Хотите стать дружелюбнее к природе и отказаться от тартара, но надо как-то добирать белок? Вы не одни в своем стремлении — пищевая промышленность активно внедряет новые технологии, чтобы создавать экологичные альтернативы мясу. Как это работает, сколько жизней спасает и скоро ли ждать инновации на российском рынке — рассказывает Анастасия Волчек, кандидат химический наук, пищевой технолог, в книге «От пробирки до кастрюли».
Главная функция мяса в нашем рационе заключается в поставке белков, которые, в свою очередь, состоят из аминокислот — строительного материала для наших клеток. Всего их 20. Часть из них человек может синтезировать сам, а часть получает только с пищей. В процессе переваривания пищевые белки распадаются до свободных аминокислот, которые используются организмом для постройки собственных белковых соединений (либо, если это необходимо, деградируют дальше с выделением энергии). Поэтому при оценке качества белка очень важен его состав. Если в белке мало незаменимых и редких аминокислот, он считается неполноценным. Среди растительных самым образцовым белком признан соевый — в нем есть все нужные аминокислоты, а количество многих из них выше, чем у говядины или свинины.
Обдумывая альтернативы мясу, ученые все время возвращаются к этому фактору. Они постоянно сравнивают белки между собой и решают, чья питательная ценность подходит на роль мясной замены.
Попробуйте есть бобы
Самый очевидный заменитель мясных продуктов — растения. Вегетарианцы всегда ели их, отказываясь от мяса, но вопрос о сбалансированности такой диеты оставался открытым, поскольку белок растений отличается от животного. В нем часто не хватает некоторых важных аминокислот, которые человеческий организм синтезировать не может. Поэтому, чтобы делать из растений мясозаменители, нужно было сперва найти такие растения, в которых много белка, а его аминокислотный состав приближен к составу красного мяса.
Лучше других с этой точки зрения оказались соя и горох. Сегодня «растительное мясо» делают в основном из белка этих культур, добавляя в смесь растительные жиры и другие компоненты, влияющие на текстуру, вкус и аромат. Попробовать котлеты из гороха во многих странах уже не составляет труда.
Американская компания Impossible Foods несколько лет назад заключила договор с сетью закусочных Burger King, и вместе они запустили продажу «невозможных вопперов» с соевой котлетой в середине. «Соя» Impossible Foods, однако, не так проста, как может показаться. В составе этого мяса присутствует гем — молекула, придающая крови красный цвет и помогающая красным кровяным тельцам переносить по телу кислород. Гем этот тоже растительный. Команда компании выделила его из корней сои, а затем создала генетически модифицированные дрожжи, чтобы они производили гем. Недавно на рынок вышла новая версия растительной невозможной говядины, на этот раз — диетической. В ней на 75% меньше насыщенных жиров, чем в других продуктах от производителя.
Один из конкурентов Impossible Foods — гигант индустрии Beyond Meat. Его продукты попроще, это полуфабрикаты, собранные из гороха, фасоли, картофеля или риса. В Европе нечто подобное выпускает The Vegetarian Butcher. Есть бобовое мясо и в России. В нашей стране производятся растительные котлеты, фарш и сосиски марки Welldone, а также растительные фрикадельки Hi.
Сектор мясных альтернатив из бобов продолжает расти. В него то и дело входят крупные компании. В США собственные растительные наггетсы появились у крупнейшего в стране производителя мяса — Tyson Foods. До этого компания вкладывалась в другие проекты, но в конечном счете решила запускать свой бренд «чистого мяса». Фарш из растений есть теперь и у Nestle.
Но при всей их относительной доступности растительные заменители мяса пока не выглядят как оптимальный источник белка для будущих поколений. Производство котлет из гороха требует выращивания этого самого гороха, а значит, расширения посевных площадей, что никак не вяжется с современной зеленой повесткой. Многих беспокоит и то, что у части населения развивается аллергия на растительные белки (в этом плане интересен нут — он гипоаллергенный). Все это, а еще высокая цена и явное недотягивание растительных альтернатив до оригинала в плане вкуса привели к тому, что поиск нового «мяса» на горохе не закончился.
Сегодня биотехнология обратила свой взгляд на другие белки с хорошим аминокислотным профилем, для производства которых не нужны большие площади, пестициды и удобрения. На научную арену вышли насекомые, микробы и сами животные клетки, только на сей раз оторванные от своих хозяев — животных.
Не лев, а львинка
Еда из насекомых — это не новая разработка, а вполне традиционная вещь, когда речь идет о Южной и Восточной Азии, Южной Америке, Австралии или Африке. Поедание муравьев, кузнечиков и разнообразных личинок не закрепилось в Европе, но в остальном мире насекомых любят за их доступность и питательность. Помимо высокого содержания белка со сбалансированным аминокислотным составом насекомые богаты и полезными минералами: кальцием, медью, железом и цинком.
В некоторых странах до того обожают насекомых, что посвящают им отдельные праздники. В Японии это фестиваль поедания ос (их запекают в печенье, получается что-то похожее на изюм), а в Мексике — день, когда принято чествовать вкусного лесного клопа. В Корее шелковичные черви — одна из разновидностей стритфуда, а в Израиле кошерными признаются определенные виды саранчи. Поэтому вполне закономерно, что биомасса насекомых стала одним из претендентов на роль заменителя мяса.
Всего в мире насчитывается около 2000 видов насекомых, пригодных в пищу, и даже больше, но в ЕС разрешены только четыре: желтые мучные черви (Tenebrio molitor), перелетная саранча (Locusta migratoria), домовой сверчок (Acheta domesticus) и черви буффало (Alphitobius diaperinus). Их продают и целиком, в высушенном виде, и в составе разных продуктов питания, например выпечки или снеков. Тогда в рецепты включают насекомых, перемолотых в муку.
Мука из сверчков (кузнечиков) довольно популярна. Чтобы ее сделать, насекомых сперва выращивают, потом замораживают, запекают, высушивают и наконец измельчают. Получается порошок желтого или коричневого цвета. Его можно добавлять в макароны или протеиновые батончики (например, исландские Jungle bar). Последние при пережевывании характерно похрустывают.
А вот кто не отказывается от насекомых в качестве прикорма, так это сельскохозяйственные животные. Для кормовой промышленности в России выращивают личинок черной львинки — маленькой южноамериканской мухи. В компании «Энтопротэк» мушек растят на пищевых и других органических отходах, которые поставляют различные заводы, рестораны и сети ритейла. Вообще, черная львинка может подойти и для людей. Исследованиями, направленными на получение из ее личинок протеина и жира для БАД, в Архангельской области занимается компания «НордТехСад».
Еще одна муха — мясная (Lucilia caesar) — превращается в кормовой белок на предприятии «Зоопротеин». Ест она там отходы мясоперерабатывающей промышленности. Агрохолдинги и простые фермеры с удовольствием покупают насекомых на корм своим подопечным: свиньям, птице и рыбе. Особенно хорошо показывают себя личинки и черви в качестве добавки к корму молодняка. Животные на такой диете меньше болеют и быстрее растут. Люди, вероятно, со временем тоже начнут есть насекомых — даже там, где это не принято. Придут они и в Европу, и в Россию. Конечно, мука из кузнечиков может кому-то прийтись не по вкусу. Однако, ел же саранчу Иоанн Креститель в своих путешествиях по пустыне.
Да и мы не воротим нос от насекомых, когда их не видно. Например, если ингредиенты из них входят в состав сладостей, газированных напитков и соусов. Так, из насекомых традиционно делают краситель кармин (Е120) — его получают, перерабатывая красного мексиканского жучка, а шеллак (Е904), который помогает глазировать конфеты, производят лаковые жуки родом из Индии и Таиланда. Натуральным шеллаком иногда покрывают мебель или шкатулки. Не путать с шеллаком для ногтей: придуманный в свое время американской компанией NCD, он никакого отношения к жукам не имеет — его делают из сложных эфиров метакриловой кислоты, которые полимеризуются, если добавить к ним бензоилпероксид и поместить состав под ультрафиолетовую лампу
Бургер из одноклеточных
Белком богаты не только растения и насекомые, но также микроорганизмы: бактерии, микроскопические грибы, дрожжи и одноклеточные водоросли. Если вырастить их на заранее подготовленной питательной среде, то в общей биомассе одноклеточных на белок будет приходиться от 40 до 70% веса, а по своему составу микробный белок очень близок к говядине.
Водоросли
Самый распространенный на сегодня белок одноклеточных — водоросли. В принципе в этом нет ничего удивительного. Обычные многоклеточные водоросли всегда входили в рацион у людей, живущих недалеко от морских побережий, не в виде котлет, а как закуска.
Бурые водоросли Laminaria — не что иное, как морская капуста. В магазинах ее можно купить в консервированном виде, а в море выловить свежей — ее листья достигают нескольких метров в длину и имеют волнистый край. Красные водоросли Porphyra tenera едят в Японии, на Филиппинах, в Уэльсе и Новой Зеландии. А в Канаде и Норвегии водоросли Ascophyllum nodosum не просто ловят, а выращивают. Получаются настоящие огороды, только подводные.
Одноклеточные водоросли — тоже продукт не новый. Их разделяют на сине-зеленые (Spirulina, Anabaena, Aphanothece, Nostoc) и истинные (Chlorella , Oedogonium, Scenedesmus, Spirogyra, Dunaliella). При этом первые на самом деле водорослями не являются. Они относятся к цианобактериям, а их клетки не имеют ядра. Наиболее востребованные одноклеточные водоросли — спирулина (Spirulina) и хлорелла (Chlorella). В таких странах, как Монголия, Китай, Таиланд, Бразилия или Перу, их едят уже много веков. Хлореллу успешно производят в Японии и на Тайване, а водоросли Scenedesmus — в Китае. Питаются водоросли по большей части углекислым газом и светом, однако для некоторых подходят и органические источники углерода.
Производить микроводоросли начали еще в 1940-х гг. в Германии. Позже коммерческие производственные системы были разработаны в Японии, на Тайване, в США, Мексике, Таиланде и Израиле. Там для них либо строят открытые водоемы, например озера (тогда водоросли растут слоем в полметра, пока до них достает солнечный свет), либо создают закрытые системы из множества прозрачных трубок или покрытых куполом бассейнов, а в помещениях устанавливают чаны — фотобиореакторы с искусственным освещением. Открытое выращивание гораздо дешевле и дает возможность собирать больше урожая, но с технологической точки зрения считается менее совершенным. В больших водоемах почти неизбежно начинают расти организмы разных видов (порой ядовитых), и сохранить монокультуру очень сложно. Иногда поверхность озер с водорослями накрывают пленкой, чтобы уменьшить риск заражения культуры посторонними видами, или ограничивают водоросли в питании, создавая среду, которая подходит только избранным. Так, азотфиксирующие виды Anabaena, способные захватывать азот из атмосферы, можно выращивать в средах без какого-либо другого источника азота.
Интересное решение по выращиванию водорослей предложил в свое время израильский исследовательский центр «Технион ». Систему назвали High Rate Algal Pond (HRAP). Суть ее в том, чтобы использовать для выращивания каналы, оснащенные оборудованием для перемешивания и аэрации. При этом в среде с водорослями соседствуют бактерии, разлагающие органику. После завершения культивирования водоросли извлекают, обезвоживают и сушат, а стоки используют для полива сельскохозяйственных культур. Системы HRAP востребованы у многих современных производителей водорослей. Их выбрала для себя и команда проекта по реабилитации сточных вод Incover, реализованного в рамках европейской программы Horizon 2020.
Продукты из микроводорослей ценятся за содержание в них полезных веществ: омега-3— жирных кислот, каротиноидов, витаминов и хлорофилла. В магазинах их можно встретить в виде биологически активных добавок (БАД), доступных в таблетках, капсулах или жидких формах, либо в качестве самостоятельных ингредиентов, которые могут быть включены в пасту или выпечку.
Хлорелла — частый компонент функционального питания. Она положительно воздействует на иммунную систему, и в ней содержатся антиоксиданты. Спирулина тоже не отстает. В ней много витамина В12, железа и β-каротина — предшественника витамина А.
В последние годы производство водорослей совершило новый виток роста. Этим рынком заинтересовались пищевые «киты». Корпорация Nestle в 2019 г. с целью производства микроводорослей для питания начала сотрудничать с биохимической компанией Corbion. Есть и другие неплохие инициативы: Phycom и ее порошок из водорослей или заменители рыбы от стартапа Kuleana из США. В Китае морскую технологию активно развивает провинция Шаньдун. Там планируется создать «Синюю Кремниевую долину», где будут работать исследователи, увлеченные океаном. В России рынок водорослей пока развит слабо, но отдельные успешные начинания все же есть. Водорослевый комбинат в Архангельске делает лекарства, биологически активные лечебно- профилактические пищевые добавки, а также биодобавки для парфюмерии и косметики.
Грибы
«— Откусишь с одной стороны — подрастешь, с другой — уменьшишься! — С одной стороны чего? — подумала Алиса. — С другой стороны чего? — Гриба, — ответила Гусеница, словно услышав вопрос».
Но где у круглой грибной шляпки та сторона и где другая? Так, вероятно, думают все дети, когда впервые читают о знаменитых приключениях маленькой Алисы, которую в XIX в. выдумал Льюис Кэрролл. Те грибы, о которых будем говорить мы, никаких шляпок не имеют, что значительно упрощает дело. Зато их точно так же, как волшебный гриб из Страны чудес, можно съесть, хотя рост едока от этого не изменится. И грибы эти — микроскопические.
Вот, например, нитчатые грибы рода Penicillium, того самого, который подарил нам антибиотик пенициллин. Они не производят плодовых тел, но прекрасно проявляют себя в еде — например, придают пикантный вкус сырам рокфор и камамбер, о чем мы еще поговорим. А соевый соус не приготовить без грибов Aspergillus oryzae и Aspergillus sojae.
Но главное, что биомасса низших, одноклеточных грибов сама по себе может становиться источником питания. И даже заменять мясо. Микроскопические грибы хорошо разлагают сложные углеводы — целлюлозу и лигнин, один из компонентов древесины. Их можно выращивать на различных растительных остатках (включая опилки или бумагу), немного обработанных нагревом или купанием в кислоте. Жидкая среда для грибов предпочтительнее: так они накапливают больше белка. В остальном процесс их культивирования похож на выращивание бактерий. Готовые грибы так же выделяют из раствора фильтрованием или с помощью центрифуг, а затем сушат. Кроме аспергиллов и пенициллов для промышленного выращивания часто используют грибы родов Fusarium (F. semitectum, F. venenatum) и Trichoderma (T. harzianum, T. víride).
Белок из грибов на рынке еды присутствует с прошлого века. В 1990-х гг. на прилавках в Европе и в Англии появился мико протеин из Fusarium venenatum. Он лежит в основе продуктов марки Quorn от компании Marlow Foods (сейчас бизнес принадлежит филиппинской Monde Nissin Corporation), а грибную биомассу для него выращивают на глюкозном сиропе, который получают из пшеничного или кукурузного крахмала. Дополнительным источником азота для культуры выступает аммиак, он же контролирует кислотность среды. Когда процесс культивирования окончен, клеточную суспензию подают в специальный реактор, где путем температурной обработки снижают содержание в ней нуклеиновых кислот. Затем культуру нагревают до 90 °C и обезвоживают в центрифуге.
Интересно, что обработанные клетки Fusarium venenatum имеют морфологию, сходную с мышечными клетками животных: они нитевидные с высоким отношением длины к диаметру. Это делает их очень удобными для изготовления различных заменителей мяса. В линейку Quorn входят самые разные вегетарианские блюда быстрого приготовления: наггетсы, тефтели, паштеты, ветчина, котлеты для бургеров, имитации эскалопов и стейков, пироги. Они не содержат животных жиров или холестерина и за счет смешивания грибной основы с белковым связующим имеют текстуру, похожую на мясо птицы.
Другой перспективный проект, связанный с грибной едой, родом из Финляндии (Скандинавия, как можно заметить, славится микробными стартапами). На сей раз, однако, это не альтернативное мясо, а заменитель яиц. Компания Onego Bio производит биоальбумин (Bioalbumen) — рекомбинантный яичный белок, синтезируемый генетически измененными грибами Trichoderma reesei. Грибы здесь выступают в роли фабрик, ученые лишь встраивают в них нужный ген, который берут у кур. Авторы сравнивают процесс производства с приготовлением пива: грибы растят на смеси воды, сахара и минеральных веществ. Из биомассы после отделения ультрафильтрацией и очистки получают белковый порошок, аналогичный куриному альбумину, который можно использовать вместо яичного в выпечке и при изготовлении лапши.
Высшие грибы тоже часто становятся главным ингредиентом в продуктах, имитирующих мясное филе. Но в ход здесь идут не плодовые тела, которые мы обычно собираем в лесу и жарим с картошкой, а подземная часть — грибница, она же мицелий. На базе мицелия, например, делает свои продукты Meati Foods из США.
Культивируемое мясо
Люди уже давно задумывались о технологии, которая позволила бы отказаться от выращивания и забоя животных, сохранив при этом возможность есть мясные деликатесы. В 1931 г. Уинстон Черчилль говорил: «Нам следует отойти от нелепости выращивания целой курицы на убой с целью съесть только грудку и крылья и выращивать это отдельно в подходящей среде». Прошли какие-то 90 лет, и его пожелание претворилось в жизнь: мы научились выращивать животные ткани в искусственных условиях сами, без животных, используя отдельно взятые линии клеток.
Путь «мяса из пробирки» к прилавку был тем не менее тернист. Ученые, которые пытались вырастить мышечную ткань из отдельных клеточных культур, добились успеха далеко не сразу. От первых мышечных фибрилл в чашке Петри в 1971 г. мы пришли сперва к съедобному филе из клеток золотой рыбки в 2002 г., еще через год — к стейку из стволовых клеток лягушки, а в 2013 г. в Лондоне был продемонстрирован широкой общественности первый бургер с выращенной котлетой. Стоил он, кстати, 215 000 фунтов. Цена говорила сама за себя — казалось, что новое мясо появится на рынке очень нескоро, а если прошло 12 лет — на дворе 202 6 г., а мясо из лаборатории уже можно попробовать в ресторане. Но отвлечемся на минуту от триумфального шествия лабораторных стейков и остановимся на том, как это самое культивируемое мясо получают.
Для начала, чтобы кусок мяса было из чего вырастить, нужно раздобыть клетки, способные быстро размножаться и формировать подобие мышцы. Это могут быть эмбриональные стволовые клетки, миосателлиты — взрослые стволовые клетки мышечной ткани или миобласты — молодые мышечные клетки. К мышечным клеткам могут также добавляться другие, например жировые — адипоциты. Это делается с целью улучшения вкуса конечного продукта. Получением и производством клеточных линий для культивирования «мяса в пробирке» сегодня занимаются отдельные компании, уже сейчас формируются целые банки клеток для отрасли.
Конечно, эти клеточные образцы все равно приходится брать у животных. Но отбор клеток не идет ни в какое сравнение с забоем. Если при производстве обычной говядины корова превращается в тушу и отправляется в морозильник, то для производства культивированного мяса у нее с обезболиванием отбирают кусочек биоматериала размером с горошину черного перца, и этого хватает, чтобы сделать 80 000 котлет.
Далее — для роста и адекватного развития клеточных культур надо создать подходящую питательную среду, содержащую различные факторы роста, обычно синтезируемые в живом организме. Когда технология только набирала обороты, лучшей средой для животных клеток служила эмбриональная телячья или лошадиная сыворотка. Но постепенно от нее начали отказываться в пользу растительных или грибных заменителей, чтобы производство мясных альтернатив не зависело от животноводства.
Кроме среды, чтобы собраться в мышцу вне коровы, клеткам может требоваться каркас, на котором они будут расти. В искусственных условиях стволовым клеткам, которые еще не определились со своей функцией, тяжело сформировать полноценную мышечную ткань. К тому же в «культивируемых» стейках, если это не предусмотрено разработчиками, нет сосудов, доставляющих к клеткам питательные вещества, поэтому они не могут быть многослойными. Одним из вариантов преодоления этих препятствий стало использование органических сетей, служащих клеткам поддержкой. Такие каркасы могут быть из коллагена, целлюлозы или хитозана. А источниками для них служат растения, водоросли и грибы.
Наконец, хорошее мясо не получится в крошечной пластиковой чашке; ее нужно заменить на биореактор — емкость, в которой будет происходить выращивание. В нем среда сможет равномерно перемешиваться, омывая растущую культуру, а к клеткам станут вовремя доставляться все необходимые компоненты, включая кислород (а продукты жизнедеятельности будут, наоборот, отводиться).
На первый взгляд ничего сложного. Но на самом деле у этого процесса множество подводных камней. Значение имеет все. И качество выбранной культуры, и подбор разнообразных факторов роста, которые нужно вносить в определенной последовательности и с правильной периодичностью, и свой ства каркаса — он, например, должен уметь растягиваться, чтобы клетки могли имитировать мышечную работу.
В декабре 2020 г. первую «культурную» курятину, при производстве которой не пострадала ни одна курица, одобрили в Сингапуре. Мясо под маркой GOOD Meat производит американская компания Eat Just. Мышечные клетки кур, взятые путем биопсии, растят на специальной среде, после чего добавляют к ним смесь из белков, аминокислот, углеводов и солей. Чуть позже GOOD Meat, вместе с коллегами UPSIDE Foods, дебютировала в ресторанах США, что вызвало в СМИ небывалый ажиотаж. А в январе 2024 г. Израиль стал третьей страной в мире, которая одобрила выращиваемое мясо, причем это была уже не курица, а говядина от проекта Aleph Farms.
Лабораторные мясные продукты продолжают завоевывать мир. Голландский стартап Meatable на данный момент не реализован как коммерческое предприятие, но в 2024 г. добился одобрения на публичную дегустацию своего мяса из стволовых клеток в Европе. Сейчас компания сотрудничает с DSM, крупной корпорацией по производству ингредиентов для пищевой и фармацевтической промышленности. А в 2023 г. другая команда — Mosa Meat — построила в Нидерландах пилотный завод по производству культивируемой говядины. В ближайшие годы она надеется выйти на рынок. Сингапур же, судя по всему, теперь настроен стать лидером по производству «культурных» морепродуктов с ориентацией на азиатский рынок. Сделку о слиянии подписали там два крупных стартапа: Umami Bioworks, занятый получением мяса угря и морского окуня, поглотил Shiok Meats, который до этого специализировался на креветках.
Правительства многих стран берут курс на мясо без убийства. Проекты по выращиванию мяса и морепродуктов из клеток поддерживают по всему миру, начиная от Бразилии и заканчивая Южной Кореей, Китаем и Японией. Драйвером, однако, выступают США, хотя Европа и Великобритания тоже настроены позитивно. Лабораторное мясо позволяет не только снизить давление на биосферу, но и получать гарантированно безопасные продукты питания с прозрачным составом (без паразитов или антибиотиков) за гораздо более короткий срок. Бургер можно вырастить в реакторе за несколько недель, корову же придется растить два года. Чудо «мяса из пробирки» заключается, конечно, в возможности получать настоящее мясо, не убивая животных. Притом это способ разнообразить диету, иногда — довольно радикальным образом.
Мясо динозавра, пожалуй, в лаборатории не вырастишь. А вот мясо мамонта — можно. По крайней мере, у австралийской Vow Food получилось: гигантскую фрикадельку, выращенную из культуры клеток овец с внедренной в них восстановленной последовательностью ДНК миоглобина мамонта, сотрудники компании выставили в научном музее NEMO в Амстердаме в 2023 г. Так ученые хотели привлечь внимание общественности к проблемам потери мирового биоразнообразия и возможностям новых биотех- подходов, способствующих спасению планеты от глобального потепления. До этого стартап уже выращивал культивируемую свинину, мясо кенгуру, кроликов, мышей, коз, буйволов и альпак.
Есть новое мамонтовое мясо, разумеется, нельзя — на безопасность его никто не проверял; но, по крайней мере, опыт Vow Food будит фантазию: термин «неандертальская диета» начинает играть новыми красками. Этически подход австралийцев также сильно отличается от других инициатив, связанных с воскрешением вымерших видов. Пока американский исследователь Джордж Ч ёрч со своей командой из Colossal Biosciences мечтает о стадах мамонтоподобных слонов посреди арктических льдов и выводит лютоволков и холодоустойчивых мышей — «колоссальных мамонтышек» с повышенной лохматостью, в Австралии планируют делать из древних животных котлеты.
Что будет дальше и какие удивительные мясные блюда появятся на рынке в ближайшем будущем? Остается только гадать. Бизнес- проекты, посвященные мясным альтернативам, в последнее время множатся как кролики: одних компаний по выращиванию мяса насчитывается уже больше 170118. Причем мясом ученые не ограничиваются: они учатся заменять и другие продукты. Если уж наша цивилизация решит избавляться от коров, не станет и молока. Что же тогда мы будем добавлять в свой латте?
Комментарии (0)