Tulevaisuuden liha voi olla aivan erilainen kuin menneisyyden liha. Stanley Kubrick, valokuvaaja, LOOK Magazine Photograph Collection, Library of Congress, Prints & Photographs Division, LC-USZ6-2352., CC BY-ND
Syönyt liha, jos olet lihansyöjä, tulee eläinten lihaksista. Mutta eläimet koostuvat paljon enemmän kuin vain lihaksesta. Heillä on elimiä ja luut, joita useimmat amerikkalaiset eivät kuluta. Ne edellyttävät ruokaa, vettä, tilaa ja sosiaalisia yhteyksiä. Ne tuottavat jätettä.
Viljelijät käyttävät paljon energiaa ja resursseja monimutkaisten organismien kasvattamiseen, mikä luo jätettä prosessissa vain keskittyä kannattaviin leikkauksiin, joita he voivat korjata.
Olisi helpompaa, inhimillisempää, vähemmän tuhlaavaa tuottaa vain ne osat, joita ihmiset haluavat. Ja solubiologian ja kudosteknologian avulla on mahdollista kasvattaa vain lihaksia ja rasvaa. Sitä kutsutaan viljellyksi lihaksi. Tutkijat antavat soluille samat panokset, joita he tarvitsevat kasvaa, aivan eläimen ulkopuolella: ravinteita, happea, kosteutta ja molekyylisignaaleja solujen naapureilta.
Tähän mennessä tutkijat ovat viljeltyjä nippuja joka voidaan muuttaa jalostetuksi lihaksi, kuten hampurilaiseksi tai makkaraksi. Tämä viljellyt lihateknologia on edelleen tutkimus- ja kehitystyön alkuvaiheessa, kun prototyyppejä laajennetaan ja hienosäädetään kaupallistamisen haasteisiin valmistautumiseksi. Mutta jo nyt biotekniikan ammattilaiset ottavat vastaan seuraavan kovemman haasteen: kasvavien rakenteellisten leikkausten kasvattaminen, kuten pihvi tai kananleipä.
Mitä lihaa on valmistettu
Jos tarkastelet mikroskoopin alla olevaa raakaa lihaa, voit nähdä, mitä syöt syöpymistasolla. Jokainen purema on lihas- ja rasvasolujen matriisi, joka on lomitettu verisuoniin ja sidekudos.
Lihasolut ovat täynnä proteiineja ja ravinteita, ja rasvasolut ovat täynnä, hyvin, rasvoja. Nämä kaksi solutyyppiä myötävaikuttavat suurimman osan makuun ja suun tunteisiin lihansyöjäelämyksistä, kun ne puristetaan hampurilaisiin tai pihveihin.
Osa kalkkunaa värjätään näyttämään solutason organisaation luuston lihaskudosta - joka tunnetaan myös nimellä liha. Natalie Rubio
Verisuonet toimittavat eläimen kudoksen ravintoaineiden ja hapen kanssa, kun se on elossa; teurastuksen jälkeen veri lisää ainutlaatuista, metallista, umami-vivahtoa lihalle.
Sidekudos, joka koostuu kollageenista ja elastiinista koostuvista proteiineista, järjestää lihaskuidut tasaisiksi nipuiksi, jotka on suunnattu supistumisen suuntaan. Tämä sidekudos muuttuu ruoanlaiton aikana ja lisää lihaa lihasten tekstuuriin - ja gristleen.
Soluviljelyalan tutkijoiden haaste on jäljitellä tätä lihan monimutkaisuutta alhaalta ylöspäin. Voimme kasvattaa lihas- ja rasvasoluja petrimaljassa - mutta verisuonet ja sidekudokset eivät tuota spontaanisti, kuten eläimessä. Miten voimme suunnitella biomateriaaleja ja bioreaktoreita ravintoaineiden leviämisen ja organisaation aikaansaamiseksi, joten päädymme paksuun, rakenteelliseen lihan leikkaukseen?
Viljellyn lihan hampurilaiset ovat ensimmäinen askel
Luodakseen viljeltyjä lihoja tutkijat ottavat pieniä - ajatella marmorikokoisia - määriä kudosta lehmältä, sialta tai kanasta ja eristävät yksittäisiä soluja. Sitten biologiset suunnittelijat, kuten minä, asettavat solut muovipulloihin ja antavat niille ravinteita, happea ja kosteutta samalla kun ne asettuivat kehon lämpötilaan. Solut ovat onnellisia ja voivat jakaa eksponentiaalisesti ja luoda yhä enemmän soluja.
Kun muovia kasvatetaan, solut jakautuvat edelleen, kunnes ne ovat käytettävissä kaikilla käytettävissä olevilla pinta-aloilla. Tämä johtaa siihen, että kerroksen paksuus on täynnä. Kun solut lopettavat jakamisen, ne alkavat kypsyä. Lihasolut sulavat yhteen luodakseen pitkät lihaskuidut ja rasvasolut alkavat tuottaa lipidejä. Tutkijat voivat yhdistää joukon näitä soluja yhdessä luomaan jalostettuja lihavalmisteita, kuten hampurilaisia, kuumia koiria ja makkaroita.
Pelkästään eläinsolut voivat replikoida suurimman osan lihasta. Mutta ilman verisuonia ja sidekudosta ei päädy järjestäytyneeseen, kolmiulotteiseen kudokseen - ja sitä tarvitset strukturoiduille lihanleikkeille, kuten pihalle, kananruskille ja pekonille.
Tämän haasteen voittamiseksi tiedemiehet voivat käyttää biomateriaaleja jäljittelemään verisuonten rakennetta ja toimintaa (ravintoaineiden ja hapen siirtoon) ja sidekudokseen (organisaatiolle ja tekstuurille). Tätä tutkimusaluetta kutsutaan rakennustelineiden kehittäminen.
Sellaisten solujen rakenteen tuottaminen, joilla solut kasvavat, saavat viljellyn lihan hampurilaisista pihveihin. Tyler Olson / Shutterstock.com
Telineet ovat pihojen salainen ainesosa
Telineiden käsite on peräisin kudostekniikka lääketieteellisiin sovelluksiin. Tutkijat yhdistävät soluja ja telineitä tuottamaan toiminnallisia biomateriaaleja tutkimukseen, toksikologian seulontaan tai implantit.
Näissä biomateriaaleissa voi olla erilaisia muotoja - kalvoja, geelejä, sieniä - riippuen siitä, mitä ominaisuuksia haluttuun kudokseen halutaan. Esimerkiksi voit kasvaa ihosoluja tasaisella kollageenikalvolla luoda ihonsiirto, joka auttaa uhrien tai polttolaitosten polttamisessa luukennoja hydroksapatiittisienessä luun uudistamiseksi.
Lääketieteellisissä sovelluksissa telineiden on yleensä oltava turvallisia istutusta varten, ne eivät saa aiheuttaa kehon immuunijärjestelmän vastetta, olla hajoavia ja kykeneviä tukemaan solujen kasvua.
Elintarvikekäyttöön rakennustelineiden suunnittelun näkökohdat ovat erilaiset. Niiden tulisi edelleen tukea solujen kasvua, mutta on myös tärkeää, että ne ovat edullisia, syötäviä ja ympäristöystävällisiä. Joitakin tavallisia elintarvikekäyttöön tarkoitettuja biomateriaaleja ovat selluloosa kasveista, hiilihydraatti, jota kutsutaan kitosaaniksi sienistä, ja hiilihydraatti, jota kutsutaan alginaatiksi.
Tässä on yksi "resepti" viljellylle lihalle, jota olen työskennellyt laboratoriossa. Luo ensin sopiva teline. Eristä kitosaani sienistä ja liuota se veteen viskoosisen geelin muodostamiseksi. Laita geeli putkeen ja altista toinen pää kylmälle aineelle, kuten kuivajää tai nestemäinen typpi. Koko geeli-putki jäädyttää hitaasti kylmästä päästä. Jäädytetty geeli voidaan sitten pakastekuivata geeliä hitaasti vetämällä hyvin alhaisissa lämpötiloissa, jolloin lopulta muodostuu kuiva sienimäinen materiaali. Suuntainen jäätymisprosessi luo sienen Pienet, pitkät, kohdakkaat huokoset, jotka muistuttavat olkia - ja myös lihaskudosta.
Yksinkertaistettu menetelmä kitosaanisienen aikaansaamiseksi kohdistetuilla huokosilla. Natalie Rubio, CC BY-ND
Sitten sen sijaan, että kasvaisit lihaa tasaiselle muoville, voit siirtää solut tähän kolmiulotteiseen sieneen, jotta saadaan enemmän pinta-alaa paksun kudoksen kasvattamiseksi. Huokoset voivat myös auttaa jakamaan ravinteita ja happea koko kudokseen. Toistaiseksi tällä tekniikalla minun laboratoriosi on pystynyt tuottamaan pieniä bittiä vähemmän kuin senttimetrin neliö - hieman pieni keittämiseen, mutta vahva alku.
Muita rakennusvaihtoehtoja ovat kasvavat solut alginaattipohjaisissa kuiduissa, geelissä tai sienissä. Tai teknikot voivat huuhdella kasvisolut pois kasveista prosessissa, jota kutsutaan dekellulaatioksi ja palauttaa selluloosakehys, joka jää jäljelle eläinsoluilla.
Kun tutkijat löytävät materiaaleja ja menetelmiä, jotka toimivat todella hyvin, pyrimme luomaan suurempia eriä. Silloin se on pelin laajentaa prosessia ja alentaa kustannuksia, joten viljellyt lihavalmisteet voivat olla kustannustehokkaita viljeltyjen lihavalmisteiden kanssa.
On aina jännittävää, että käynnistysyritykset debytoivat viljellyt lihapullat, makkarat ja hampurilaiset. Mutta odotan, mitä seuraavaksi. Vähemmän enemmän tutkimusta, aikaa, rahoitusta ja onnea, viljelty liha-valikko 2.0 sisältää pihvi ja sianlihaa monta lihansyöjä tietää ja rakastaa.
kirjailijasta
Natalie R. Rubio, Cellular Agriculture PhD-kandidaatti, Tufts University
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Ravintokirjat Amazonin bestseller-listalta
"The Blue Zones Kitchen: 100 reseptiä elää 100"
Kirjailija: Dan Buettner
Tässä kirjassa kirjailija Dan Buettner jakaa reseptejä maailman "sinisiltä vyöhykkeiltä", alueilta, joilla ihmiset elävät pisimpään ja terveellisimmin. Reseptit perustuvat kokonaisiin, jalostamattomiin elintarvikkeisiin ja painottavat vihanneksia, palkokasveja ja täysjyvätuotteita. Kirjassa on myös vinkkejä kasviperäisen ruokavalion noudattamiseen ja terveelliseen elämäntapaan.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
"Medium Medium Cleanse parantumiseen: parannussuunnitelmat ahdistuneisuudesta, masennuksesta, aknen, ihottuman, borrelioosista, suolisto-ongelmista, aivosumusta, paino-ongelmista, migreenistä, turvotuksesta, huimauksesta, psoriaasista, kyynärsyistä kärsiville"
Kirjailija: Anthony William
Tässä kirjassa kirjailija Anthony William tarjoaa kattavan oppaan kehon puhdistamiseen ja parantamiseen ravinnon avulla. Hän antaa näyttöön perustuvia suosituksia sisällytettävistä ja vältettävistä elintarvikkeista sekä ateriasuunnitelmia ja reseptejä puhdistuksen tukemiseksi. Kirja sisältää myös tietoa siitä, miten tiettyihin terveysongelmiin puututaan ravinnon avulla.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
"Forks Over Knives -suunnitelma: kuinka siirtyä hengenpelastavaan, täysruokavalioon perustuvaan kasvipohjaiseen ruokavalioon"
Alona Pulde ja Matthew Lederman
Tässä kirjassa kirjailijat Alona Pulde ja Matthew Lederman tarjoavat vaiheittaisen oppaan siirtymiseen täysruokavalioon kasvipohjaiseen ruokavalioon. Ne tarjoavat näyttöön perustuvia ravitsemussuosituksia sekä käytännön neuvoja ostoksia, aterioiden suunnittelua ja valmistamista varten. Kirja sisältää myös reseptejä ja ruokailusuunnitelmia siirtymisen tueksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
"Kasviparadoksi: "terveellisten" elintarvikkeiden piilotetut vaarat, jotka aiheuttavat sairauksia ja painonnousua
kirjoittanut tohtori Steven R. Gundry
Tässä kirjassa tohtori Steven R. Gundry tarjoaa kiistanalaisen näkökulman ravitsemukseen väittäen, että monet niin sanotut "terveelliset" ruoat voivat itse asiassa olla haitallisia keholle. Hän antaa näyttöön perustuvia suosituksia ravinnon optimoimiseksi ja näiden piilevien vaarojen välttämiseksi. Kirja sisältää myös reseptejä ja ateriasuunnitelmia, jotka auttavat lukijoita toteuttamaan Plant Paradox -ohjelman.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
"The Whole30: 30 päivän opas täydelliseen terveyteen ja ruoanvapauteen"
Melissa Hartwig Urban ja Dallas Hartwig
Tässä kirjassa kirjoittajat Melissa Hartwig Urban ja Dallas Hartwig tarjoavat kattavan oppaan Whole30-ohjelmaan, 30 päivän ravitsemussuunnitelmaan, joka on suunniteltu edistämään terveyttä ja hyvinvointia. Kirja tarjoaa tietoa ohjelman taustalla olevasta tieteestä sekä käytännön neuvoja ostoksille, aterioiden suunnittelulle ja valmistamiseen. Kirja sisältää myös reseptejä ja ateriasuunnitelmia ohjelman tueksi.
