Welche Methoden zur Herstellung von künstlichem Fleisch werden von Wissenschaftlern vorgeschlagen, um die Nahrungsmittelkrise zu überwinden?
Lieben Sie rötliche Kebabs, saftige Rindersteaks und aromatische heiße Schnitzel? Wir haben zwei Neuigkeiten für Sie. Die schlechte Nachricht ist, dass es in absehbarer Zeit nicht genug Fleisch für alle geben wird. Heute werden jedes Jahr über 66 Milliarden Tiere von der Menschheit gefressen.
Nahrung der Zukunft: Entschuldigung für den Vogel …
Wie viele Tiere werden im Laufe des Jahres benötigt, um die Menschheit zu ernähren:
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Gemessen an der Dynamik in den nächsten 30-50 Jahren muss diese Zahl verdoppelt werden, um hungrige Münder zu ernähren, da es notwendig ist, den Appetit der Entwicklungsländer zu befriedigen, in denen es zu einer Bevölkerungsexplosion kommt. Als die Chinesen unter Mao Zedong eine glänzende Zukunft aufbauten, erhielten sie durchschnittlich 4 Kilogramm Fleisch pro Person und Jahr (etwa 11 Gramm pro Tag). Heute brät, kocht und schmort jeder der 1 Milliarde 379 Millionen Einwohner des Himmlischen Reiches durchschnittlich 55 Kilogramm Fleisch pro Jahr. Aber es gibt auch die indische Bevölkerung, die die Anzahl der chinesischen Genossen praktisch überholt hat. Und alle träumen davon, den Verzehr von Delikatessen in Amerika (die Yankees verbrauchen durchschnittlich 120 kg Fleisch pro Jahr) oder Russland (73 kg) nachzuholen.
Jemand auf dem Planeten muss jedoch immer noch den Gürtel enger schnallen. Laut Wissenschaftlern werden die Ressourcen der Erde, wenn sie brüderlich aufgeteilt werden, nur für die Produktion von 40 Kilogramm Fleisch für jeden der 7 Milliarden Menschen auf der Erde ausreichen. Aber bis 2060 wird die Weltbevölkerung um ein Viertel wachsen - bis zu 9,5 Milliarden!
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Es gibt jedoch gute Nachrichten für begeisterte Fleischesser. Wissenschaftler haben gelernt, wie man Fleisch aus einem Reagenzglas züchtet, das in Geschmack und Ernährungseigenschaften dem natürlichen Fleisch in nichts nachsteht.
Wie künstliches Fleisch hergestellt wird
Die bevorstehende Lebensmittelkrise versucht, viele Entwickler von künstlichem Fleisch zu antizipieren.
Die meisten Produzenten bauen künstliches Fleisch aus tierischen Stammzellen an. Dies ist natürlich eine humanere Art der Proteinproduktion als die traditionelle Fleischproduktion. Es muss jedoch mindestens ein Tier getötet werden. Im Idealfall sieht es so aus: Eine Kuh oder ein Ferkel wird gepflegt und gepflegt, auf ökologisch sauberen Weiden gehalten und selektiv gefüttert. Dies geschieht, um auf zellulärer Ebene elitär und rein zu werden. Dann wird das Tier „geopfert“. Seine Stammzellen werden zum Material für das Wachstum von Hunderten Tonnen Muskelmasse in speziellen Bioreaktoren. Die Zellen werden in eine warme Nährlösung gegeben, wo sie sich sehr schnell vermehren, bis sie sich in eine Art Hackfleischklumpen verwandeln.
Die Technologien verschiedener Unternehmen unterscheiden sich nur in Nuancen. Zum Beispiel stellt die amerikanische Firma Memphis Meats Enten- und Hühnerfleisch in Bioreaktoren her, indem sie Zellen aus dem embryonalen Serum von Küken kultiviert. Das israelische Startup SuperMeat hat sich auf den Anbau von Hühnerleber verlassen. Übrigens erhielt SuperMeat zusammen mit zwei anderen israelischen Labors einen ernsthaften Auftrag von der chinesischen Regierung. Die Behörden des Himmlischen Reiches haben die Entwicklung der Biochemiker so "gekostet", dass sie 300 Millionen in die Entwicklung israelischer Technologien zur Herstellung von künstlichem Fleisch investiert haben. Aber 300 Millionen sind immer noch Blumen.
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Die Gewinner des "Fleisch" -Rennens werden einen Preis von 729 Milliarden Dollar sehen - dieser Betrag wird auf das Volumen des Weltmarktes für Fleischproduktion geschätzt. Aber alle Schöpfer von Schweinefleisch, Hühnchen und anderen "Frankensteins" stehen vor einem unappetitlichen Problem. Das resultierende Protein-Essen schmeckt sehr entfernt wie natürliches Fleisch. Tatsache ist, dass, obwohl in Bioreaktoren die gleichen Bedingungen wie im Körper eines Lebewesens nachgeahmt werden, sich kultiviertes Fleisch als porös und elastisch herausstellt.
Das Problem scheint von einem Startup namens Impossible Foods gelöst worden zu sein, das die größte Authentizität in Bezug auf den Geschmack erreicht hat. Dies ist besonders überraschend, da sie ihr "Rindfleisch" nicht aus tierischen Zellen, sondern aus pflanzlichen Materialien herstellen. Der Gründer des Unternehmens, Professor für Biochemie, Patrick Brown, argumentierte jedoch wie folgt: Echtes Fleisch ist aus Zellen sehr schwer zu züchten, da es ein sehr komplexes Gewebe ist. Es besteht aus Zehntausenden von Muskelfasern, Blutgefäßen, Nerven, Fett- und Bindegewebsschichten. Es ist viel einfacher, diese komplexe Materie in chemische Elemente zu zerlegen und sie dann aus Rohstoffen pflanzlichen Ursprungs zusammenzusetzen. Große Leute glaubten an das Projekt:Zu den Investoren zählen der reichste Mann der Welt, Bill Gates, und der reichste Geschäftsmann in Asien, der Hongkonger Geschäftsmann Li Kashin. Biochemiker bei Impossible Foods verbrachten 5 Jahre und 80 Millionen US-Dollar damit, den Geschmack von Rindfleisch in Moleküle zu zerlegen. Sie untersuchten, warum rohes Fleisch fast geschmacklos ist, aber wenn man es in eine Pfanne gibt, ist die Küche sofort mit verlockenden Aromen gefüllt. Warum brutzelt ein Stück Kalbfleisch in der Pfanne? Aufgrund dessen ändert sich die Farbe nach der Wärmebehandlung. Welche Substanzen erzeugen den Markengeruch?Warum brutzelt ein Stück Kalbfleisch in der Pfanne? Aufgrund dessen ändert sich die Farbe nach der Wärmebehandlung. Welche Substanzen erzeugen den Markengeruch?Warum brutzelt ein Stück Kalbfleisch in der Pfanne? Aufgrund dessen ändert sich die Farbe nach der Wärmebehandlung. Welche Substanzen erzeugen den Markengeruch?
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Am Ende stellte sich heraus, dass die Hauptzutat, die dem Fleisch Geschmack und Textur verleiht, Edelsteine sind. Diese Verbindungen sind Teil des Hämoglobins. Hemes enthalten ein Eisenatom, und dank dessen kann das Blut mit Sauerstoff gesättigt werden. Muskelfasern sind besonders reich an diesen Verbindungen. Dies sind eine Art Bausteine, aus denen ein lebender Organismus aufgebaut ist. Edelsteine kommen nicht nur in lebenden Organismen vor, sondern auch in Pflanzen. Zum Beispiel in Soja. Zwar ist der Prozentsatz der Häme in pflanzlichen Geweben tausendfach geringer als in tierischen Geweben. Biochemiker haben jedoch einen ziemlich billigen Weg gefunden, um den "geheimen Bestandteil" aus Soja zu synthetisieren. Diese Pflanze enthält Leghemoglobin - komplexe Proteine, die auch Sauerstoff binden können und eine große strukturelle Ähnlichkeit mit Hämoglobin aufweisen. Wissenschaftler führen dies auf einen gemeinsamen evolutionären Ursprung zurück. Das Problem war, dass man so viel Soja benötigt, um so viel Häm zu produzieren, das in einem Kilogramm Muskelgewebe enthalten ist, dass die Produktion alles andere als rentabel ist.
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Patrick Brown und seine Kollegen haben es jedoch geschafft, dieses Problem zu lösen, indem sie eine Lösung von den Brauern ausgeliehen haben. Sie verwendeten den gleichen Fermentationsprozess, der ein göttliches schaumiges Getränk erzeugt. Die Gene, die für die Produktion von Leghemoglobin in Soja verantwortlich sind, haben den Hefestamm Pichia pastoris „gepflanzt“, der in der Biotechnologie zur Synthese von Proteinen verwendet wird. Die resultierende Masse wurde mit einer Nährlösung gefüttert und Häm wurde am Auslass bereits in industriellen Mengen erhalten.
Darüber hinaus haben sie den Geruch von Fleisch mithilfe von Pflanzenanaloga rekonstruiert.
"Es ist nicht schwierig, den gewünschten Geruch zu erzeugen. Sie müssen nur wissen, in welchen Anteilen die Chemikalien gemischt werden müssen, aus denen er besteht", sagt Stacey Simonic, Chemikerin an der University of Oregon.
Lebensmittel der Zukunft: jetzt im Verkauf
Seit 2016 hat künstliches Rindfleisch seinen triumphalen Marsch durch die amerikanischen Catering-Betriebe begonnen. Es kann in New York, Las Vegas, San Francisco, Los Angeles und Texas verkostet werden. Anfang dieses Jahres eröffnete Impossible Foods ein Labor zur Herstellung von Rindfleisch im industriellen Maßstab. Das Unternehmen ist in der Lage, 454.000 kg künstliches Fleisch pro Monat zu synthetisieren. Das reicht laut Patrick Brown, um 1.000 Restaurants mit künstlichen Burgern zu versorgen. Er ist sicher, dass es kein Ende für diejenigen geben wird, die die Neugier versuchen wollen. Laut Feinschmeckern besteht der einzige Unterschied darin, dass Burger von Impossible Foods 12 US-Dollar kosten - doppelt so teuer.
Wie kann man Menschen, die bei klarem Verstand und starkem Gedächtnis sind, dazu bringen, doppelt so viel für einen Burger zu bezahlen? Das System der Herstellerargumente sieht ziemlich kohärent aus. Sie appellieren an die hellsten menschlichen Gefühle.
- Beim Kauf eines Hamburgers aus synthetischem Protein begeht eine Person eine edle Tat - er hilft der Gesellschaft! - sagt Patrick Brown, ein Molekularbiologe. - Um ein Kilogramm Fleisch herzustellen, benötigen wir 20 Mal weniger Ackerland und 4 Mal weniger Wasser. Gleichzeitig werden die Treibhausgasemissionen um das Achtfache reduziert.
Wie Kühe die Luft verderben
- Welche Beziehung haben Kühe zum globalen Klimawandel? Wissenschaftler haben jedoch berechnet, dass eine Kuh jeden Tag etwa 15 bis 20 Kilogramm Gras frisst.
- Während der Verarbeitung dieser grünen Masse setzt das Verdauungssystem des Tieres täglich 500 Liter Methan frei.
- Im Allgemeinen gibt die Fleischindustrie 18 Prozent der von der Menschheit erzeugten Treibhausgase an die Atmosphäre ab. Luftverschmutzung und Straßenverkehr in etwa gleich.
Ein weiterer Pionier der Bewegung, der niederländische Biochemiker Mark Post von der Universität Maastricht, übt ebenfalls Druck auf das Bewusstsein aus. Er war es, der 2013 der Öffentlichkeit das weltweit erste Schnitzel aus tierischen Stammzellen vorstellte.
"Ich denke, dass die Regierungen in 25 Jahren die traditionellen Fleischproduzenten zur Zahlung einer Umweltsteuer zwingen werden", sagt der niederländische Professor. - Etwa das Gleiche passiert in der Automobilindustrie. So hat Deutschland ab 2030 ein Produktionsverbot für Autos mit Verbrennungsmotor angekündigt. Dies ebnet den Weg für umweltfreundlichere Elektrofahrzeuge. Ich glaube, dass die heutigen Kinder den Tag erleben werden, an dem es verboten ist, Tiere zum Schlachten aufzuziehen. Dies wird in 50-60 Jahren geschehen. Aber auch jetzt kann traditionelles Fleisch mit der Aufschrift auf der Verpackung verkauft werden: "Ein Tier hat bei der Herstellung dieses Produkts gelitten und wurde getötet."
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Welche anderen alternativen Arten der Lebensmittelproduktion entwickeln sich in der Welt?
Protein aus Bakterien
Diese Methode wurde von finnischen Wissenschaftlern der Technischen Universität Lappeenranta und des VTT Technical Research Center erfunden. Es basiert auf der Kultivierung spezieller Wasserstoffbakterien in einem biologischen Reaktor. Dies sind Mikroorganismen, die Kohlenstoff als Baumaterial für Zellen verwenden. Es ist voll von atmosphärischem Kohlendioxid. Wasserstoffbakterien benötigen zur Aufnahme von Kohlenstoff eine Energiequelle - molekularen Wasserstoff (es ist kein Zufall, dass sie nach diesem chemischen Element benannt wurden). Aber er liegt nicht mehr auf der Straße. Aber es entsteht in einem Bioreaktor, in dem sich Wasser unter dem Einfluss von Elektrizität in Sauerstoff und Wasserstoff zersetzt, die von diesen Bakterien so geliebt werden. Infolgedessen beginnt die Zellmasse zu wachsen und es bildet sich eine Nährbrühe in der Vorrichtung. Dann wird die Lösung filtriert, getrocknet und als weißes Pulver serviert.
Übrigens
Ohne es zu ahnen, frisst jeder Mensch durchschnittlich 5 Kilogramm Insekten in seinem Leben, kalkulierte der Entomologe Oleg Borodin, außerordentlicher Professor am Zoologischen Institut der Fakultät für Biologie der Belarussischen Staatlichen Universität. Larven, Blattläuse, Käfer und Würmer gelangen hauptsächlich zusammen mit Obst und Gemüse in unseren Körper.
Möchtest du einen Shitburger?
Der japanische Wissenschaftler Mitsuyuki Ikeda aus Okayamas Labor griff dieses übelriechende wissenschaftliche Thema auf. Es gelang ihm, Fleisch aus menschlichen Abfällen zu synthetisieren. Zunächst von einer Kanalisationsfirma in Tokio in Auftrag gegeben, untersuchte er die Probleme der Entsorgung von Siedlungsabfällen. Im Verlauf der Forschung fand Ikeda Bakterien im Klärschlamm, die Exkremente in Protein umwandelten. Ikeda isolierte reines Protein aus der braunen Masse, gewürzt mit Farbstoffen, Aromen und erhielt eine andere Art von künstlichem Fleisch aus dem von Vladimir Voinovich gelobten „Sekundärprodukt“. Die Japaner tauften es einen Shitburger. Sein Nährwert beträgt 63% Eiweiß, 25% Kohlenhydrate, 3% Fett und 9% Mineralien.
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YAROSLAV KOROBATOV
