Культивируемое мясо: как ростовские ученые печатают котлеты из кролика на 3D-принтере
22.09.2023
Материал прочитан 462 раза и оценен
0
Автор проекта по созданию культивируемого мяса в Ростове-на-Дону, старший преподаватель ДГТУ Сергей Головин рассказал «Деловой газете Юг», как при помощи 3D-биопринтера ростовские ученые печатают котлеты из культивированного мяса кролика и для чего понадобилось производить гибридные продукты.
Культивируемое мясо – это будущее, которое уже наступило, уверен старший преподаватель кафедры «Биоинженерия» Донского государственного технического университета (ДГТУ) Сергей Головин.
Он рассчитывает, что через 10 – 20 лет такой продукт будет конкурировать на полках отечественных магазинов с традиционным мясом. Пока же разработка продуктов питания с использованием клеточных технологий и тканевой инженерии – часть учебной программы по подготовке биоинженеров в ДГТУ.
Донорские клетки кролика вырастают до мясной ткани
Научные работы в области разработки культивируемого мяса финансируются университетом в рамках программы «Приоритет-2030», а также Фондом поддержки инноваций и молодежных инициатив Санкт-Петербурга в рамках гранта Blue Sky Research-2023.
Всего за два года исследований в лаборатории ДГТУ вырастили около 200 грамм клеточной массы. Для презентации работы ученые создали три 12-граммовые котлеты, которым придали необычную форму при помощи 3D-биопинтера.
«Суть технологии заключается в том, что мы при помощи биопсии берем у животного-донора стволовые клетки, размножаем их в лабораторных условиях, а затем дифференцируем до «мясных» клеток: мышечных, жировых, соединительнотканных и сосудистых. После этого мы формируем из этой массы структуру, похожую на мясо, – рассказывает Сергей Головин. – Наша «котлета», собственно, никогда котлетой не являлась. Это, скорее, высокотехнологичное мясное блюдо. Мы взяли в качестве донора клеток кролика, поскольку это самое большое «съедобное» лабораторное животное, которое мы могли разместить в нашем виварии на время эксперимента».
По его словам, «мясные» клетки ученые культивируют на микроносителях из растительного белка с целью формирования маленьких крупинок, похожих на фарш. К ним добавляют гидрогель и при помощи 3D-биопринтера печатают ячеистые прямоугольники, «дозревающие» в инкубаторе и приготовленные путем обжаривания на сковороде в растительном масле.
«Нашей задачей было не массовое производство котлет, что невозможно в лабораторных условиях, – поясняет Сергей Головин. – Мы разрабатывали технологию, модифицировали ее под наши реалии и проводили ряд исследований свойств готового продукта, для этого не нужны большие объемы и количество».
Культивируемое мясо – безопасный продукт?
Как отметил ученый, получить в биореакторе большую массу клеток технологически несложно. А вот воссоздать из этого мясного пюре привычную для потребителя структуру с плотностью и консистенцией мяса – задача серьезная. Разные разработчики решают ее по-своему.
Ростовские ученые показали возможность применения разных методов клеточной биологии и тканевой инженерии для создания принципиально новых продуктов питания. Таким способом ученые могут изготовить обычную котлету, начинку для пельменей или колбасу. Однако у потребителя возникает вопрос о безопасности нового продукта.
«У нас есть понимание, что мясо, получаемое сейчас традиционным способом – животноводством – далеко не безвредный продукт, – подчеркивает Сергей Головин. – Оно потенциально может содержать антибиотики, гормоны, токсины, патогенные бактерии, вирусы и прионы. При этом почти аналогичное по клеточному составу мясо, выращенное в стерильных контролируемых условиях в биореакторе, будет гораздо более «чистым» продуктом».
Промышленное и лабораторное мясо
Сейчас все производство культивируемого мяса можно разделить на две категории: промышленное и лабораторное. Для промышленного, где ключевым параметром является выход конечного продукта, используются огромные биореакторы и налажены технологические линии.
В лабораториях же проводятся работы по усовершенствованию технологии, поиску все более дешевых компонентов питательной среды для клеток и способов воссоздания структуры мяса. Подобные разработки в России ведут только три группы ученых, включая ростовский вуз.
«Сейчас мы хорошо умеем делать культивируемое мясо в виде фарша, – отметил Сергей Головин. – Это уже большое достижение, так как из мясного фарша можно изготовить очень большой ассортимент полуфабрикатов, но, конечно, мечта любого разработчика сделать стейк».
Биореакторы – это дорогостоящее оборудование, минимальная цена самого простого лабораторного биореактора для исследовательских задач составляет около 3 млн рублей. Помимо биореактора требуется еще клеточная лаборатория с обученным персоналом, реактивами и расходными материалами. Минимальная стоимость самой простой такой лаборатории в России – от 10 млн рублей.
Котлета почти за 300 тыс. евро
Вузовские ученые пока не занимались экономическими просчетами в рамках своего проекта. Однако могут назвать цену котлеты, которую в 2013 году представил фармаколог и профессор Маастрихтского университета Марк Пост. Самый первый бургер с котлетой из мяса, выращенного в лаборатории из клеток коровы, стоил 292 тыс. евро – это цена его почти пятилетней разработки. За десять лет стоимость подобных котлет, которые уже продаются в магазинах Сингапура и США, сократилась до 8 долларов.
«Да, это еще дороже традиционного мяса, но за 10 лет стоимость невероятно снизилась, – справедливо отмечает ростовский ученый. – Здесь можно провести аналогию со смартфонами: первые модели стоили огромных денег и выпускались в ограниченных количествах. Сегодня же трудно найти человека без этого устройства, причем скорее всего он сменил уже несколько. Как только в технологии начинают инвестировать, как только появляется инфраструктура и запрос со стороны массового потребителя – продукт технологии дешевеет».
Сергей Головин надеется, что через 10 – 20 лет культивируемое мясо будет конкурировать на полках отечественных магазинов с традиционным.
При этом, добавляет ученый, технология культивируемого мяса направлена не на полную замену традиционного мяса животных. Необходимость культивирование мяса он обосновывает стремительно растущим населением Земли, которое сегодня составляет более 8 млрд человек. Из них 1 млрд – страдает от голода, отмечает Сергей Головин.
«Взрослому человеку в сутки требуется примерно 80 грамм белка. Если мы возьмем 8 млрд и умножим на 80 грамм, то получится 640 тыс. тонн белка в день! – приводит точную статистику ростовский ученый. – Такое количество содержится, например, в 5 млн коров или 1,5 млрд кур».
По словам исследователя, темпы производства в современном животноводстве уже не могут обеспечить население таким количеством продукта. Культивированное мясо, по мнению Сергея Головина, позволит восполнить дефицит.
Кроме того, отмечает ученый, традиционное животноводство – один из наиболее вредных видов производства. Сложно это понять, глядя на буренку, мирно жующую траву на зеленом лугу. Однако в некоторых странах до 30% выбросов всех парниковых газов связаны с содержанием сельскохозяйственных животных. Большую часть этих газов выделяют коровы при переваривании растительной пищи. Каждая корова в год выделяет 2,5 тонны только углекислого газа, но есть и другие. А всего в мире постоянно живет примерно 1 млрд коров.
Помимо этого, большая часть всей пресной воды на планете используется в сельском хозяйстве: это полив растений, которыми питаются животные, водопой животных и так называемая техническая вода, которую используют на заводах. Было подсчитано, что для производства одного килограмма говядины тратится до 15 тыс. литров воды. Чтобы было легче представить: это 780 бутылей из кулера.
Стоит отметить, что около 70% всех сельскохозяйственных земель используется для животноводства. Это земля, на которой растет корм для животных, а также земля, на которой животные пасутся. Чем больше животных, тем больше нужно земли.
Поэтому, отмечает ростовский ученый, когда он слышит слова о «натуральном, экологически чистом мясе», ему становится немного грустно.
В России в настоящее время продукты из культивируемого мяса не зарегистрированы и не продаются. Есть несколько разрозненных исследовательских групп, которые занимаются разработками в этой области, основная часть которых – инициативы частных коммерческих компаний. Пока этого недостаточно, чтобы надзорные органы вообще увидели объект контроля и начали готовить нормативную базу. Сюда же можно отнести низкий горизонт планирования отечественных инвесторов, неготовность общества к принятию технологии, отсутствие специалистов, инфраструктуры и интереса со стороны бизнеса.
«В мире существуют уже десятки компаний-производителей культивируемого мяса. Разработки ведут не отдельные лаборатории, а целые институты. Ряд стран имеет государственные программы по развитию этой отрасли, а объемы инвестиций растут с каждым годом. Самыми крупными инвесторами являются представители мясной промышленности, – отмечает Сергей Головин. – Странно делать вид, что ничего не происходит. Культивируемое мясо – это будущее, которое уже наступило. Ему нужно не сопротивляться, а готовиться к нему: готовить специалистов и инфраструктуру, чтобы рано или поздно не оказаться в технологической и ресурсной зависимости от наших зарубежных партнеров. Мы неизбежно будем вынуждены употреблять культивируемое мясо. И хотелось бы, чтобы оно было отечественного производства».
Пока разработка культивируемого мяса – только часть учебной программы, но ученый уверен, что как только первые специалисты выйдут на рынок труда, они неизбежно начнут создавать новые лаборатории, стартапы, малые предприятия и так далее. Поэтому сейчас в вузе делают ставку на подготовку специалистов, а заодно и доказательной базы безопасности этого продукта для регулирующих органов, которые будут создавать нормативную базу.
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
Амитекс Сонет