A jövőbeni hús valószínűleg különbözik a múlt húsától. Stanley Kubrick, fotós, LOOK Magazine Photograph Collection, Kongresszusi Könyvtár, Nyomatok és fényképek osztály, LC-USZ6-2352., CC BY-ND
Ha húst eszel, ha húsevő vagy, állati izmokból származik. Az állatok azonban sokkal többet tartalmaznak, mint pusztán izom. Van olyan szervük és csontjuk, amelyet az amerikaiak többsége nem fogyaszt. Élelmet, vizet, helyet és társadalmi kapcsolatokat igényelnek. Hulladékot termelnek.
A gazdálkodók sok energiát és erőforrást költenek komplex organizmusok termesztésére, így hulladékot generálva a folyamatban, csak arra összpontosítva, hogy jövedelmező húsdarabokat lehessenek betakarítani.
Könnyebb, humánusabb, kevésbé pazarló lenne csak azokat az alkatrészeket gyártja, amelyeket az emberek akarnak. A sejtbiológia és a szövettechnika segítségével csak izom- és zsírszövet termeszthető. Tenyésztett húsnak hívják. A tudósok ugyanolyan bemeneti forrásokat biztosítanak a sejtekhez, amelyekre szükségük van, közvetlenül az állaton kívül: tápanyagok, oxigén, nedvesség és sejt szomszédaikból származó molekuláris jelek.
A kutatók eddig megművelt sejtcsokrok amelyek feldolgozott húsré alakíthatók, mint például hamburger vagy kolbász. Ez a tenyésztett hústechnológia még a kutatás és fejlesztés korai szakaszában van, mivel a prototípusokat felméretezik és finomítják, hogy felkészüljenek a kereskedelem kihívásaira. De a biomérnökök már a következő súlyosabb kihívást is felveszik: strukturált húsdarabok növesztése, mint például steak vagy csirke szeletek.
Miből készül a hús
Ha egy darab nyers húst néz a mikroszkóp alatt, láthatja, hogy mit eszik sejt szinten. Minden harapás izom- és zsírsejtek mátrixa, erekkel átlapolva és kötőszövet veszi körül.
Az izomsejtek tele vannak fehérjékkel és tápanyagokkal, a zsírsejtek pedig tele vannak zsírokkal. Ez a két sejttípus hozzájárul a húsevő ízének és szájérzetének nagy részéhez, amikor egy hamburgerbe vagy steakbe harapják.
A pulyka azon része, amely festett, hogy megmutassa a sejtszintű szervezet felépítését a vázizomszöveteknek - más néven húsnak. Natalie Rubio
A véredények az állat szövetét tápanyagokkal és oxigénnel látják el, amíg életben van; A levágás után a vér egyedülálló, fémes, umami-árnyalatokat ad a húshoz.
A kötőszövet, amely olyan fehérjékből áll, mint a kollagén és az elasztin, az izomrostokat egy összehangolt kötegekbe rendezi, összehúzódás irányában. Ez a kötőszövet főzés közben megváltozik, és textúrát - és rostot ad hozzá a húshoz.
A celluláris mezőgazdasággal foglalkozó kutatók számára a kihívás az, hogy a hús ezt az összetettséget alulról felfelé utánozzák. Az izom- és zsírsejteket tenyészthetjük egy Petri-csészében - de az erek és a kötőszövetek nem spontán generálódnak, mint egy állatban. Hogyan tudunk biológiai anyagokat és bioreaktorokat megtervezni, hogy biztosítsák a tápanyagok diffúzióját és indukálják a szerveződést, hogy vastag, strukturált húsdarabokat érjünk el?
A tenyésztett húsburgerek az első lépés
Bármely tenyésztett hús elkészítéséhez a kutatók kis - gondoljunk márványméretű - szövetmintákat vesznek tehénből, sertésből vagy csirkéből, és izolálják az egyes sejteket. Ezután a hasonló biogenezisték a sejteket műanyag lombikba helyezik, és tápanyagokat, oxigént és nedvességet adnak nekik, miközben testhőmérsékleten tartják őket. A sejtek boldogok és exponenciálisan megoszthatók, egyre több sejt jön létre.
Műanyagon történő termesztés esetén a sejtek addig osztódnak, amíg az összes rendelkezésre álló felületen meg nem jelennek. Ennek eredményeként zsúfolt réteg lesz, amely egyetlen sejt vastag. Amint a sejtek nem osztódnak, elkezdenek érezni. Az izomsejtek összeolvadnak és hosszú izomrostokat hoznak létre, és a zsírsejtek lipideket termelnek. A kutatók egyesíthetik ezeket a cellákat, hogy feldolgozott húskészítményeket készítsenek, például hamburgereket, forró kutyákat és kolbákat.
Az állati sejtek önmagukban megismételhetik a húsos tapasztalatok nagy részét. Erek és kötőszövet nélkül nem végez egy szervezett, háromdimenziós szövettel - és ehhez szüksége van strukturált húsdarabokra, például steakre, csirkemellre és szalonnára.
Ennek a kihívásnak a leküzdése érdekében a tudósok biomatermékekkel megismételhetik az erek szerkezetét és működését (tápanyag- és oxigénátvitel céljából) és kötőszövet (a szervezet és szerkezet szempontjából). Ezt a kutatási területet nevezzük állványfejlesztés.
Ha bizonyos sejteket biztosítanak a sejtek növekedéséhez, akkor a hamburgertől a steakig termesztett húst kapnak. Tyler Olson / Shutterstock.com
Az állványok a titkos alkotóelemei
Az állványok fogalma a szövettechnika orvosi alkalmazásokhoz. A tudósok egyesítik a sejteket és az állványokat, hogy funkcionális biológiai anyagokat készítsenek kutatáshoz, toxikológiai szűréshez vagy implantátumok.
Ezeknek a biológiai anyagoknak különböző formái lehetnek - filmek, gélek, szivacsok - attól függően, hogy milyen tulajdonságokkal kívánják megkapni a kapott szövetet. Például, megteheted növekszik a bőr sejtjei egy lapos kollagén filmön bőr-graft létrehozása az áldozatok égésének elősegítésére, vagy csontsejtek egy hidroxi-apatit szivacsban a csontok regenerálódásához.
Orvosi alkalmazásokhoz az állványoknak általában biztonságosnak kell lenniük a beültetéshez, nem indukálhatnak reakciót a test immunrendszeréből, lebonthatóknak és képesek támogatni a sejtnövekedést.
Élelmiszeripari alkalmazások esetén az állványok tervezési szempontjai eltérőek. Még mindig támogatniuk kell a sejtnövekedést, de az is fontos, hogy olcsó, ehető és környezetbarát legyen. Néhány élelmiszer-felhasználásra szánt biomateriā a növényekből származó cellulóz, a gombákból kitozánnak nevezett szénhidrát és algákból származó alginátnak nevezett szénhidrát.
Itt egy "recept" a tenyésztett húsra, amelyen a laboratóriumban dolgoztam. Először hozzon létre egy megfelelő állványt. Izolálja a kitozánt a gombából és oldja fel vízben, hogy viszkózus gélt kapjon. Helyezze a gélt egy csőbe, és tegye ki az egyik végét hideg anyagnak, például szárazjég vagy folyékony nitrogén. Az egész gélcső lassan lefagy, kezdve a hideg végétől. A fagyasztott gélt ezután vákuumban, nagyon alacsony hőmérsékleten, a gélt meghúzva fagyasztva száríthatja, végül száraz szivacsszerű anyagot képezve. A Az irányított fagyasztási folyamat szivacsot hoz létre kicsi, hosszú, egymással párhuzamos pórusokkal, amelyek egy sorszálra hasonlítanak - és az izomszövetre is.
Egyszerűsített eljárás kitozán szivacs előállításához igazított pórusokkal. Natalie Rubio, CC BY-ND
Ezután a hús lapos műanyagon történő növesztése helyett a sejteket áthelyezheti ebbe a háromdimenziós szivacsba, hogy nagyobb felületet biztosítson a vastagabb szövetek növekedéséhez. A pórusok elősegíthetik a tápanyagok és az oxigén elosztását az egész szövetben. Eddig ezzel a technikával a laboratóriumom apró húsdarabot tudott előállítani, amely centiméter centiméternél kevesebb volt - egy kicsit kicsi a főzéshez, de erős induláshoz.
Az állványzat további lehetőségei között szerepel a sejtek növekedése az alginát alapú rostokban, gélekben vagy szivacsokban. Vagy a technikusok leöblíthetik a növényi sejteket a növényektől egy úgynevezett dellulizálási és újratelepítse az állati sejtekkel hátrahagyott cellulózkeretet.
Ha a kutatók olyan anyagokat és módszereket találnak, amelyek igazán jól működnek, akkor nagyobb tételeket készítünk. Ezen a ponton a folyamat fokozása és a költségek csökkentése lesz a játék, így a tenyésztett húskészítmények költség-versenyképesek lehetnek a tenyésztett húskészítményekkel szemben.
Mindig izgalmas látni, hogy az induló cégek debütálnak tenyésztett húsgombóc, kolbász és hamburgert. De előre látom, mi lesz a következő. Kissé több kutatással, idővel, finanszírozással és szerencsével az 2.0 tenyésztett húsmenü tartalmazza a steak- és sertésbordakat, melyeket sok húsevő ismert és szeret.
A szerzőről
Natalie R. Rubio, celluláris mezőgazdasági doktora, Tufts Egyetem
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Táplálkozási könyvek az Amazon Best Sellers listájáról
"A kék zónák konyhája: 100 recept a 100 éves élethez"
írta Dan Buettner
Ebben a könyvben Dan Buettner szerző recepteket oszt meg a világ „kék zónáiból”, olyan régiókból, ahol az emberek a leghosszabb és legegészségesebb életet élik. A receptek teljes, feldolgozatlan élelmiszereken alapulnak, és hangsúlyt fektetnek a zöldségekre, hüvelyesekre és teljes kiőrlésre. A könyv tippeket is tartalmaz a növényi alapú étrend követéséhez és az egészséges életmódhoz.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
"Orvosi tisztítószer a gyógyuláshoz: gyógyulási tervek szorongásos, depressziós, aknés, ekcémás, Lyme-ban, bélproblémákban, agyi ködben, súlyproblémákban, migrénben, puffadásban, szédülésben, pikkelysömörben, cysben szenvedőknek"
írta Anthony William
Ebben a könyvben a szerző Anthony William átfogó útmutatót kínál a test táplálkozással történő tisztításához és gyógyításához. Bizonyítékokon alapuló ajánlásokat ad a beillesztendő és kerülendő élelmiszerekre, valamint étkezési terveket és recepteket ad a tisztítás támogatására. A könyv információkat tartalmaz arról is, hogyan lehet táplálkozással kezelni bizonyos egészségügyi problémákat.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
"A Forks Over Knives Terv: Hogyan lehet áttérni az életmentő, teljes élelmiszert tartalmazó, növényi alapú étrendre"
Alona Pulde és Matthew Lederman
Ebben a könyvben Alona Pulde és Matthew Lederman írók lépésről lépésre útmutatót adnak a teljes táplálékot tartalmazó, növényi alapú étrendre való átálláshoz. Bizonyítékokon alapuló táplálkozási ajánlásokat adnak, valamint gyakorlati tanácsokat adnak a vásárláshoz, az étkezés megtervezéséhez és az elkészítéshez. A könyv recepteket és étkezési terveket is tartalmaz az átmenet támogatására.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
"A növényi paradoxon: Az "egészséges" élelmiszerek rejtett veszélyei, amelyek betegségeket és súlygyarapodást okoznak
szerző: Dr. Steven R. Gundry
Ebben a könyvben Dr. Steven R. Gundry ellentmondásos perspektívát mutat be a táplálkozással kapcsolatban, azzal érvelve, hogy sok úgynevezett „egészséges” étel valóban káros lehet a szervezetre. Bizonyítékokon alapuló ajánlásokat ad a táplálkozás optimalizálására és e rejtett veszélyek elkerülésére. A könyv recepteket és étkezési terveket is tartalmaz, amelyek segítenek az olvasóknak a Plant Paradox program megvalósításában.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
"The Whole30: A 30 napos útmutató a teljes egészséghez és az élelmiszer-szabadsághoz"
Melissa Hartwig Urban és Dallas Hartwig
Ebben a könyvben a szerzők, Melissa Hartwig Urban és Dallas Hartwig átfogó útmutatót kínálnak a Whole30 programhoz, amely egy 30 napos táplálkozási terv az egészség és a jólét elősegítésére. A könyv információkat nyújt a program mögött meghúzódó tudományról, valamint gyakorlati tanácsokat ad a vásárláshoz, az étkezés megtervezéséhez és az elkészítéshez. A könyv a programot támogató recepteket és étkezési terveket is tartalmaz.
