گوشت خرگوش تا کنون برگر بوده است - چالش بزرگ بعدی، استیکهای حیوانی است

گوشت خرگوش تا کنون برگر بوده است - چالش بزرگ بعدی، استیکهای حیوانی است
گوشت آینده ممکن است کاملا متفاوت از گوشت گذشته باشد. استنلی کوبریک، عکاس، مجموعه عکاسی مجله LOOK، کتابخانه کنگره، بخش چاپ و عکاسی، LC-USZ6-2352., CC BY-ND

گوشتی که می خورید، اگر شما گوشتخواری هستید، از ماهیچه های حیوانی می آید. اما حیوانات از خیلی بیشتر از عضله تشکیل شده است. آنها دارای اندام و استخوان هستند که اکثر آمریکایی ها مصرف نمی کنند. آنها نیاز به غذا، آب، فضا و ارتباطات اجتماعی دارند. آنها زباله تولید می کنند.

کشاورزان صرف انرژی و منابع زیادی برای رشد گیاهان پیچیده، ایجاد زباله در روند، تنها به تمرکز بر کاهش سودآور گوشت آنها می توانند برداشت.

این امر ساده تر، انسانی تر و کم هزینه تر خواهد بود فقط قطعاتی را که مردم میخواهند تولید کنند. با زیست شناسی سلولی و مهندسی بافت، تنها می توان رشد سلول های عضلانی و چربی را افزایش داد. این گوشت کشت شده است. دانشمندان سلول ها را با همان ورودی هایی که نیاز دارند رشد می دهند، فقط در خارج از حیوانات قرار می دهند: مواد مغذی، اکسیژن، رطوبت و سیگنال های مولکولی از همسایگان سلول ها.

تا کنون محققان داشته اند سلولهای کشت شده را کشت که می تواند به گوشت فرآوری شده مانند برگر یا سوسیس تبدیل شود. این تکنولوژی گوشت کشت شده هنوز در مراحل اولیه تحقیق و توسعه قرار دارد، زیرا نمونه های اولیه بزرگ شده و به خوبی برای آماده سازی برای چالش های تجاری سازی آماده می شوند. اما در حال حاضر مهندسان زیست محیطی در چالش سخت تر بعدی قرار می گیرند: کاهش دادن گوشت های ساختاری مانند یک استیک یا یک کتلت مرغ.

چه گوشتی ساخته شده است

اگر به قطعه ای از گوشت خام زیر میکروسکوپ نگاه کنید، می توانید ببینید چه چیزی در سطح سلولی می خورید. هر نیش یک ماتریکس از عضلات و سلول های چربی است که با رگ های خونی همخوانی دارند و بافت همبند درگیر می شوند.

سلول های عضلانی پر از پروتئین ها و مواد مغذی هستند و سلول های چربی پر از چربی هستند. این دو نوع سلول به بسیاری از طعم و مزه ها کمک می کند و هنگامی که به یک برگر یا استیک می میرند، یک تجربه گوشت خوار را تجربه می کنند.

گوشت خرگوش تا کنون برگر بوده است - چالش بزرگ بعدی، استیکهای حیوانی است
بخش بوقلمون رنگ آمیزی شده برای نشان دادن ساختار سلولی سطح بافت ماهیچه اسکلتی - همچنین به عنوان گوشت شناخته شده است. ناتالی روبیو

رگهای خونی با وجود مواد مغذی و اکسیژن در حین زنده بودن، بافت حیوانی را تامین می کنند؛ پس از کشتار، خون یک نوشیدنی منحصر به فرد، فلزی، umami به گوشت اضافه می کند.

بافت همبند، متشکل از پروتئین هایی نظیر کلاژن و الاستین، فیبرهای عضلانی را به دسته های ترازبندی می کند که در جهت انقباض گرا هستند. این بافت همبند در طول پخت و پز تغییر می کند و بافت و گوشت را به گوشت اضافه می کند.

چالش محققان کشاورزی سلولی این است که این پیچیدگی گوشت را از پایین به پایین تقلید کند. ما می توانیم سلول های عضلانی و چربی در یک ظرف پتری را رشد دهیم - اما عروق خونی و بافت همبند به طور خودناوری تولید نمی شود، همانطور که در حیوانات انجام می شود. چگونه می توانیم مواد بیولوژیکی و بیوراکتور ها را برای انتشار مواد مغذی و ایجاد سازمان ایجاد کنیم، بنابراین ما در نتیجه یک برش ضخیم و ساختاری از گوشت ایجاد می کنیم؟

همبرگرهای گوشتی گوشتی اولین گام هستند

محققان برای ایجاد یک گوشت کشت شده، اندازه کوچک را اندازه گیری می کنند - به اندازه سنگ مرمر فکر می کنند - مقدار بافت از گاو، خوک یا مرغ و جداسازی سلول های فردی. سپس، مهندسان محیط زیست مانند من سلول ها را در فلاسک های پلاستیکی قرار داده و آنها را مواد مغذی، اکسیژن و رطوبت می دهند در حالی که آنها را در دمای بدن قرار می دهند. سلول ها خوشحال هستند و می توانند به طور نمادین تقسیم شوند و سلول های بیشتری و بیشتر ایجاد شوند.

هنگامی که در پلاستیک رشد می شود، سلول ها تا زمانی که در تمام سطح موجود موجود باشند، تقسیم می شوند. این نتیجه یک لایه شلوغ است که یک سلول ضخیم است. هنگامی که سلولها تقسیم را متوقف می کنند، شروع به رشد می کنند. سلولهای عضلانی با هم ترکیب می شوند تا فیبرهای عضلانی طولانی ایجاد کنند و سلول های چربی شروع به تولید چربی ها می کنند. محققان می توانند مجموعه ای از این سلول ها را باهم ترکیب کنند تا محصولات گوشت فرآوری شده مانند برگر، هات داگ و سوسیس تولید شوند.

سلول های حیوانی به تنهایی می توانند بیشترین تجربه گوشت را تکثیر کنند. اما بدون رگ های خونی و بافت همبند، شما با یک بافت سازمان یافته و سه بعدی نمی رسیم - و این چیزی است که شما برای کاهش ساختار گوشت مانند استیک، سینه مرغ و بیکن نیاز دارید.

برای غلبه بر این چالش، دانشمندان می توانند از مواد بیولوژیکی برای تکرار ساختار و عملکرد رگ های خونی (برای انتقال مواد مغذی و اکسیژن) و بافت همبند (برای سازمان و بافت) استفاده کنند. این منطقه از تحقیقات نامیده می شود توسعه داربست.

گوشت خرگوش تا کنون برگر بوده است - چالش بزرگ بعدی، استیکهای حیوانی است
ارائه برخی ساختار برای رشد سلول ها، گوشت کشت شده از همبرگر را به میخانه می دهد. تایلر اولسون / Shutterstock.com

داربست مواد مخفی برای استیک است

مفهوم داربست ها در حوزه علم است مهندسی بافت برای برنامه های پزشکی. دانشمندان سلول ها و داربست ها را برای تولید مواد بیولوژیکی کاربردی برای تحقیقات، غربالگری سم شناسی یا ایمپلنت.

این مواد بیومتریک می توانند به شکل های مختلف - فیلم ها، ژل، اسفنج ها - بسته به خواصی که در بافت مورد نظر مورد نظر می باشند، باشند. به عنوان مثال، شما می توانید رشد سلول های پوست بر روی یک فیلم کلاژن صاف برای ایجاد یک پیوند پوست برای کمک به سوختن قربانیان یا سلولهای استخوانی در یک اسفنج هیدروکسی آپاتیت برای بازسازی استخوان.

برای کاربردهای پزشکی، داربستها معمولا باید برای ایمپلنت ایمن باشند، نباید از سیستم ایمنی بدن پاسخ دهند، باید تجزیه پذیر باشند و بتوانند از رشد سلول حمایت کنند.

برای برنامه های غذایی، ملاحظات طراحی داربست ها متفاوت هستند. آنها هنوز هم باید از رشد سلول حمایت کنند، اما مهم است که آنها ارزان باشند، خوراکی و سازگار با محیط زیست باشند. بعضی مواد زیستی رایج برای برنامه های غذایی عبارتند از سلولز از گیاهان، یک کربوهیدرات به نام کیتوزان از قارچ ها و یک کربوهیدرات به نام آلژینات از جلبک ها.

در اینجا یک "دستور العمل" برای گوشت کشت شده است که من در آزمایشگاه کار کرده ام. اول، یک داربست مناسب را ایجاد کنید. کیتوزان را از قارچ ها جدا کنید و آن را در آب حل کنید تا یک ژل چسبناک ایجاد کنید. ژل را در یک لوله گذاشته و یک سر را به مواد سرد مانند یخ خشک یا نیتروژن مایع افشان دهید. کل لوله ژل به آرامی یخ می شود، از انتهای سرد شروع می شود. سپس ژل یخ زده را می توان با خلاء بر روی ژل در دماهای بسیار پایین خشک کرد و در نهایت یک ماده خشک مانند اسفنجی ایجاد می کند. این فرآیند انجماد جهت ایجاد یک اسفنج با منافذ کوچک، بلند و هموار شده شبیه به یک بسته نرم افزاری از نیها - و همچنین بافت عضلانی.

گوشت خرگوش تا کنون برگر بوده است - چالش بزرگ بعدی، استیکهای حیوانی است
فرایند ساده برای ایجاد یک اسفنج کیتوزان با منافذ تراز. ناتالی روبیو, CC BY-ND

سپس، به جای گوشت در حال رشد در پلاستیک صاف، شما می توانید سلول ها را به این اسفنج سه بعدی منتقل کنید تا سطح بیشتری را برای رشد بافت ضخیم تر فراهم آورید. منافذ نیز می تواند به توزیع مواد مغذی و اکسیژن در سراسر بافت کمک کند. تا کنون با این تکنیک، آزمایشگاه من قادر به تولید کمی از گوشت کمتر از یک سانتی متر مربع - کمی کوچک برای cookout اما شروع قوی است.

امکانات دیگر داربست شامل سلول های رشدی در فیبرها، ژل ها یا اسفنج ها بر پایه آلژینات می باشد. یا تکنسین ها می توانند سلول های گیاهی را از گیاهان در فرايندی به نام decellularization و چارچوب سلولزی را که با سلولهای حیوانی پشت سر گذاشته شده است، دوباره بکشید.

هنگامی که محققان مواد و روشهایی را پیدا می کنند که به خوبی کار می کنند، ما در ایجاد دسته های بزرگ کار خواهیم کرد. در آن زمان، این یک بازی بزرگ کردن روند و کاهش هزینه ها خواهد بود تا محصولات گوشتی کشت شده بتوانند با محصولات گوشتی مزرعه مقرون به صرفه باشند.

همیشه هیجان انگیز است برای دیدن شرکت های راه اندازی اولین کیک های خوراکی، سوسیس و همبرگر خود را. اما من به دنبال آینده هستم. با کمی تحقیق بیشتر، زمان، بودجه و شانس، منوی گوشتی 2.0 شامل گوشت گاو و گوشت خوک گوشتخوار است که بسیاری از گوشتخواران آن را دوست دارند.گفتگو

درباره نویسنده

ناتالی روبیو، دانشجوی دکتری زراعت سلولی، دانشگاه تافتز

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

بیشترین مطلب خوانده شده