Искусственные продукты питания. Пищевая индустрия будущего
Первый прототип был приготовлен и съеден в Лондоне в 2013 году по цене £215,000 (€292,000; ₽2,055,000) за 1 бургер
На данный момент, цена мяса снизилась до невероятных £7 ($11; ₽700)
Это значит, что за два года удалось снизить цену в 31 000 раз!
Альтернатива животному мясу
«Я невероятно взволнован перспективой выхода искусственно выращенного мяса в продажу, И я уверен, что когда это случится, многие будут готовы перейти на наш, альтернативный мясу, продукт, по этическим причинам», сказал Peter Verstrate «Я уверен, что наш продукт появится на рынке в течение пяти лет.»Переход на искусственно выращенное мясо окажет влияние не только на этический вопрос, но так же будет иметь огромное влияние на много других аспектов, начиная от экологии, до решения проблемы голода в современном обществе, о чем будет написано ниже.
Профессор Марк Поуст (Mark Post) - создатель первого в мире «искусственного» бургера в 2013 году по цене £215,000
Первый прототип 2013 года был создан из стволовых клеток, взятых у коровы, которые затем были «выращены» в 20,000 тонких полосок мышечной ткани. После этого ткани были выложены вместе, сформировав тем самым кусок мяса для бургера. Не смотря на то, что вкус был очень похож на мясо, он все еще не был таким же сочным, поэтому оставалось проделать еще не мало работы, для улучшения вкуса.
«Бургер состоял только из белка и мышечных волокон. Но животное мясо - это нечто большее, чем это. Мясо - это еще и жир, и соединительная ткань, которые определяют вкус и текстуру натурального мяса - но мы этого не сделали, в то время».
Сейчас, в дополнение к мышечным волокнам, в лаборатории Поуста культивируются, так же, и жировые ткани. На создание этого процесса ушло много времени, т.к до недавнего момента, было не так уж и много научного интереса к культивированию жировых тканей, а те методы выращивания жировых тканей, используемые химиками, не годятся для этого - «Оригинальная методология создания жировых тканей из стволовых клеток требует стероидов, которые не приветствуются в пищевой промышленности» - сказал Марк Поуст, «Нам пришлось перепроектировать метод работы с биохимией клетки, чтобы выяснить, какие стимулы мы должны использовать. Теперь у нас есть много природных компонентов жира, которые фактически стимулируют производство жировых тканей».
Сейчас лаборатория Поуста культивирует говяжий жир и мышечную ткань раздельно и после чего смешивает воедино. В будущем, Поуст, планирует, создавать эти два вида тканей как единое целое, но на данный момент, они работают над усовершенствованием других факторов искусственно выращенного мяса.
Во-первых Поуст, планирует полностью исключить использование животных в процессе культивирования. (стволовые клетки, которые, на данный момент, берутся у коров, а так же эмбриональная бычья сыворотка, извлекающаяся из неродившихся телят) и перейти на фотосинтезирующие водоросли или цианобактерии, для создания 100%-но свободного от использования животных продукта, над чем, в ближайшие 5 лет и будут производиться работы.
Другой технический вопрос, с которым пытается разобраться команда Поуста заключается в том, как повысить содержание железа в культивируемой говядине. В мышечной ткани железо находится, в основном, внутри кислорода-связывающего белка, известного как миоглобин. Но из-за того, что в лабораторно выращенном мясе нету кровеносной системы, оно хранится в среде с высоким содержанием кислорода, что влияет на снижение экспрессии клеточного миоглобина. А чем меньше миоглобина в мясе, тем меньше железа, и тем менее питательное мясо
После того, как будет культивированна говядина, версии 2.0 - имеющяя больше жира, больше железа, и, в процессе создания которой, будет полностью устранена роль животных, Поуст начнет думать о расширении производства и вывода в продажу.
Переход от чашки Петри на заводы поднимает целый ряд новых проблем. К сожалению, процесс усовершенствования не разглашается, но Поуст намекнул, что в создании будут использоваться 3D принтеры
Видео процесса создания
Для чего ученые работают над искусственым мясом
Будущее меню искусственно выращенного мяса состоит не только из говяжих бургеров, - несколько групп по всему миру пытаются клонировать куриные грудки и филе рыбы.Но почему же все таки ученые хотят выращивать мясо в лабораториях? Ответ прост - это позволит решить несколько важных проблем человечества
Отпечаток на экологии, от потребления человечеством мяса, составляет 18% от общего загрязнения атмосферы. Производимый животными метан, и N 2 O, вносят вклад в «глобальное потепление», приблизительно в 300 раз больший, чем СО 2
К тому же, животное земледелие занимает огромную часть пахотных земель, питьевой воды, продуктов питания и горючих ископаемых топливных ресурсов.
На этом все,
Делитесь своим мнением на эту тему в комментариях.
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.
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.
Сегодня перенаселенность планеты и недостаток пищи для всех заставляет человечество искать новые пути для решения проблемы питания. Из научно-фантастических романов мы знаем, что в будущем еда будет совсем не такая, как сейчас. Писатели готовят нас к мысли, что есть мы будем исключительно полезную пищу, созданную искусственно. Оказывается, уже сегодня люди готовы создавать такую еду.
Летом 2013 года в Лондоне вообще был представлен первый в мире гамбургер с искусственным мясом. Котлета была создана с помощью искусственного фарша, который по сути вырастили в лаборатории на основе стволовых коровьих клеток. Правда, тот опыт хотя и оказался примечательным, успешным и массовым пока не стал.
Кулинарные критики отметили, что несмотря на присутствие настоящего говяжьего вкуса, мясу все же не хватает сочности. Интересно, что это далеко не первая попытка создать высокотехнологичную еду будущего. Расскажем, какие же еще попытки предпринимались на этом поприще.
Искусственная котлета. А начнем рассказ как раз с той самой котлеты, созданной на основе стволовым клеток. Для осуществления такого проекта и появления первого искусственного гамбургера потребовалось целых пять лет и сумма в 375 тысяч долларов. При этом большую часть финансирования (330 тысяч) осуществил Сергей Брин, сооснователь компании Google. Чтобы создать искусственный фарш была призвана целая группа ученых голландского университета города Маастрихт под руководством профессора Марка Проста. Маленькие частички мышечной ткани были выращены из миобластов. Эти стволовые клетки присутствуют в мышечной ткани даже у взрослых животных. Ученые подсчитали, что для выращивания искусственным путем мяса весом в 141 грамм потребуется 20 тысяч миобластов. Как уже было сказано, дегустаторы подтвердили натуральность структуры искусственных котлет. Но в этом продукте не оказалось ни сухожилий, ни жировой прослойки. Стоит отметить, что главная задача такого искусственного фарша - борьба с возможным продовольственным кризисом. И этот продукт уже в состоянии решать такую проблему. Ученые считают, что при развитии такой технологии синтетическое мясо может появиться на массовом рынке уже через 10-20 лет.
Напечатанная еда. Технологии становятся постепенно столь массовыми. Некоторые исследователи решили напечатать даже пищевой продукт. Прототип специального принтера для решения такой задачи был создан в 2011 году учеными английского Экстерского университета. А с апреля 2012 году принтер для печати шоколада доступ для покупки на сайте Choc Edge за 4424 доллара. Создатели этой установки говорят, что домашняя шоколадная фабрика работает аналогично обычному принтеру. Пользователь задает нужную ему фигуру, например, жирафа. А дальше уже принтер постепенно, слой за слоем, начнет выливать объемную копию. Хозяину такой машины надо только успевать заправлять в принтер сырье - шоколад. А в Америке запустили еще более интересный проект по печати мяса. Технология была разработана компанией Modern Meadow. Исходным материалом служат животные клетки - мышцы, жиры и прочие, которыми поделилось животное-донор, а также питательная среда, состоящая из сахара, солей, витаминов, минерала и аминокислот. В результате смешения получается желеобразная ткань, которая с помощью электростимуляции получает текстуру аналогичную мышцам. Уже в 2013 году должен появиться первый образец такой искусственной пищи. Проект показался столь интересный, что уже и появился крупный инвестор - сооснователь платежной системы Paypal Питер Тиль. Он дал на развитие проекта 350 тысяч долларов.
Мухи со вкусом жареного картофеля. Одним из самых свежих веяний в пищевой промышленности является употребление в пищу богатых протеинами насекомых. Осталось только придать им нужный, удобоваримый вид. Немецкий промышленный дизайнер Катарина Унгер создала специальную ферму для насекомых, которая позволяет прямо в домашних условиях создавать белковую пищевую добавку. В устройство Farm 432 надо засыпать личинки насекомых, например, мух. Там они попадают в особый рукав, где и вырастают до состояния взрослых особей. Затем мухи перемещаются в большой отсек, где они откладывают потомство. Уже эти существа взлетят вверх по трубе, либо попав в отсек для повторения воспроизводства, либо же в специальную чашку для разжарки. Есть даже видео того, как происходит процесс производства мух. Дизайнер сообщила, что ее установка позволила из грамма личинок за 18 суток получить уже 2,4 килограмма мух. Выращенную пищу храбрая Катарина Унгер рискнула попробовать сама. По словам немки личинки своим вкусом напоминают жареный картофель. Ценность такой установки хотя бы в том, что каждая личинка мухи на 42% состоит из протеина, в этой пище много кальция и аминокислот. Об этом изобретении стало известно в июне 2013 года, но о промышленных масштабах речи пока еще нет. Может быть, люди просто не готовы питаться мухами?
Вегетарианская курица. В нашем мире, ориентированном на потребление мясных продуктов, вегетарианцам порой приходится непросто найти себе вкусную и разнообразную пищу. Американская фирма Beyond Meat решила проблему замены куриного мяса. Разработка велась целых 7 лет, и вот в 2012 году на рынок был выведен новый продукт. «Фальшивая курица» создана с помощью смеси сои, муки, бобовых белков и белковых волокон. Новый продукт опробовал сооснователь Twitter Биз Стоун. Он заявил, что такая курица по своему вкусу действительно напоминает натуральную. Если бы синтетический продукт подали бы вегетарианцу в ресторане, то впору было бы возмущаться присутствием мяса в блюде. Вместе со своим бизнес-партнером Эваном Уильямсом Стоун даже финансировал развитие такого проекта. Сперва курицу для вегетарианцев можно было купить только в Северной Калифорнии, но сегодня объем поставок заметно вырос. Такая еда будущего уже доступна и в Бразилии, и в Колумбии.
Замена яйцам. Молодой бизнесмен Джош Тетрик в 2012 году запустил компанию Hampon Creek Foods. Эта компания призвана разработать искусственную замену такому популярному продукту, как птичьи яйца. При участии биохимика Йохана Бута был получен первый результат - желтый порошок из загадочных растений. Продукт Beyond Eggs предлагается добавлять в тесто вместо яиц. На сайте указано, что целевой аудиторией компании являются крупные пищевые производители, которые как раз в массовом количестве и используют яйца или яичный порошок. А предлагаемая субстанция может быть использована при выпечке макарон, маффинов и замешивании майонеза. Правда, пока не вполне ясно, зачем заменять натуральный продукт загадочным порошком. Сам же автор идеи заявляет, что промышленное производство яиц плохо влияет на экологию, да и обращение с курицами гуманным не назовешь. Пока еще неясно, сколько будет стоить яичный порошок, но его создатели обещают сделать его дешевым.
Хлеб долгого хранения. Кто из нас не сталкивался с необходимостью выбрасывать зачерствевший и заплесневевший хлеб? В 2012 году техасская компания Microzap представила новаторские микроволновые печи. По словам создателей такая машина может создать хлеб, который будет на 2 месяца защищен от плесени. Особая технология была разработана учеными Техасского технологического университета. Для того чтобы хлеб дольше жил, его на 10 секунд погружают в сложную микроволновую печь, которая настроена на излучение нужной частоты. Это и убивает споры плесени. Изобретатели уверяют, что их технология поможет не только тем, кто выпекает хлеб. Ведь в таком устройстве можно обрабатывать овощи, фрукты и даже запеченную птицу.
Вино и нанотехнологии. Нанотехнологии пришли уже и в пищевую промышленность. Нидерландская дизайн-студия Next Nature как раз и специализируется на адаптации технологий будущего к пищевой промышленности. Так и появилось новое, динамичное вино. Изменение температуры среды ведет к изменению вкуса, запаха и даже цвета напитка. В состав Nano Wine входят молекулярные соединения с разными свойствами и ароматами, что и активируется именно при нагревании. Если нано-вино не подвергать СВЧ-излучению, то оно похоже на мерло с фруктовыми нотками. А график изменения напитка при нагревании прилагается прямо к вину. На вертикальной оси отложена мощность в ваттах и сила аромата, а на горизонтальной - вкус и время в секундах. Сорт же винограда оказывается разбросанными в поле между осями. Например, для получения терпкого и мягкого каберне надо минуту греть вино в микроволновке при мощности излучения в 900 ватт. Такая памятка будет приложена к каждой бутылке, если все же столько многоликое вино окажется на рынке. Пока же создатели такого продукта просто изучают заинтересованность потенциальных покупателей. А запуск продаж - дело будущего, непонятно только, насколько недалекого.
Съедобная упаковка. Сегодня большая часть еды снабжена упаковкой. И чем больше мы потребляем пищи, тем больше отходов в виде пленки, бумаги, пластика остается. Эта идея призвана решить такую проблему. Профессор Гарварда Дэвид Эдвардс создал особую форму упаковки под названием WikiCell. Она состоит из кальция, перемолотых орехов и некоей липкой субстанции, которая вырабатывается водорослями. Эта смесь идет на приготовление твердой оболочки шарообразной формы. Внутрь нее можно заливать соки, мороженое йогурты или даже супы. А приобрести отдельно такую съедобную упаковку нельзя. Уже к концу 2013 года в продажу поступят сразу два продукта, которые можно будет съедать полностью - йогурт Frozen Yogurt Grapes и мороженое GoYum Ice Cream Grapes.
Печенье из водорослей. В 2003 году компания The Solazyme заявила о себе, как создатель биотоплива на основе водорослей. Но в этом бизнесе у производителя оказалось немало конкурентов. Пришлось компании расширить список создаваемых из водорослей продуктов. Так была получена новая мука. Порошок бледно-желтого цвета может быть использован для изготовления мороженого, шоколада или печенья. Надо отметить, что ничего удивительно в употреблении водорослей в пищу нет. Например, в японской кухне это обычная добавка для многих блюд. Новаторство же американцев состоит в том, что вкус их добавки не замечается в традиционной для европейцев еде. Так можно получать куда более вкусные и менее калорийные блюда. То же мороженое оказывается менее калорийным вдвое. И хотя технология не нашла пока еще широкого применения, авторы идеи надеются найти своего инвестора.
Дневной рацион в одном напитке. Этот напиток пытается вывести на рынок молодой программист из Атланты Роб Ринехарт. Уникальность питательной смеси состоит в том, что в ней заключены все необходимые для жизнедеятельности человека микроэлементы. Автор проекта с помощью сервиса Kickstarter решил собрать деньги на запуск производства уже в 2013 году. Этот сайт позволяет собрать с помощью пожертвований нужную сумму. Очевидно, что Ринехарту удалось собрать необходимые средства, во всяком случае именно об этом сообщает успешный статус проекта на сайте Kickstarter. Журналу Vice автор стартапа поведал, что такой напиток позволит людям сэкономить массу времени. Сам Ринехарт устал уже готовить себе пищу, решив пойти простым путем и создать универсальный продукт. В нем смешались минералы, витамины, полезные микроэлементы, жиры и углеводы. Создатель напитка будущего постарался, чтобы в одном стакане нашлось место для всего, что необходимо организму человека. Ринехарт утверждает, что изобретенным им напитком сам он питался несколько месяцев, а вкус так и не надоел. Продукт напоминает йогурт, только без сладких добавок. Месячный рацион человека обойдется в таком виде всего в 100 долларов. Сейчас автор и главный тестер идеи проходит медицинское исследование. Судя по записям в блоге, продукт действительно действует. Новый товар Ринехарт планирует запустить в продажу на территории США и Канады уже в конце 2013 года, а в Европе чудо-напиток должен появиться уже в марте 2014 года.
Элитная молекулярная кухня. Если большинство изобретателей пищи будущего думают о ее сытности, практичности и цене, то французский шеф-повар Пьер Ганьер руководствуется другими мотивами. Он стремится слегка видоизменить кулинарию в соответствии с собственным видением. Результаты его деятельности говорят об успехах в этом вопросе. В 2008 году шеф-повар вместе с химиком Эрве Тисом, одним из создателей молекулярной кухни, создал новое блюдо, которое целиком состоит из искусственных компонентов. Отличие молекулярной кухни от традиционной заключается в использовании новых технологий. Например, повара используют охлаждение с помощью высоких технологий, смешивают нерастворимые вещества и буквально проводят на кухне химические опыты. Именно так и получаются очень необычные блюда. Обычные макароны могут иметь вкус клубники. Все же стоит отметить, что в химической гастрономии используются чаще обычные продукты, такие, как целые ягоды. Синтетическое блюдо Ганьера представляет собой шарик-желе, слепленный из лимонной и аскорбиновой кислоты, с добавками глюкозы, малтинола. Вкус у такого блюда получился яблочно-лимонный. Интерес к такого рода продуктам именитый повар сумел привить своим ученикам в кулинарной школе Le Cordon Bleu. Вместе с последователями в 2011 году Ганьер сумел представить обед Note a Note, который вообще полностью состоял из синтетической пищи.
«Мясо в пробирке» – продукт, который никогда не был частью живого полноценного организма. Современные исследовательские проекты трудятся над созданием экспериментальных образцов мяса, чтобы в ближайшем будущем установить его промышленное производство. В перспективе создание полноценной культивированной мышечной ткани, которая решит и этическую сторону вопроса, и обеспечит пищей нуждающиеся регионы. Полученное мясо не может считаться вегетарианским, поскольку оно выращено на основе животного, а не растительного (соевого/пшеничного) белка.
Сейчас культивация мяса стоит дорого. В будущем, когда технология будет освоена пищевыми концернами, себестоимость продукта не будет превышать цену обычной .
Что нужно знать о продукте будущего, чем он отличается от обычного мяса и на каком этапе находятся современные исследования?
С чего все началось
Промышленное производство мяса задевает не только этические, но и экологические проблемы. Более того, найти качественный мясной продукт на прилавках – весьма тяжелая задача. Производители часто используют в производстве антибиотики и гормоны, которые ставят под сомнение пользу и безопасность готового продукта. Содержание скота и промышленное производство мясных товаров влияет на выработку парниковых газов, расход пресной , рациональное распределение территорий – и это не окончательный список.
Кормовые пастбища и поля для промышленного скота занимают 30% полезной суши всей планеты, а огороды/сады/парники и поля занимают всего 4-5%.
Решать глобальные проблемы с экологией и качеством мяса нам предстоит уже в ближайшие годы. На сегодня существует всего 2 пути: создание мяса на основе растительного ( / /) или животного белка.
Один из отличных вариантов решения проблемы нашла американская компания Beyond Meat. Они первыми выпустили котлеты на основе растительного белка, которые по вкусу и питательной ценности равны натуральному мясу. Котлеты также «шкварчат» при жарке и абсолютно идентичны по вкусу /курице/ . Единственный нюанс – котлеты обладают узнаваемым овощным запахом.
Современная пищевая промышленность больше заинтересована в мясе из животного белка. Поскольку ингредиент на основе овощей принято считать «имитацией мяса», а продукт, выращенный в пробирке, будет абсолютно идентичен органическому мясному отрубу.
Технология создания продукта
Мясо представляет собой мышечную ткань животного. Чтобы создать продукт в пробирке, необходимо получить те самые мышечные клетки животного. Чтобы эти клетки выросли в большой сочный отруб нужен . Животные клетки извлекают всего один раз, в дальнейшем они не потребуются – будет происходить синтез уже имеющегося материала.
Современная технологичная база предусматривает всего 2 варианта развития мяса в пробирке:
- формирование совокупности мышечных клеток, которые изначально не связаны друг с другом;
- формирование целой структуры мышц, которые уже связаны и пребывают в определенной зависимости.
Второй способ гораздо сложнее первого. Почему? Мышцы любого живого организма состоят из мышечного волокна – это длинные клетки, внутри которых концентрируется несколько ядер. Эти клетки не могут делиться самостоятельно. Мышечные волокна формируются только тогда, когда клетки-предшественники сливаются друг с другом для формирования новой структуры. Соединяться могут как клетки-спутники, так и эмбриональные стволовые клетки. В теории эти клетки можно поместить в специальную емкость, перемешать их и создать новую структурную единицу, но это возможно только в теории. Чтобы мышца выросла необходимо просчитать ее расположение, кровоснабжение, получение кислорода, удаление отходов и прочие нюансы. Более того, для нормального развития мышечной ткани придется выращивать еще несколько групп клеток, которые будут поддерживать ее и способствовать развитию. Мышечные волокна нельзя просто так растянуть или заставить развиться до нужного размера и состояния, поэтому процесс требует колоссальных усилий, времени и материальных средств.
В 2001 году дерматолог Виет Вестерхов, врач Виллем ван Эйлен и бизнесмен Виллем ван Коотен подали патент на производство мяса в пробирках. Их технология предусматривала создание биологической матрицы, в которую мышечные волокна самостоятельно введут коллаген. Затем клетки зальют питательным раствором и буквально заставят размножаться. Следом за группой ученых патент получил и американец Джон Вейн. Он также выращивал мышечную и жировую ткань на комплексной основе. В двух случаях удалось создать продукты питания, которые были идентичны курице, говядине и рыбе.
Существует заблуждение, согласно которому для производства мяса используют методы генной инженерии. На самом деле, натуральные клетки, из которых формируется отруб, растут ровно в той же мере, что и генно-модифицированные.
Компания «Memphis Meats» запустила уникальный стартап по разработке синтетического куриного мяса. Именно эта компания впервые вырастила куриное мясо в лабораторных условиях. Ученые решили воссоздать куриный наггетс не из бедра животного, а из обычной пробирки, что им успешно удалось. Технически наггетсы могут называться мясом, поскольку они созданы из стволовых клеток животного организма. Но процесс выращивания и формирования продукта оказался более чистым и экономичным. Синтетическое куриное мясо «Memphis Meats» в полной мере удовлетворило защитников окружающей среды, вегетарианцев, крупные промышленные концерны и рядовых обывателей.
Глава компании Ума Валети решила выпустить наггетсы под названием «Чистое мясо», что символизирует способ их создания. Ума утверждает, что крупные промышленные компании всерьез заинтересованы лабораторным мясом. Производство натуральной курицы/говядины/свинины с каждым годом становится более затратным и малоэффективным. Наггетсы от «Memphis Meats» сейчас стоят около 1000$. Чем быстрее технология начнет распространятся по всему миру, тем дешевле будет итоговая себестоимость продукта.
Проблемы научных исследований
Направление, которое специализируется на культивации мясных продуктов, развилось из области биотехнологии, вернее – тканевого инжиниринга. Направление развивается одновременно с другими отраслями, которые связаны с биотехнологиями. Главное препятствие, с которым столкнулись ученые – снижение себестоимости готового продукта. Но это еще не все, в полный список входят:
- Скорость размножения мышечных клеток. Ученые давно научились разделять стволовые клетки, но для промышленного производства мяса необходимо, чтобы они делились гораздо быстрее.
- Культура биологической среды. Среда, в которой будут развиваться клетки, отличается для каждого отдельного организма. К примеру, рыбе и овце нужна совершенно разная питательная среда. Чтобы наладить массовое производство, необходимо определить и проверить питательные среды для всего скота.
- Экология. Вопрос все еще остается туманным и малоизученным.
- Благополучие скота. Биологический материал, который необходим для развития мышечной ткани, нужно научиться синтезировать без животных, иначе в искусственном мясе нет совершенно никакого смысла. Исключение – разовое взятие материала для получения стволовых клеток.
- Целостность клетки. Чтобы получить качественный отруб из мышечных клеток необходим кислород и питательные компоненты. В организме живого животного этим занимаются кровеносные сосуды. Ученые создали специальную матрицу, которая наполняет клетки и способствует их росту. Но поиски максимально эффективного биореактора ведутся до сих пор.
- Безопасность для человека. Существует вероятность, что синтетическое мясо станет агрессивным аллергеном для некоторых групп потребителей. Аллергию может вызывать даже растительная среда, в которой будет развиваться клетка.
Чем искусственное мясо отличается от обычного
Вкус
Отличить культивированный стейк от натурального практически невозможно. Независимо от особенностей отруба, синтетическое мяса абсолютно идентично обычному. Его внешний вид также не вызывает вопросов. Единственное некритичное отличие – текстура. Мясо из пробирки более мягкое и нежное, чем натуральное, но это скорее преимущество, нежели недостаток.
Потребители утверждают, что характеристики культивированного мяса полностью идентичны размороженному отрубу. Он плохо маринуется и впитывает различные вкусы, но отлично подходит для употребления в пищу и создания универсальных блюд.
С сетью Whole Foods, которая реализует и растительное (на основе растительного белка), и натуральное мясо, приключился казус. Работники случайно расфасовали готовое искусственное куриное мясо в упаковку для натурального. За несколько недель, что потребители покупали мясо из пробирки вместо обычного, в компанию не поступило ни одной жалобы или вопросов. Потребители просто не заметили подмены, значит, синтетическое мясо вполне съедобно.
Качество
Ученые допускают, что производство искусственного продукта в промышленных масштабах потянет за собой увеличение химических добавок и искусственных гормонов. Заметим, что при производстве натуральных отрубов подобные меры исключены. Более того, все еще не существует точного плана разработки промышленного производства мяса без использования антибиотиков. Антибиотики необходимы для предотвращения инфекций и блокирования возможных возбудителей. Без их использования существует высокий риск заражения через пищу.
Мясо из пробирки все еще не пробралось на рынок по двум причинам:
- недоработанная технология;
- высокая себестоимость.
Главная цель ученых – создать продукт, который будет более качественным и полезным, чем уже имеющийся на рынке, поэтому с запуском незачем торопиться. Первое, что необходимо решить – процентное соотношение . В натуральном отрубе высокая концентрация , что ведет к повышению уровня вредного , ожирению, болезням сердца и сосудов. В искусственном мясе вопрос жира должен быть решен или сведен к возможному минимуму. Ученые рассматривают идею искусственного введения во время культивации. Эта идея аналогична тому, что животным вводят особые питательные корма на основе витаминов, полезных нутриентов и жирных кислот перед забоем.
Экология
Экологичность искусственного мяса вызвала волну дискуссий. К примеру, журналист Брендан Корнер и целый ряд владельцев патентов на синтетическую продукцию уверены, что защищают экологию. Производство синтетического мяса требует меньших ресурсов, минимального выделения парникового газа и практически не производит отходов.
У союза Union of Concerned Scientists свое мнение на этот счет. Маргарет Меллон, один из представителей союза, считает, что промышленное производство искусственных мясных отрубов затребует гораздо больше энергии и топлива, чем традиционные технологии. Она считает, что новый метод будет разрушительным и приведет к остаточному краху экологического равновесия.
Точно определить на чьей же стороне правда невозможно. В 2011 году проводили исследование, согласно которому производство синтетического мяса требует:
- на 7-45% меньше энергии;
- на 99% меньше промышленных земельных участков;
- на 82% меньше запасов жидкости;
- создает на 78% меньше выбросов парникового газа.
Но на момент проведения исследования не существовало технологий промышленного производства. А в основу опытов был заложен гипотетический процесс производства.
Экономичность
Сегодня, пока синтетическое мясо не представлено на полках магазинов, его стоимость высока: около 1 миллиона долларов на 250 грамм искусственной говядины. Чтобы приравнять эту заоблачную стоимость к реальной рыночной, необходимы инвестиции и повсеместное использование технологии. Сократить расходы может и технологический прогресс. Как только технологии выращивания мышечной ткани будут улучшены и оптимизированы, то стоимость мяса резко упадет.