تأتي لحوم الأبقار اليوم من الحيوانات التي تربى في المزارع. وكذلك الدجاج ولحم الخنزير. سمك؟ إنها تأتي من الحيوانات التي تعيش في الماء. لكن بعض العلماء يتطلعون إلى تغيير ذلك.
إنهم يرغبون في زراعة الأجزاء التي نريد تناولها فقط. اصنع البرغر ، على سبيل المثال ، بدون أي أبقار. حضري قطع الدجاج فقط وانسي باقي الدجاج. تختلف الآراء حول أفضل السبل للقيام بذلك. قد يبدأ البعض بالخلايا الحيوانية. سيصل آخرون إلى أجزاء من النباتات بدلاً من ذلك. ولكن مهما كان مصدرها ، فإن الأهداف هي نفسها:لحوم لذيذة لعدد أكبر من الناس ، وضغط أقل على البيئة.
كانت فكرة زراعة اللحم البقري فقط ، وليس البقرة بأكملها ، موجودة منذ تسعينيات القرن التاسع عشر على الأقل. أصبح خيال الخيال العلمي أكثر واقعية بعض الشيء في عام 2013. وذلك عندما قدم مارك بوست همبرغر معملًا في تذوق متلفز. لقد صنعها مما أسماه "لحوم البقر المثقفة". لكن تكلفة هذا البرجر الأول كانت عالية - أكثر من 300 ألف دولار. لم يتوقع أحد أن يشتري أي شخص برجر يكلف أكثر من سيارة ، ناهيك عن طائرة صغيرة. كانت الفكرة هي إظهار أنه من الممكن زراعة خلايا بقرة حقيقية في المختبر ، بدون مزرعة أو حتى بقرة كاملة.
يريد علماء آخرون صنع "لحوم" من النباتات. هؤلاء الحالمون لا يتطلعون إلى ابتكار "برجر نباتي" أفضل. في الواقع ، أحد هؤلاء العلماء ، باتريك أو.براون ، لا يحب هذا المصطلح على الإطلاق. يصنع البرغر النباتي من النباتات وله شكل برجر. غالبًا ما يكون الطعم مختلفًا تمامًا عن اللحوم الحقيقية. بدلاً من ذلك ، تريد شركة براون ، Impossible Foods في ريدوود سيتي بولاية كاليفورنيا ، أن تجعل البرغر النباتي لذيذًا للغاية بحيث يتنهد آكلو اللحوم الذين يعانون من صعوبة في تناول اللحوم ويأخذون لقمة أخرى.
الشرح:ما هي البروتينات؟
هدف براون:تحديد تلك البروتينات أو الجزيئات الأخرى التي تعطي اللحوم قوامها ونكهتها الممتعة. ثم تعقب كل مكون حيوي من مصدر غير حيواني.
عندما يتعلق الأمر بصنع اللحوم ، يقول براون:"تصادف أن تكون الحيوانات هي التقنية التي كانت متوفرة منذ 10000 عام". "لقد تمسكنا بنفس التكنولوجيا. وهو غير فعال بشكل لا يصدق بأي مقياس ".
براون مقتنع بأن العلم يمكن أن يأتي بشيء أفضل. فريقه يسير في طريق النبات. ولكن إذا تمكن علماء اللحوم "المستنبتة" من جعل حلمهم القائم على الخلايا الحيوانية ميسور التكلفة ، يضيف ، "سأكون من أكبر المعجبين بهم".
لماذا تدفع من أجل "لحم" مختلف
كثير من الناس يحبون اللحوم كما هي. ومع ذلك ، قد لا يدركون دائمًا الدور الذي يمكن أن تلعبه التكنولوجيا ، كما يقول بروس فريدريش. إنه المدير التنفيذي لمعهد غود فود. مقرها في واشنطن العاصمة ، وهي تحث الناس على ابتكار طرق جديدة لصنع اللحوم.
يقول فريدريش إن الأشخاص الذين يحبون اللحوم قد لا يحبون الطريقة التي تنتج بها الزراعة الحديثة الكثير من تلك اللحوم. يمكن للصناعة الكبيرة أن تزاحم الحيوانات في الأماكن الضيقة. يمكن أن تضر فضلات الحيوان بالبيئة. وتتطلب كميات كبيرة من الطاقة لتغذية وتربية وذبح الماشية من أجل اللحوم. ويقول إن التغيير ضروري.
لكي يتم قبولها ، يجب أن تكون اللحوم الخالية من المزارع ميسورة التكلفة. ربما الأهم من ذلك ، سيكون عليهم أيضًا تقديم النكهة. هذا ليس تحديًا صغيرًا.
الشرح:الطعم والنكهة ليسا متماثلين
تدرس هانا ليرد ما يريد الناس أن يتذوقه اللحم المفروم. في جامعة تكساس إيه آند إم في كوليدج ستيشن ، يدير عالم اللحوم مختبر تقييم حسي. يقوم Laird بتجنيد عشاق لحوم البقر لقضاء ستة أشهر إلى عام في تعلم كيفية اختيار وتسجيل حوالي 40 نكهة ورائحة يمكن أن تظهر في اللحم المفروم. ثم لمدة ساعتين في كل مرة ، يقوم أعضاء اللجنة بشم عينات من اللحم البقري وتذوقها وتقييمها. يسجلون كل من النكهات والروائح من خلال مقارنتها بشيء آخر. على سبيل المثال ، قد يعطي المختبرين طعمًا "معدنيًا" طفيفًا للحم البقر المفروم بدرجة 6. وهذا يعني أنه قوي مثل التانغ الشبيه بالمعادن في أناناس دول المعلب.
يقول ليرد إن اللحم البقري الخام لطيف. يوفر بشكل أساسي رائحة ونكهة تعرف باسم "الدموي / المصل". لكن اطبخ هذا اللحم ، وظهرت مجموعة جديدة كاملة من الروائح والنكهات. بني / محمص. سمين. أومامي . ربما الفحم المدخن - أو ربما الخشب المدخن. أو ربما تظهر نكهات الكاكاو أو المالح أو الزبداني أو الكمون أو المزيد من النكهات الزهرية. وبالنسبة للفطيرة الأقل من الكمال ، قد يبلغ المختبرين عن "الفناء" (لا عجب في ما يشير إليه ذلك).
لحم البقر المفروم معروف جيدًا في أمريكا لدرجة أن إحدى النكهات تسمى ببساطة "هوية اللحم البقري".
ينهي ليرد مشروعًا يبحث في هذه الرومانسية الطهوية الشديدة. تقول:"يقول الناس إنهم يريدون لحم بقري مفروم قليل الدسم". ومع ذلك ، في اختبارات التذوق ، عندما لا يعرفون محتوى الدهون في اللحوم ، سيختارون برجرًا يحتوي على 20 في المائة من الدهون على برجر يحتوي على 10 في المائة من الدهون تقريبًا في كل مرة. كل ذلك يأتي حسب الذوق.
تبدأ تفضيلات الطعم بالتشكل في الرحم ، كما يقول غاري بوشامب. إنه يعمل في مركز Monell Chemical Senses Center في فيلادلفيا ، بنسلفانيا. كشفت الاختبارات التي أجريت هناك كيف أن الطعام الذي تتناوله الأم أثناء الحمل يمكن أن يؤثر على ما يرغب طفلها في تناوله بمفرده.
لكن التفضيلات يمكن أن تتغير. الأشخاص الذين يتحولون إلى نظام غذائي قليل الملح غالبًا ما يكونون بائسين في البداية. يقول بوشامب إنه بعد مرور أشهر ، صنف هؤلاء رواد المطعم مذاق الأطعمة التي كانوا يحبونها في السابق على أنها مالحة جدًا. يقول إنه سيكون أمرًا شاقًا للتنبؤ بما قد يحدث مع تفضيلات اللحوم.
حالة بيئية للحوم الاصطناعية
قد يستغرق الحصول على رواد المطعم من اللحوم الخالية من المزرعة بعض الوقت. لكن العلماء يرون مجموعة من الأسباب التي تجعلهم يستحقون المحاولة.
كتب عالم الأحياء تشارلز جودفري وزملاؤه في جامعة أكسفورد بإنجلترا في 20 تموز (يوليو) العلوم :"يعد إنتاج اللحوم أحد أهم الطرق التي تؤثر بها البشرية على البيئة". . وأشاروا ، على سبيل المثال ، إلى أن تربية الماشية تترك آثار حوافر بيئية كبيرة.
تمثل غازات الدفيئة الناتجة عن تربية الحيوانات أكثر من سُبع كل تلك الغازات المنبعثة من الأنشطة البشرية. يأتي هذا التقدير من تقرير عام 2013 من قبل منظمة الأمم المتحدة للأغذية والزراعة.
لا يزال العلماء يخترعون كيفية زراعة لحوم المختبر من الخلايا الحيوانية. لذلك من السابق لأوانه معرفة كيف يمكن مقارنة ذلك يومًا ما بإنتاج لحوم المختبر. لا يزال ، دراسة 2015 في العلوم البيئية والتكنولوجيا قدم تقديرًا تقريبيًا. يعتقد باحثوها أن اللحوم المستنبتة قد يكون لها تأثير أقل على غازات الاحتباس الحراري مقارنة بإنتاج لحوم البقر اليوم. تتطلب اللحوم المزروعة في المعامل مساحة أقل بكثير من الأراضي. لكن ماذا عن عمليات المختبر؟ قال الباحثون إنهم قد يستخدمون طاقة أكثر مما يتطلبه إنتاج لحوم البقر الآن.
الشرح:أول أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى
تظهر الاستطلاعات أن المخاوف بشأن البيئة لا تلهم الناس لتغيير ما يأكلونه بشكل فعال مثل المخاوف بشأن الصحة. يستهلك الأمريكيون كمية مذهلة من لحم البقر والدجاج ولحم الخنزير. في المتوسط ، يتناول كل شخص 79 جرامًا (2.8 أونصة) من اللحم يوميًا. هذا وفقًا لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية. إنها مجموعة دولية مقرها في باريس ، فرنسا. وتشير التقارير إلى أن شهية الولايات المتحدة للحوم هي ثلاثة أضعاف المتوسط العالمي.
لأسباب صحية ، توصي جمعية القلب الأمريكية بتناول ما لا يزيد عن أربع أو خمس حصص 6 أونصات - 170 جرامًا - كل أسبوع من اللحم البقري أو الدجاج منزوع الجلد أو المأكولات البحرية.
لا أحد يعرف كيف يمكن مقارنة الآثار الصحية لأكل اللحوم المستزرعة باللحوم التقليدية. بعد كل شيء ، إنه غير متوفر في المتاجر حتى الآن. يمكن للأطعمة النباتية أن تتجنب العديد من الدهون المشبعة غير الصحية الموجودة في معظم اللحوم. لكن هذا لا يساعد إلا إذا لم يقم الناس بتذوق البرغر الذي يُفترض أنه أفضل مع بعض الإسراف البذيء والجبني. وهناك خياران متاحان حاليًا لمحاكاة اللحوم - وهما Impossible Burger و Beyond Burger - ليسا منخفضي الدهون.
توفير السعرات الحرارية لكوكب الأرض
بالنسبة لفريدريك ، فإن السبب الرئيسي للابتعاد عن اللحوم المستزرعة هو الهدر. يقول:"إن التخلص من الطعام فكرة مروعة". "ولكن هذه هي العلاقة التي ندخلها جميعًا في كل مرة نختار فيها أكل اللحوم".
وإليك أسبابه:الحصول على سعر حراري واحد من اللحم يعني وضع تسعة سعرات حرارية من العلف. والدجاج من أكثر اللحوم كفاءة. لماذا لا تصنع فقط قطع حيوان خطط الناس لأكلها؟
لقد أثبت العلماء في جامعة ماستريخت في هولندا بالفعل أن هذا ممكن نوعًا ما. لكنها ليست سهلة. تطلب هذا البرجر المختبري في عام 2013 تجميعًا يدويًا لحوالي 20000 خلية عضلية فردية. وتذكر أيضًا أنها كانت مكلفة للغاية.
قال هانّي روتزلر الباحث المتخصص في مجال الطعام في فيينا ، النمسا ، إن النكهة كانت "قريبة بشكل مدهش" من اللحم البقري المفروم العادي. تم السماح بعصير البنجر بسبب اللون الوردي (هذا البرغر المبكر لم ينمو بشكل كافٍ من بروتين الميوغلوبين (MY-oh-gloh-bin) ، الذي يعطي اللحم لونه).
لكن هذا البرجر كان أفضل من أول لحوم مخبرية تؤكل في الأماكن العامة. لم يكن حتى لحوم البقر ، ولكن ألياف عضلات الضفادع. لقد نشأوا في فرنسا كجزء من مشروع فني في عام 2003. أنشأ الفنانان أورون كاتس وإيونات زور معملًا مؤقتًا كجزء من عرض في معرض فني. عندما انتهى العرض ، جلس كاتس والعديد من الضيوف على مائدة العشاء لتذوق القليل من اللحم الذي زرعوه.
بصقها ثلاثة متذوقون. يقول كاتس إن النكهة كانت جيدة. لقد تم تقديمه مع صلصة جيدة جدًا من زبدة الليمون والثوم. ومع ذلك ، لم تكن الخلايا العضلية تمارس أثناء نموها. والشبكة التي نشأوا عليها لم يكن لديها الوقت لتلين. ونتيجة لذلك ، كان اللحم يحتوي على نسيج "هلام على القماش" ، كما يتذكر كاتس. ليست جيدة. ولكن بصفته شريكًا في إنشائه ، شعر بالالتزام - لذلك "ابتلعته".
صنع علماء الأحياء أجزاءً مخصصة من أنسجة الحيوانات الحية لعقود. وقد استخدمته الفرق الطبية لصنع غرسات مثانة للناس. نجت أنسجة الرئة التجريبية لأسابيع في الخنازير. لكن مشاريع الاختبار هذه مختلفة تمامًا عن إنتاج أطنان من لحم الهمبرغر اللذيذ لمحلات السوبر ماركت ومفاصل البرغر.
شد العضلات
أحد هذه التحديات هو صنع ما يكفي من العضلات - اللحوم - لتلبية الطلب.
لا يمكن أن تنقسم الخلية الليفية العضلية التي نضجت إلى قسمين. لذلك لتنمية العضلات ، يحتاج الباحثون إلى البدء بخلايا غير ناضجة. وأكثرها مرونة هي الخلايا الجذعية . يمكن أن تنمو إلى أشكال كثيرة وتنقسم عدة مرات.
الشرح:ما هي الخلية الجذعية؟
ومع ذلك ، فإن هذا متعدد القدرات يمكن أن يكون التحكم في الخلايا أصعب من الخلايا التي كانت بالفعل في طريقها إلى أن تصبح عضلات. تظهر هذه بشكل طبيعي في عضلات الحيوانات وجاهزة لإصلاح الضرر. لكنهم لا يستطيعون الانقسام بقدر ما تستطيع الخلايا الجذعية الانقسام. لذلك يتعين على مزارعي اللحوم العودة إلى خليتهم البنوك للمواد الخام في كثير من الأحيان.
ولقمة اللحم اللذيذة تحتوي على أكثر من خلايا ألياف عضلية. النسيج الضام يحافظ على تلك الألياف في مكانها. تعمل الخلايا الدهنية ، وهي مكون كبير من النكهة ، على تقوية عمل الألياف. يتمثل أحد التحديات الكبيرة التي تواجه زراعة أي أنسجة في المختبر في وصول الأوعية الدموية إليها. بدون أوعية لتزويد الخلايا الداخلية بالأكسجين والغذاء ، لا يمكن أن تتطور سماكة خردة من الخلايا العضلية. وهكذا ، انتهى الأمر باللحوم المزروعة في المعامل حتى الآن على شكل أشلاء. إنه لحم بقري مفروم ، وليس شريحة لحم سميكة صلبة.
حتى أنه من الصعب زراعة خليط من الخلايا كخطوة أولى نحو اللحم المفروم. يقول كريس داممان:"نعلم أن العديد من هذه الخلايا لا تحب حقًا ... أن تكون معزولة". إنه عالم بيولوجيا الخلية. كما شارك في تأسيس شركة خلوية للاستزراع المائي - BlueNalu - في سان دييغو ، كاليفورنيا ، حيث تتشكل الأنسجة الطبيعية ، وتتحدث الخلايا مع جيرانها. ويقول إن الخلايا تحتاج إلى "معرفة مكانها بالضبط". عندما يسحب أحد العلماء بعضًا منها لتنمو في طبق ، يمكن أن "تتشوش بعض الشيء" ، على حد قوله. إذا لم يجدوا تأثيرهم ، فقد يموتون من برنامج التدمير الذاتي المدمج.
بناء المجتمعات
لإقناع الخلايا المفردة المشوشة بالنمو في الأحياء ، يستكشف الباحثون أنواعًا مختلفة من السقالات. مثل أساس المنزل ، يعمل هذا كمواد يمكن للخلايا أن تبدأ في بناء مجتمعات عليها.
أندرو بيلينج عالم فيزياء حيوية في كندا بجامعة أوتاوا. حاول صنع سقالات من الفاكهة والخضروات. العمل مع أنسجة التفاح ، جرد مختبره الدواخل الحية من الخلايا. ترك ذلك شبكة دقيقة من السليلوز (SEL-yu-loass). ثم قام بزراعة خلايا على هذا السليلوز (على الرغم من الخلايا البشرية ، وليس من أجل الغذاء). قدمت مؤسسة New Harvest ، وهي مؤسسة في مدينة نيويورك ، المال لاختبار سقالات مماثلة من الكمثرى الآسيوية والجزر وبتلات الورد والهليون والفطر.
ومع ذلك ، تحتاج الخلايا إلى أكثر من سقالة. لتنظيم نموهم ، يحتاجون أيضًا إلى الطعام والمواد الأخرى. غالبًا ما يعطي العلماء للثقافات ما يُعرف بمصل بقري الجنين. إنها بلازما الدم التي يتم جمعها من أجنة العجل. قد يكلف اللتر مئات الدولارات.
هذا الثمن باهظ جدًا لاستخدامه في صنع أطنان من اللحوم المزروعة في المعامل ، كما يحذر جان فرانسوا هوكيت. يعمل هذا الباحث المقيم في باريس لصالح المعهد الوطني الفرنسي للبحوث الزراعية. أثناء مكالمة عبر سكايب ، افتتح بابتسامة مرحة. ثم قدم نظرة قاتمة للغاية عن مدى صعوبة جعل اللحوم المزروعة في متناول الجميع. المصل ليس هو المشكلة الوحيدة.
لزراعة الكثير من اللحوم ، يحتاج العلماء إلى غرف كبيرة تُعرف باسم المفاعلات الحيوية. يجب أن يصل الطعام والمواد الحيوية الأخرى إلى جميع الخلايا في تلك الأوعية. تميل الشركات إلى الحفاظ على سرية إنجازاتها العلمية. ومع ذلك ، أفاد فريق ممول من شركة New Harvest أنه قد صنع نموذجًا أوليًا لنمو الخلايا بحجم كبير مثل سخان الفضاء المحمول. بعد ذلك ، "قصفنا أشخاص يريدون اختيار أدمغتنا" ، تتذكر إيرين كيم ، التي عملت في New Harvest. كل هذا العناء جعلها تعتقد أن تصميم المفاعل الحيوي ربما لا يزال في مهده.
على الرغم من العقبات ، يتزايد الاهتمام باللحوم المستزرعة. تعمل عالمة الغذاء ليز سبيخت في معهد غود فود. في عام 2016 ، علمت بست شركات تسعى لتحقيق هذا الحلم. بحلول أواخر عام 2018 ، استطاعت أن تحصي 20 على الأقل من خطط المنتجات المستزرعة وتشمل لحم البقر ولحم الخنزير والمأكولات البحرية والدواجن وبياض البيض بدون بيض والحليب بدون أبقار وأغذية الحيوانات الأليفة. كما أنهم يتطلعون إلى إنتاج الجلود وحرير العنكبوت.
مسار النبات
براون في Impossible Foods هو من بين الرواد الذين اتخذوا قفزة إيمانية في الاتجاه المعاكس:محاولة إعادة تكوين الأكل اللحمي من النباتات.
يقول:"عندما أذهب إلى الاجتماعات التي لا تمثل في الأساس سوى دعاة حماية البيئة المتحمسين ، فإنهم جميعًا يتناولون اللحوم على العشاء". حتى أنهم يجدون صعوبة بالغة في تغيير تفضيلاتهم الغذائية.
ومع ذلك ، يحاول براون.
تخلى عالم الأحياء الجزيئية هذا عن حياة علمية ناجحة للغاية في جامعة ستانفورد لبدء عمل برجر. يقول براون عن أيام دراسته الجامعية:"أحببت ما كنت أفعله". لكنه قرر لاحقًا أن "أهم مشكلة علمية في العالم هي معرفة ما الذي يجعل اللحوم لذيذة". قد تفتح الإجابة على هذا السؤال الطريق لإنشاء بدائل أفضل من المكونات النباتية. "
قبل سبع سنوات أطلق شركة Impossible Foods. اليوم ، هو مقتنع بأنه وجد أحد المكونات المهمة التي تجعل طعم اللحوم "مختلفًا عن أي شيء آخر على وجه الأرض." إنه الهيم. فكر في الهيم على أنه قفص جزيئي مصنوع من ذرات النيتروجين المحيطة بذرة حديد. في علم الأحياء ، يلعب الهيم الكثير من الأدوار. من بينها:أنها تشكل نهاية الأعمال للبروتين الحامل للأكسجين في دم الإنسان.
أسئلة الفصل الدراسي
تحول براون إلى الهيم في جذور فول الصويا. وبدلاً من حصد الجذور ، فإن صانع البرجر يضع الجينات لجعل المركب الشبيه بالهيم في الخميرة. ثم يترك خلايا الخميرة تخمر المكون السحري في الأوعية.
المحاولات الأولى لم تكن رائعة. لكن التجارب المتكررة غيرت ذلك. بعض مطاعم البرجر تقدم المنتج الآن. ويستخدم ما تعلمه من تجربة واحدة لتوجيه كل محاولة تالية للحصول على برجر أفضل.
يقول:"مهما كان الأمر جيدًا اليوم ، فإنه سيكون أفضل في اليوم التالي." في المقابل ، "البقرة لا تتحسن على الإطلاق."
