Unutar inženjerske laboratorije UC Davis, sićušne okrugle kuglice kovitlaju se u smeđoj tečnosti unutar staklenog rezervoara od 5 litara. Rezervoar, bioreaktor, priprema jestive gljive sa visokim sadržajem proteina i dizajniran da izgleda i ima ukus kao meso.
U drugoj laboratoriji u kampusu, rezervoar sa tečnim azotom nazvan „kriokov“ sadrži zamrznute bočice matičnih ćelija kravljeg mišića. Naučnici se nadaju da će jednog dana ove ćelije pretvoriti u meso uzgojeno u laboratoriji, stvarajući hamburgere budućnosti.
Istraživači iz Integrativnog centra za alternativno meso i proteine, ili iCAMP, u UC Davis vode projekte poput ovih kako bi zadovoljili rastuću potražnju za mesom u svetu na ekološki održiv način.
Njihov cilj je da identifikuju alternativne proteine koji se mogu plasirati na tržište u velikim razmerama. Ovi proteini mogu da potiču od gljiva, biljaka, kultivisanog mesa ili čak inovativnih hibrida koji kombinuju konvencionalno meso sa alternativnim proteinima.
Očekuje se da će svetska potražnja za mesom porasti za najmanje 25% i čak 100%, do 2050. godine, podstaknuta rastućom globalnom populacijom i sve većim apetitom za mesom u zemljama u razvoju.
„Zadovoljavanje te potražnje se verovatno neće dogoditi samo uzgajanjem više životinja“, rekao je David Block, direktor iCAMP-a.
Proizvodnja mesa takođe značajno doprinosi globalnoj emisiji gasova staklene bašte. Ali da bi alternativni proteini bili široko prihvaćeni od strane potrošača, naučnici i trgovci moraju da prevaziđu značajne izazove.
UC Davis je u dobroj poziciji da obezbedi tehnologiju i znanje potrebno za unapređenje alternativnih proteina zbog svojih interdisciplinarnih timova istraživača iz nauka o životinjama i hrani, bioloških nauka, poljoprivrednog i hemijskog inženjerstva i senzornih nauka.
iCAMP okuplja te istraživače sa stručnjacima iz industrije i inovatorima u hrani.
Profesor Ruihong Zhang sa Odeljenja za biološko i poljoprivredno inženjerstvo priprema sledeću generaciju mikohrane — hrane napravljene od gljiva u bioreaktorima.
Ona stvara pelete sa visokim sadržajem proteina od micelijuma, niti nalik na granaste delove gljiva. Gljive poprimaju boju, ukus i hranljive materije od onoga čime se hrane u bioreaktoru. Zhang ih je hranio ljuskom badema i oraha, ljuskom pistacija, šargarepom, paradajzom, crvenom cveklom, pa čak i nusproizvodima proizvodnje sira.
„Pelete gljivica će apsorbovati bioaktivna jedinjenja poput antioksidanata iz ljuski badema, kao i braon boju“, rekao je Zhang. „Ako se hrani paradajz kominom, imaće crvenkasto braon boju.“
Pelete se mogu pretvoriti u sve vrste hrane. Zhang ih je prvo koristio da zameni kuglice tapioke u boba čaju. Takođe je od njih napravila trzaj. Osušene pelete se takođe mogu samleti u prah za mešanje u drugu hranu.
Zhang je rekla da veruje da je mikohrana, posebno ona napravljena od poljoprivrednih nusproizvoda kao što su ljuske badema, održivija od životinjskih ili biljnih proteina.
„Oni su jeftin, visoko hranljiv izvor proteina sa niskim ugljičnim otiskom“, rekao je Zhang.
Rad njenog tima doveo je do startap kompanije koja sada proizvodi kavijar na bazi gljivica, po uzoru na ikre jesetri. Optimized Foods koristi pelete micelijuma da obezbedi strukturu ikre i kultivisanog kavijara, uzgajanih u laboratoriji koristeći matične ćelije jesetri.
Povećanje dostupnosti mikoproteina je sledeći korak za kompanije koje već proizvode hranu od gljiva. Kompanija Better Meat Co. iz Zapadnog Sakramenta proizvodi micelijumski protein pod nazivom Rhiza. Kompanija prodaje dehidrirane bele kocke Rhize proizvođačima hrane za mešanje u biljnu hranu ili meso životinja. Riza se takođe može jesti samostalno.
„Znamo da neće biti moguće naterati sve da prestanu da jedu meso“, rekla je Doni Kerkendal, izvršna potpredsednica za poslovne operacije Better Meat-a. „Ali mislimo da možete napraviti malu promenu, a za nas to znači stvaranje hibridnih proizvoda.“
Hibridni proizvodi postaju sve popularniji, privlačni fleksitarijancima ili vegetarijancima sa skraćenim radnim vremenom. Istraživanja pokazuju da većina ljudi koji jedu alternativno meso biljnog porekla jede i životinjsko meso.
Rhiza mikoprotein se proizvodi hranjenjem gljiva škrobnom hranom kroz fermentaciju. Ovo proizvodi dugačka vlakna micelijuma, koja se zatim iscede ili dehidriraju, stvarajući proizvod koji ima strukturu nalik mesu i žvaće.
Trenutno, Better Meat proizvodi Rhiza u pilot fabrici. Curkendall se nada da im iCAMP UC Davis može pomoći da se povećaju na komercijalnu proizvodnju.
„UC Davis ima stručnost“, rekla je ona. „Oni imaju objekte i ljude koji nam mogu pomoći da nastavimo da istražujemo i nastavimo da rastemo u ovom prostoru.“
Curkendall predviđa vreme kada će Sakramento — poznat po tome što je glavni grad Kalifornije od farme do viljuške — biti poznat i kao prestonica od fermentora do viljuške.
Kultivisano meso, ili meso uzgajano u laboratoriji koristeći životinjske matične ćelije, je najnoviji alternativni protein. Američko ministarstvo poljoprivrede odobrilo je njegovu prodaju na nacionalnom nivou 2023. godine, ali možda godinama neće biti dostupno u prodavnicama.
„Vidimo krave kako pasu travu i pretvaraju je u visokokvalitetne proteine—meso“, rekla je Anna Denicol, vanredni profesor na Odseku za nauku o životinjama na UC Davis. „U laboratoriji pokušavamo da repliciramo nešto za šta su prirodi bile potrebne hiljade godina da usavrši.
Denicol je jedan od dva profesora UC Davis koji razvijaju linije matičnih ćelija krava za kultivisanu govedinu. Da bi se napravilo kultivisano meso, matične ćelije krave se hrane pravim hranljivim materijama koje će im pomoći da rastu i razmnožavaju se. Ćelije se takođe moraju diferencirati u mišićne ćelije, masne ćelije i vezivno tkivo potrebno za proizvodnju mesa.
Naučnici mogu da koriste matične ćelije odraslih krava, ali problem sa ovim ćelijama je što se one ne umnožavaju zauvek, rekao je Lukas Smit, docent na Odseku za neurobiologiju, fiziologiju i ponašanje UC Davis.
„Izazov je da ih proširite na veći stepen nego što biste to obično činili u telu, a zatim ih naterate da efikasno stvore mišiće u drugom okruženju“, rekao je Smit.
Istraživači takođe mogu da koriste embrionalne matične ćelije, koje se mogu neograničeno replicirati u pravim uslovima. Međutim, postići da ove ćelije postanu mišići, masnoće i vezivno tkivo je mnogo teže i traje duže.
Industrija uzgojenog mesa koristi skupe, složene sastojke kako bi održala ćelije u životu, u procesu koji je pozajmljen od biofarmaceutske industrije. Ali hranu treba proizvoditi mnogo jeftinije od farmaceutskih proizvoda. Takođe, ćelije bi morale da rastu u rezervoarima za fermentaciju od 250.000 litara.
„Realnost je da niko na svetu nikada nije uzgajao životinjske ćelije koristeći više od 25.000 litara rezervoara za fermentaciju. Još uvek je otvoreno pitanje da li će to funkcionisati“, rekao je Blok, koji je i profesor na katedri za hemijsko inženjerstvo. i vinogradarstvo i vinarstvo.
Istraživači UC Davis, zajedno sa iCAMP-om i industrijskim partnerima, nadaju se da će odgovoriti na ovaj izazov. Blok je rekao da se i dalje nada da bi tehnološke inovacije mogle dovesti do široke komercijalizacije uzgojenog mesa.
„Verovatno je 10 do 15 godina daleko od toga da bude u svim supermarketima širom zemlje, ali sam veoma optimističan da ćemo tamo stići.
Čak i sa svim istraživanjima i novom tehnologijom, ljudi možda i dalje oklevaju da kupe alternativne proteine. Jedan veliki razlog je trošak. Čak su i proteini na bazi biljaka na tržištu često skuplji od proizvoda napravljenih od krava, svinja ili pilića.
Još jedan izazov je da ove alternative imaju ukus, teksturu i osećaj u ustima kao pravo meso. Soja i grašak, glavni sastojci mnogih biljnih proteina, mogu imati neprijatan ukus koji treba da se maskira, primetio je Blok. Takođe im je potrebna mast da bi dobili pravi osećaj u ustima i ukus.
Ali Blok je rekao da je deo istraživačke misije iCAMP-a da utvrdi šta je ključno za potrošače da kupe ove proizvode.
„Nema projekcije da će nam trebati manje mesa“, rekao je Blok. „Očekivao bih da bi konvencionalna poljoprivreda životinja mogla ostati ista ili čak rasti, ali ove druge metode proizvodnje mesa moraju popuniti taj jaz u snabdevanju.“
