So Far Cultured Meat Telah Burger - The Challenge Next Big Is Steak Percuma Hewan

So Far Cultured Meat Telah Burger - The Challenge Next Big Is Steak Percuma Hewan
Daging masa depan mungkin agak berbeza daripada daging masa lampau. Stanley Kubrick, jurugambar, Koleksi Foto Majalah LOOK, Perpustakaan Kongres, Bahagian Cetakan & Foto, LC-USZ6-2352., CC BY-ND

Daging yang anda makan, jika anda seorang karnivor, berasal dari otot-otot haiwan. Tetapi haiwan terdiri daripada lebih banyak daripada sekadar otot. Mereka mempunyai organ dan tulang yang kebanyakan orang Amerika tidak memakannya. Mereka memerlukan makanan, air, ruang dan sambungan sosial. Mereka menghasilkan sisa.

Petani menghabiskan banyak tenaga dan sumber untuk mengembangkan organisma yang kompleks, mencipta bahan buangan dalam proses itu, hanya untuk memberi tumpuan kepada pemotongan daging yang boleh mereka hasilkan.

Ia akan lebih mudah, lebih berperikemanusiaan, kurang boros, untuk menghasilkan hanya bahagian yang dikehendaki orang. Dan dengan biologi sel dan kejuruteraan tisu, mungkin hanya tumbuh tisu otot dan lemak. Ia dipanggil daging berbudaya. Para saintis menyediakan sel-sel dengan input yang sama yang mereka perlukan untuk tumbuh, di luar haiwan: nutrien, oksigen, kelembapan dan isyarat molekul dari jiran sel mereka.

Penyelidik setakat ini tandan sel yang ditanam yang boleh diubah menjadi daging yang diproses seperti burger atau sosej. Teknologi daging berbudaya ini masih dalam fasa awal penyelidikan dan pembangunan, sebagai prototaip diperkemas dan diperhalusi untuk bersedia menghadapi cabaran pengkomersialan. Tetapi sudah ada bioengineers yang mengambil cabaran yang lebih sukar: peningkatan pemotongan daging berstruktur seperti stik atau potongan ayam.

Apa yang diperbuat daripada daging

Sekiranya anda melihat sekeping daging mentah di bawah mikroskop, anda dapat melihat apa yang anda makan pada tahap selular. Setiap gigitan adalah matriks sel-sel otot dan lemak, bersambung dengan saluran darah dan disebarkan oleh tisu penghubung.

Sel-sel otot penuh dengan protein dan nutrien dan sel lemak penuh, baik, lemak. Kedua-dua jenis sel ini menyumbang kepada kebanyakan rasa dan mulut-merasakan pengalaman karnivora apabila menggigit ke dalam burger atau stik.

So Far Cultured Meat Telah Burger - The Challenge Next Big Is Steak Percuma Hewan
Seksyen turkey yang bernoda untuk menunjukkan tisu otot skeletal organisasi selular - juga dikenali sebagai daging. Natalie Rubio

Pembuluh darah membekalkan tisu haiwan dengan nutrien dan oksigen semasa ia masih hidup; selepas penyembelihan, darah menambah nuansa unik, metalik, umami kepada daging.

Tisu penghubung, yang terdiri daripada protein seperti kolagen dan elastin, menganjurkan serat otot ke dalam kumpulan bergantungan, berorientasikan ke arah penguncupan. Tisu penghubung ini berubah semasa memasak dan menambah tekstur - dan gris - untuk daging.

Cabaran untuk penyelidik pertanian selular adalah untuk meniru kerumitan daging ini dari bawah ke bawah. Kita boleh membesar sel-sel otot dan lemak dalam hidangan petri - tetapi saluran darah dan tisu penghubung tidak menjana secara spontan seperti yang dilakukan oleh haiwan. Bagaimanakah kita dapat membuat kejuruteraan biomaterial dan bioreaktor untuk memberikan penyebaran nutrien dan mendorong organisasi supaya kita dapat memotong daging yang tebal?

Burger daging-kultur adalah langkah pertama

Untuk membuat apa-apa daging berbudaya, para penyelidik mengambil sedikit - berfikir jumlah marmar - jumlah tisu dari seekor lembu, babi atau ayam dan mengasingkan sel-sel individu. Kemudian, bioengineers seperti saya meletakkan sel-sel dalam kalis plastik dan memberi mereka nutrien, oksigen dan kelembapan sambil perumahkannya pada suhu badan. Sel-sel ini gembira dan boleh membahagi secara eksponen, mewujudkan lebih banyak sel.

Apabila ditanam pada plastik, sel akan terus dibahagikan sehingga mereka wujud di semua kawasan permukaan yang ada. Ini menghasilkan lapisan padat yang satu sel tebal. Setelah sel-sel berhenti membelah, mereka mula matang. Sel-sel otot bersatu untuk menghasilkan serat otot panjang dan sel-sel lemak mula menghasilkan lipid. Penyelidik boleh menggabungkan sekumpulan sel-sel ini bersama-sama untuk menghasilkan produk daging yang diproses, seperti burger, anjing panas dan sosej.

Sel haiwan sahaja boleh meniru sebahagian besar pengalaman daging. Tetapi tanpa saluran darah dan tisu penghubung, anda tidak mempunyai tisu tiga dimensi yang teratur - dan itulah yang anda perlukan untuk memotong berstruktur daging, seperti stik, dada ayam dan daging.

Untuk mengatasi cabaran ini, saintis boleh menggunakan biomaterial untuk mereplikasi struktur dan fungsi pembuluh darah (untuk transfer nutrien dan oksigen) dan tisu penghubung (untuk organisasi dan tekstur). Bidang penyelidikan ini dipanggil pembangunan perancah.

So Far Cultured Meat Telah Burger - The Challenge Next Big Is Steak Percuma Hewan
Menyediakan beberapa struktur untuk sel-sel untuk berkembang akan mendapat daging berbudaya dari hamburger ke stik. Tyler Olson / Shutterstock.com

Perancah adalah bahan rahsia untuk stik

Konsep perancah berasal dari bidang kejuruteraan tisu untuk aplikasi perubatan. Para saintis menggabungkan sel-sel dan perancah untuk menghasilkan biomaterial berfungsi untuk penyelidikan, pemeriksaan toksikologi atau implan.

Bahan biomas ini boleh mengambil bentuk yang berbeza - filem, gel, span - bergantung kepada sifat apa yang diinginkan dalam tisu yang dihasilkan. Sebagai contoh, anda boleh tumbuh sel kulit pada filem kolagen yang rata untuk mencipta rasuah kulit untuk membantu membakar mangsa atau sel-sel tulang dalam span hydroxyapatite untuk pertumbuhan semula tulang.

Untuk aplikasi perubatan, perancah biasanya perlu selamat untuk implantasi, tidak boleh menyebabkan tindak balas dari sistem imun badan, boleh degradasi dan mampu menyokong pertumbuhan sel.

Untuk aplikasi makanan, pertimbangan reka bentuk perancah berbeza. Mereka masih harus menyokong pertumbuhan sel, tetapi juga penting bahawa mereka adalah murah, boleh dimakan dan mesra alam untuk menghasilkan. Sesetengah biomaterial yang biasa untuk aplikasi makanan termasuk selulosa dari tumbuh-tumbuhan, karbohidrat yang disebut chitosan dari cendawan dan karbohidrat yang dipanggil alginat dari alga.

Berikut adalah satu "resipi" untuk daging berbudaya yang saya telah bekerja di dalam makmal. Pertama, buat perancah yang sesuai. Keluarkan kitosan dari cendawan dan larut dalam air untuk menghasilkan gel kental. Letakkan gel di dalam tiub dan dedahkan satu hujung kepada bahan sejuk, seperti ais kering atau nitrogen cecair. Keseluruhan tiub gel akan perlahan-lahan membeku, bermula pada akhir sejuk. Gel beku kemudian boleh dibekukan oleh vakum yang menarik pada gel pada suhu yang sangat rendah, akhirnya menghasilkan bahan seperti span kering. The proses pembekuan arah menghasilkan span dengan pori-pori yang kecil, panjang, sejajar menyerupai sekumpulan jerami - dan juga tisu otot.

So Far Cultured Meat Telah Burger - The Challenge Next Big Is Steak Percuma Hewan
Proses mudah untuk menghasilkan spons chitosan dengan liang diselaraskan. Natalie Rubio, CC BY-ND

Kemudian, bukannya membesar daging pada plastik rata, anda boleh memindahkan sel ke span tiga dimensi ini untuk memberikan lebih banyak kawasan permukaan untuk mengembangkan tisu tebal. Liang-liang juga boleh membantu mengedarkan nutrien dan oksigen ke seluruh tisu. Setakat ini dengan teknik ini, makmal saya telah dapat menghasilkan bit kecil daging kurang daripada satu sentimeter persegi - sedikit kecil untuk cookout tetapi permulaan kuat.

Kemungkinan perancah lain termasuk sel-sel yang tumbuh di dalam gentian, gel atau pewarna berasaskan alginate. Atau juruteknik boleh membilas sel tumbuhan daripada tumbuh-tumbuhan dalam proses yang dipanggil decolularization dan mengisi kembali kerangka selulosa yang ditinggalkan dengan sel haiwan.

Apabila penyelidik menemui bahan dan kaedah yang berfungsi dengan baik, kami akan berusaha untuk membuat kumpulan yang lebih besar. Pada ketika itu, ia akan menjadi permainan untuk mempercepat proses dan mengurangkan kos supaya produk daging berbudaya dapat berdaya saing kos dengan produk daging ternakan.

Ia sentiasa menarik untuk melihat debut syarikat pembuka bakso, sosej dan burger mereka berbudaya. Tetapi saya melihat ke depan untuk apa yang seterusnya. Dengan sedikit penyelidikan, masa, pembiayaan dan nasib, menu daging berbudaya 2.0 akan memasukkan steak dan daging babi yang banyak tahu karnivora dan suka.Perbualan

Mengenai Penulis

Natalie R. Rubio, Calon PhD Pertanian Selular, Universiti Tufts

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}