новые перспективы / Под редакцией Е. Е. Браудо. М., 2000; Лищенко В. Ф. Мировая продовольственная проблема: белковые ресурсы (1960-2005 годы). М., 2006.
Дата публикации или обновления 14.08.2017
С древнейших времен занимает человека проблема питания. Голод всегда был частым гостем жителей нашей планеты. И сейчас проблема питания еще не нашла полного разрешения. Организация Объединенных Наций, Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Продовольственная Организация при ООН (ФАО) отмечают, что в настоящее время 60-80 процентов населения земного шара (в основном в развивающихся странах) страдает от недостатка пищи. В докладе ФАО «Состояние производства продуктов питания и сельского хозяйства в 1966 г.» указывалось, что при ежегодном увеличении населения мира на 70 миллионов человек не отмечалось одновременного роста производства продуктов питания. Напротив, во всех развивающихся странах, за исключением Ближнего Востока, оно снизилось в общем объеме на 2 процента, а на душу населения - на 4 - 5 процентов.
Положение обостряется еще и тем, что в последние два столетия прирост населения на планете достиг невиданных доселе размеров, обретя, по определению ООН и ВОЗ, характер «демографического взрыва».
По одной из оценок ООН, в 2000 году на земле будут жить 7,4 миллиарда человек: 1,4 миллиарда в промышленно развитых странах и 6 - во всех остальных. Это означает: в 2000 году на долю индустриальных районов придется всего 19-20 процентов населения планеты в сравнении с 36 процентами в 1900 году и 33 - в 1930-м. В 1970 году эта доля уменьшилась до 27 процентов.
Уже сейчас жители стран южноамериканского континента, Африки и Азии обеспечены животным белком крайне недостаточно - каждый житель в среднем получает соответственно 26,9 и 2 грамма белка (при норме 50 граммов). Но, чтобы сохранить хотя бы сегодняшний уровень питания к 2000 году, все мировые запасы продовольствия необходимо увеличить в 4-7 раз, а продуктов животного происхождения - в 9 раз.
Между тем расчеты показывают: получить такое количество продуктов естественным путем к началу будущего столетия станет практически невозможно. Анализируя международные статистические данные по перспективам производства основных продуктов питания, можно сказать, что при самых благоприятных условиях мировая продукция зерна к 1985 году превысит современный уровень едва ли на одну треть. Ненамного увеличится и производство молочных продуктов, а продукция мяса, яиц, семян масличных, добыча рыбы возрастут всего лишь вдвое. Такой прирост производства продуктов питания не сможет, очевидно, радикально обеспечить белком население развивающихся стран. Тем более, что оно составит в будущем не менее 4/6 всего населения планеты.
Академик АМН СССР А. Покровский и многие зарубежные ученые относят обеспечение будущих поколений полноценными продуктами питания к числу наиболее важных стратегических проблем развития производительных сил человеческого общества, к одной из актуальнейших социальных и экономических проблем современности. Она отражена также и в списке основных направлений развития науки, включающем 10 пунктов, которые исследователи будущего должны рассматривать в первую очередь. Задача поиска эффективных путей увеличения производства продуктов питания занимает 3 место, уступая лишь вопросам усовершенствования образования и методов воспитания подрастающего поколения и проблеме сохранения мира.
Сейчас она привлекла уже к себе внимание не только отдельных ученых, но и многих международных организаций, которые комплексными усилиями пытаются решить эту важную задачу. Специалисты ФАО, к примеру, составили так называемый Индикативный план развития мирового сельского хозяйства. Этот план позволяет надеяться на решение хотя бы энергетического дефицита в питании людей. Намного сложнее преодолеть дефицит белка, мировой недостаток которого на сегодняшний день составляет около 40-60 миллионов тонн.
Научные центры многих стран мира включились в активный поиск новых, необычных источников белка, которые позволили бы быстро получать дешевый, биологически полноценный белок, по своим свойствам не отличающийся от белков животного происхождения. Такой источник, например, - различные непромысловые рыбы, содержащие высокоценный животный белок. Но этот путь ограничен «потолком» ее вылова - он не может превышать 200 миллионов тонн в год, или - в пересчете на белок - 30 миллионов тонн дополнительного белка. Кроме того, уже сейчас в некоторых районах Мирового океана наблюдается «перевылов», если так можно выразиться, определенных сортов рыбы, что может привести к их полному исчезновению.
Эффективным источником белка могут служить также водоросли. Но в их белке отсутствуют важнейшие незаменимые аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме и поступают только с животными белками. Это сильно снижает его биологическую ценность. К тому же для водорослей необходимо организовать специальные «парниковые» водоемы, что также связано со значительными материальными затратами. Открытые же водоемы целиком зависят от погоды. Все это ограничивает широкое производство водорослей для пищевых целей.
Наибольшую популярность как источники белка приобрели семена масличных культур - сои, семян подсолнечника, арахиса и других, которые содержат до 30 процентов высококачественного белка. По содержанию некоторых незаменимых аминокислот он приближается к белку рыбы и куриных яиц и перекрывает белок пшеницы. Белок из сои широко уже используется в США , Англии и других странах как ценный пищевой материал.
Увеличить количество пищевого белка можно и за счет микробиологического синтеза, который в последние годы привлекает к себе особое внимание. Микроорганизмы чрезвычайно богаты белком - он составляет 70-80 процентов их веса. Кроме того, в виде побочных продуктов они дают различные трудносинтезируемые обычными химическими методами биологически активные гормоны, антибиотики, витамины и другие вещества. Не менее важен вопрос, во многом определяющий рентабельность нового массового производства белка, - скорость его синтеза.
Микроорганизмы примерно в 10-100 тысяч раз быстрее синтезируют белок, чем животные.
Здесь уместно привести классический пример: 400-килограммовая корова производит в день 400 граммов белка, а 400 килограммов бактерий - 40 тысяч тонн. Естественно, на получение 1 кг белка микробиологическим синтезом при соответствующей промышленной технологии потребуется средств меньше, чем на получение 1 кг белка животного. Да к тому же технологический процесс куда менее трудоемок, чем сельскохозяйственное производство, не говоря уже об исключении сезонных влияний погоды - заморозков, дождей, суховеев, засух, освещенности, солнечной радиации и т. д.
Микроорганизмы постоянно присутствуют в кишечнике человека и продуктах питания, и организм активно их использует.
Почему бы не предположить возможность полной адаптации человеческого организма к такому белку. Экспериментальные исследования отечественных и зарубежных ученых, а также наши собственные подтверждают эту идею. Правда, эксперименты еще чрезвычайно немногочисленны, носят поисковый характер и потому не дают пока оснований к практической реализации их результатов.
Наиболее перспективные микроорганизмы - дрожжи. Тысячелетиями использует их человек как пищевую добавку. Широко применялись они в питании армий в первую и вторую мировые войны. Это лишний раз подтверждает правильность мысли. Одна из причин, сдерживавших культивирование дрожжей в питании населения,- дороговизна их производства. Эту немаловажную причину ликвидировала открытая известным немецким ученым Феликсом Юстом в 1952 году возможность выращивания дрожжей на углеводородах парафинового ряда. Белок из таких дрожжей получается достаточно дешевым. Используя для роста микроорганизмов всего лишь 2 процента мировой добычи нефти, можно полностью покрыть белковый дефицит - дать такое количество белка, которым целый год можно кормить 2 миллиарда человек.
Сейчас уже известно, что микроорганизмы можно выращивать на самой разнообразной питательной среде: на газах, парафинах, нефти, отходах угольной, химической, пищевой, винно-водочной, деревообрабатывающей промышленности. Экономические преимущества их использования очевидны. Так, килограмм переработанной микроорганизмами нефти дает килограмм белка, а, скажем, килограмм сахара-- всего 500 граммов белка. Аминокислотный состав белка дрожжей практически не отличается от такового, полученного из микроорганизмов, выращенных на обычных углеводных средах, а важнейшей незаменимой аминокислоты триптофана, дефицитной в большинстве продуктов питания, у «газовых» (выращенных на метане) дрожжей далее вдвое больше, чем в белках яйца, молока, рыбы и мяса. А ведь именно аминокислоты, эти первичные кирпичики, из которых строится любой белок в живой природе, и определяют биологическую ценность белка для животного организма.
Биологические испытания препаратов из дрожжей, выращенных на углеводородах, которые проведены и у нас в стране и за рубежом, выявили полное отсутствие у них какого-либо вредного влияния на организм испытуемых животных. Опыты были проведены на многих поколениях десятков тысяч лабораторных и сельскохозяйственных животных.
Оказалось, однако, что животные возвращают иам в виде мяса лишь 10-20 процентов потребленного ими белка. Остальная же часть безвозвратно теряется. Усвоение белков человеком может достигать 98 процентов. Поэтому было начато изучение возможности использования дрожжевого белка непосредственно в питании людей. Но с позиции нутрициолога (специалиста в области питания) цельные дрожжи - всего лишь полуфабрикат, требующий дальнейшей переработки. Не исключено, что они могут содержать вредные для здоровья остаточные количества питательной среды, а также и другие, пока еще не выделенные вещества, действие которых на организм может оказаться неблагоприятным. Кроме того, в непереработанном виде дрожжи содержат неспецифические липиды и аминокислоты, биогенные амины, полисахариды и нуклеиновые кислоты, а их влияние иа организм пока еще плохо изучено.
Поэтому и предлагается выделять из дрожжей белок в химически чистом виде. Освобождение его от нуклеиновых кислот также уже стало несложным. Во многих странах ведутся подобные исследования. В Институте элементоорганических соединений АН СССР под руководством академика А. Несмеянова и профессора С. Рогожина разработана уже оригинальная технология получения изолированного из дрожжей белка. Препарат обладает высокой пищевой ценностью, что подтверждено рядом специальных исследований, а главное - он полностью освобожден от примесей, о которых мы говорили.
На кафедре гигиены питания 1-го Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени медицинского института имени И. М. Сеченова под руководством профессора К. Петровского и доктора медицинских наук А. Игнатьева автор статьи начал в 1972 году исследования белковой ценности этого препарата. И вот было показано, что по химическому составу и сбалансированности аминокислот, перевариваемости в желудочно-кишечном тракте он мало отличается от лучших белков животного происхождения.
А после включения в него дефицитной аминокислоты метионина он приблизился по ценности к молочному белку. Добавление небольших количеств препарата к малопитательным продуктам (сухому картофелю и макаронным изделиям) повышает их белковую ценность. Кроме этого, на кафедре технологии пищевых продуктов Института народного хозяйства (профессор Е. Козьмина) и в Институте элементоорганических соединений АН СССР (директор академик А. Несмеянов) мы приготовили на основе этого препарата искусственные макароны. Их белковая ценность на 183 процента выше, чем у промышленных пшеничных макарон высшего сорта.
По внешнему виду, запаху и вкусу они также практически не отличались от всем нам привычного продукта.
Применяя обычные технологические линии по производству синтетических волокон, можно получать из искусственных белков длинные нити, которые после пропитки их формообразующими веществами, придания им соответствующего вкуса, цвета и запаха могут имитировать любой белковый продукт. Таким способом уже получены искусственное мясо (говядина, свинина, различные виды птиц), молоко, сыры и другие продукты. Они уже прошли широкую биологическую апробацию на животных и людях и вышли из лабораторий на прилавки магазинов США, Англии, Индии , стран Азии и Африки. Только в одной Англии их производство достигает примерно 1500 тонн в год. Интересно, что белковую часть школьных обедов в США уже разрешено на 30 процентов заменять искусственным мясом, созданным на основе соевого белка.
Используемое в питании больных Ричмондского госпиталя (США) искусственное мясо получило высокую оценку главного диетолога. Правда, когда больным давали антрекот из искусственного мяса, они жаловались на его тестоватость, хотя и не знали и даже не догадывались о том, что получали не естественный продукт. А когда мясо подавалось в виде мелко нарезанных кусочков, нареканий не было. Обслуживающий персонал также употреблял искусственное мясо, не догадываясь о подделке.
Они воспринимали его как натуральную говядину. Врачи госпиталя отмечали также положительное влияние рациона на здоровье пациентов и особенно больных атеросклерозом. В состав такого мяса обязательно включают специально обработанный искусственный белок, небольшое количество яичного альбумина, жиры, витамины, минеральные соли, природные красители, ароматизаторы и прочее, что дает возможность «лепить» изделие с заданными свойствами, учитывая при этом физиологические особенности организма, для которого продукт предназначен. Это особенно важно в диете детей и людей пожилого возраста, больных и выздоравливающих, когда необходимо лимитировать питание по целому ряду пищевых компонентов, что весьма трудно сделать, используя, традиционные продукты.
Такое мясо можно резать, замораживать, консервировать, сушить или прямо использовать для приготовления различных блюд.
Проведя исследования на взрослых людях и детях, Рикардо Брессани с соавторами пришли к выводу, что питательность искусственного мяса составляет примерно 80 процентов от питательности молока. Такое мясо охотно ели дети, и оно не оказывало на них никакого отрицательного действия.
Высоко оценена специалистами созданная в СССР (в Институте элементоорганических соединений АН СССР) искусственная черная икра, которую по внешнему виду и вкусовым качествам практически невозможно отличить от натурального продукта. Биологическая ценность ее достаточно высока, так как по химическому составу икра полностью отвечает требованиям, предъявляемым к продуктам современной наукой о питании. В настоящее время в Москве налаживается промышленное производство икры. Уже построен цех производительностью 500 кг искусственной икры в сутки.
Таким образом, сейчас уже накопилось немало теоретических и практических данных - объективных предпосылок для дальнейшего расширения и углубления этих исследований. Эксперты ООН и ВОЗ предсказывают: потребление замепителей мяса и молока к концу нашего столетия составит около 30 процентов ко всему белку. И, если рано еще говорить об искусственных отбивных, то синтетические лизин и метионин - эти важнейшие, незаменимые и часто дефицитные в питании человека и животных аминокислоты - производятся десятками тысяч тонн.
Налажено также и промышленное производство витаминов.
«Все это означает, что человечество уже вступило в век несельскохозяйственного производства пищевых веществ», - сказал советский ученый, академик И. Петрянов. В недалеком будущем за рубежом производство искусственных продуктов питания превратится в одну из ведущих отраслей промышленности.
Об этом свидетельствует тот факт, что ассортимент этих продуктов там постоянно расширяется. Например, ежегодная выручка от продажи всех заменителей, сделанных на растительной основе, в США достигает 30 миллионов долларов. Экономисты пищевой промышленности предсказывают, что общая выручка от продажи искусственных продуктов питания к 1980 году будет возрастать по крайней мере на 2 миллиарда долларов в год. Уже сейчас около 35 процентов сливок, добавляемых американцами в кофе, не натуральны. Недавно в магазинах появился «яичный» порошок, приготовленный из соевого белка. Стоят такие продукты в четыре-пять раз дешевле натуральных. Вопрос обеспечения искусственными продуктами питания населения нашей страны в ближайшей перспективе не актуален.
Структура питания наших людей будет улучшаться в основном за счет повышения продуктивности сельского хозяйства и разработки новых методов сохранения продуктов, потери которых в мире огромны и достигают половины их общего производства.
Кандидат медицинских наук Б. Суханов.
