เนื้อแห่งอนาคตอาจแตกต่างจากเนื้อสัตว์ในอดีต Stanley Kubrick ช่างภาพคอลเลกชันภาพถ่ายนิตยสาร LOOK หอสมุดแห่งชาติแผนกภาพพิมพ์และภาพถ่าย LC-USZ6-2352, CC BY-ND

เนื้อสัตว์ที่คุณกินถ้าคุณเป็นสัตว์กินเนื้อนั้นมาจากกล้ามเนื้อสัตว์ แต่สัตว์นั้นประกอบไปด้วยมากกว่ากล้ามเนื้อ พวกเขามีอวัยวะและกระดูกที่คนอเมริกันส่วนใหญ่ไม่บริโภค พวกเขาต้องการอาหารน้ำพื้นที่และการเชื่อมต่อทางสังคม พวกเขาผลิตของเสีย

เกษตรกรใช้พลังงานและทรัพยากรจำนวนมากเพื่อปลูกสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนสร้างของเสียในกระบวนการเพียงเพื่อมุ่งเน้นไปที่การตัดผลกำไรของเนื้อสัตว์ที่พวกเขาสามารถเก็บเกี่ยวได้

มันจะง่ายขึ้นมีมนุษยธรรมมากขึ้นและสิ้นเปลืองน้อยลงไป ผลิตเพียงชิ้นส่วนที่คนต้องการ. และด้วยชีววิทยาเซลล์และวิศวกรรมเนื้อเยื่อมันเป็นไปได้ที่จะเติบโตเพียงแค่กล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อไขมัน มันเรียกว่าเนื้อสัตว์เลี้ยง นักวิทยาศาสตร์ให้เซลล์ที่มีปัจจัยการผลิตเดียวกันกับที่พวกเขาต้องการที่จะเติบโตนอกตัวสัตว์: สารอาหารออกซิเจนความชื้นและสัญญาณโมเลกุลจากเพื่อนบ้านของเซลล์

จนถึงนักวิจัยได้ เซลล์ที่เพาะเลี้ยงเซลล์ ที่สามารถเปลี่ยนเป็นเนื้อสัตว์แปรรูปเช่นเบอร์เกอร์หรือไส้กรอก เทคโนโลยีเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวิจัยและพัฒนาเนื่องจากต้นแบบนั้นถูกปรับขนาดและปรับแต่งอย่างละเอียดเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับความท้าทายของการค้าขาย แต่นักวิศวกรรมชีวภาพก็กำลังเผชิญกับความท้าทายที่ยากขึ้นต่อไปนั่นคือการตัดเนื้อสัตว์ที่มีโครงสร้างเช่นสเต็กหรือเนื้อไก่

สิ่งที่ทำจากเนื้อสัตว์

หากคุณดูเนื้อดิบภายใต้กล้องจุลทรรศน์คุณจะเห็นสิ่งที่คุณกินในระดับเซลล์ การกัดแต่ละครั้งจะเป็นเมทริกซ์ของเซลล์กล้ามเนื้อและไขมันซึ่งแทรกเข้ากับหลอดเลือดและถูก enrobed โดยเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

เซลล์กล้ามเนื้อเต็มไปด้วยโปรตีนและสารอาหารและเซลล์ไขมันก็เต็มไปด้วยไขมัน เซลล์ทั้งสองชนิดนี้มีส่วนช่วยในการลิ้มรสและสัมผัสได้ถึงประสบการณ์สัตว์กินเนื้อเมื่อกัดเป็นเบอร์เกอร์หรือสเต็ก

ส่วนของไก่งวงเปื้อนเพื่อแสดงเนื้อเยื่อเนื้อเยื่อโครงกระดูกระดับองค์กรมือถือ - ที่รู้จักกันว่าเนื้อ นาตาลีรูบิโอ

เส้นเลือดให้เนื้อเยื่อของสัตว์พร้อมสารอาหารและออกซิเจนในขณะที่ยังมีชีวิตอยู่ หลังจากสังหารเลือดจะเพิ่มความแตกต่างนิดหน่อยและอูมามิที่เป็นโลหะลงไปในเนื้อสัตว์

เนื้อเยื่อเกี่ยวพันซึ่งประกอบด้วยโปรตีนเช่นคอลลาเจนและอีลาสตินจะจัดเรียงเส้นใยกล้ามเนื้อให้อยู่ในกลุ่มที่จัดเรียงตามแนวทิศทางการหดตัว เนื้อเยื่อเกี่ยวพันนี้เปลี่ยนไปในระหว่างการปรุงอาหารและเพิ่มพื้นผิว - และ gristle - ลงในเนื้อสัตว์

ความท้าทายสำหรับนักวิจัยด้านเกษตรกรรมเซลลูลาร์คือการเลียนแบบความซับซ้อนของเนื้อสัตว์จากล่างขึ้นบน เราสามารถสร้างกล้ามเนื้อและเซลล์ไขมันในจานเลี้ยงเชื้อได้ - แต่เส้นเลือดและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันไม่สร้างขึ้นเองตามธรรมชาติในสัตว์ เราจะออกแบบวัสดุชีวภาพและเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเพื่อให้เกิดการแพร่กระจายของสารอาหารและทำให้เกิดองค์กรได้อย่างไรดังนั้นเราจึงได้เนื้อที่มีโครงสร้างหนาและมีโครงสร้าง

ขั้นตอนแรกคือการทำเบอร์เกอร์เนื้อสัตว์

ในการสร้างเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงนักวิจัยใช้เนื้อเยื่อขนาดเล็กจากวัววัวหมูหรือไก่และแยกเซลล์แต่ละเซลล์ จากนั้นนักวิศวกรรมชีวภาพอย่างฉันใส่เซลล์ลงในขวดพลาสติกและให้สารอาหารออกซิเจนและความชื้นในขณะที่อยู่ในอุณหภูมิร่างกาย เซลล์เหล่านี้มีความสุขและสามารถแบ่งเป็นแบบทวีคูณสร้างเซลล์ให้มากขึ้นเรื่อย ๆ

เมื่อปลูกบนพลาสติกเซลล์จะยังคงแบ่งต่อไปจนกว่าจะมีอยู่ในพื้นที่ผิวที่มีอยู่ทั้งหมด ผลลัพธ์นี้อยู่ในชั้นที่มีคนหนาแน่นซึ่งมีเซลล์เดียวหนา เมื่อเซลล์หยุดการแบ่งเซลล์ก็จะเริ่มโตขึ้น เซลล์กล้ามเนื้อหลอมรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเส้นใยกล้ามเนื้อยาวและเซลล์ไขมันเริ่มผลิตไขมัน นักวิจัยสามารถรวมเซลล์เหล่านี้เข้าด้วยกันเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์แปรรูปเช่นเบอร์เกอร์ฮอทดอกและไส้กรอก

เซลล์สัตว์เพียงอย่างเดียวสามารถจำลองประสบการณ์เนื้อสัตว์ส่วนใหญ่ได้ แต่ถ้าไม่มีเส้นเลือดและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันคุณจะไม่ได้รับเนื้อเยื่อสามมิติที่เป็นระเบียบและนั่นคือสิ่งที่คุณต้องการสำหรับการตัดเนื้ออย่างมีโครงสร้างเช่นสเต็กเต้านมไก่และเบคอน

เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้วัสดุชีวภาพเพื่อจำลองโครงสร้างและหน้าที่ของหลอดเลือด (สำหรับการถ่ายสารอาหารและออกซิเจน) และเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (สำหรับองค์กรและพื้นผิว) งานวิจัยนี้เรียกว่า การพัฒนานั่งร้าน.

การจัดโครงสร้างให้เซลล์เติบโตขึ้นจะได้รับการเพาะเลี้ยงเนื้อสัตว์จากแฮมเบอร์เกอร์ไปจนถึงสเต็ก Tyler Olson / Shutterstock.com

Scaffolds เป็นส่วนผสมลับสำหรับสเต็ก

แนวคิดของโครงสร้างขึ้นในสนาม วิศวกรรมเนื้อเยื่อสำหรับการใช้งานทางการแพทย์. นักวิทยาศาสตร์รวมเซลล์และนั่งร้านเพื่อผลิตวัสดุชีวภาพที่ใช้งานได้สำหรับการวิจัยการตรวจคัดกรองพิษวิทยาหรือ รากฟันเทียม.

วัสดุชีวภาพเหล่านี้สามารถอยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกัน - ภาพยนตร์, เจล, ฟองน้ำ - ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการในเนื้อเยื่อที่เกิด ตัวอย่างเช่นคุณสามารถ สร้างเซลล์ผิวบนแผ่นฟิล์มคอลลาเจน เพื่อสร้างการปลูกถ่ายผิวหนังเพื่อช่วยในการเผาเหยื่อหรือ เซลล์กระดูกในฟองน้ำไฮดรอกซีอะพาไทต์ สำหรับการฟื้นฟูกระดูก

สำหรับการใช้งานทางการแพทย์โดยทั่วไปโครงยึดต้องปลอดภัยสำหรับการปลูกถ่ายต้องไม่ทำให้เกิดการตอบสนองจากระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายสามารถย่อยสลายได้และสามารถรองรับการเจริญเติบโตของเซลล์

สำหรับการใช้งานด้านอาหารข้อพิจารณาในการออกแบบของโครงค้ำจะแตกต่างกัน พวกเขายังควรสนับสนุนการเติบโตของเซลล์ แต่สิ่งสำคัญคือพวกมันราคาไม่แพงกินได้และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการผลิต วัสดุชีวภาพที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการใช้งานด้านอาหาร ได้แก่ เซลลูโลสจากพืชคาร์โบไฮเดรตที่เรียกว่าไคโตซานจากเห็ดและคาร์โบไฮเดรตที่เรียกว่าอัลจิเนตจากสาหร่าย

ต่อไปนี้เป็น“ สูตร” สำหรับการเพาะเลี้ยงเนื้อสัตว์ที่ฉันได้ทำในห้องแล็บ ขั้นแรกสร้างนั่งร้านที่เหมาะสม แยกไคโตซานจากเห็ดและละลายในน้ำเพื่อสร้างเจลที่มีความหนืด ใส่เจลลงในหลอดแล้วสัมผัสกับสารเย็นอย่างปลายด้านหนึ่งเช่นน้ำแข็งแห้งหรือไนโตรเจนเหลว เจลทั้งหลอดจะหยุดอย่างช้าๆโดยเริ่มจากปลายเย็น จากนั้นเจลแช่แข็งสามารถถูกทำให้แห้งโดยการดึงสุญญากาศบนเจลที่อุณหภูมิต่ำมากในที่สุดก็สร้างวัสดุที่มีลักษณะคล้ายฟองน้ำแห้ง กระบวนการแช่แข็งทิศทางสร้างฟองน้ำ ที่มีรูขุมขนเล็กยาวเรียงกันคล้ายกับมัดฟาง - และเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ

กระบวนการที่เรียบง่ายในการสร้างฟองน้ำไคโตซานพร้อมรูขุมขนในแนวเดียวกัน นาตาลีรูบิโอ, CC BY-ND

จากนั้นแทนที่จะปลูกเนื้อสัตว์บนพลาสติกแบนคุณสามารถถ่ายโอนเซลล์ไปยังฟองน้ำสามมิติเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการสร้างเนื้อเยื่อที่หนาขึ้น รูขุมขนยังช่วยกระจายสารอาหารและออกซิเจนไปทั่วเนื้อเยื่อ จนถึงตอนนี้ด้วยเทคนิคนี้แล็บของฉันสามารถผลิตเนื้อชิ้นเล็ก ๆ น้อยกว่าหนึ่งตารางเซนติเมตร - เล็กน้อยสำหรับทำอาหาร แต่เป็นการเริ่มต้นที่ดี

ความเป็นไปได้ของการนั่งร้านอื่น ๆ รวมถึงเซลล์ที่กำลังเติบโตภายในเส้นใยอัลจิเนต, เจลหรือฟองน้ำ หรือช่างเทคนิคสามารถล้างเซลล์พืชออกจากพืชในกระบวนการที่เรียกว่า repopulate กรอบเซลลูโลสที่ทิ้งไว้ข้างหลังกับเซลล์สัตว์.

เมื่อนักวิจัยพบวัสดุและวิธีการที่ใช้งานได้ดีจริง ๆ เราจะพยายามสร้างแบทช์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ณ จุดนั้นมันจะเป็นเกมของการขยายกระบวนการและลดต้นทุนเพื่อให้ผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงสามารถแข่งขันกับต้นทุนได้ด้วยผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง

เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นที่เห็น บริษัท เริ่มต้นเปิดตัวลูกชิ้นไส้กรอกและเบอร์เกอร์เพาะเลี้ยง แต่ฉันกำลังมองไปข้างหน้าเพื่อสิ่งต่อไป ด้วยการวิจัยอีกเล็กน้อยเวลาการระดมทุนและความโชคดีเมนูเนื้อสัตว์ 2.0 จะรวมสเต็กและหมูสับเนื้อสัตว์กินเนื้อจำนวนมากที่รู้จักและชื่นชอบ

เกี่ยวกับผู้เขียน

Natalie R. Rubio, Cellular Agriculture PhD ผู้สมัคร, มหาวิทยาลัยทัฟส์

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือโภชนาการจากรายการขายดีของ Amazon

"The Blue Zones Kitchen: 100 สูตรเพื่อชีวิต 100"

โดย แดน บัตต์เนอร์

ในหนังสือเล่มนี้ ผู้เขียน Dan Buettner แบ่งปันสูตรอาหารจาก "Blue Zones" ของโลก ซึ่งเป็นภูมิภาคที่ผู้คนมีอายุยืนยาวที่สุดและมีสุขภาพดีที่สุด สูตรอาหารจะขึ้นอยู่กับอาหารที่ไม่ผ่านการแปรรูปทั้งหมด และเน้นผัก พืชตระกูลถั่ว และธัญพืชเต็มเมล็ด หนังสือเล่มนี้ยังมีเคล็ดลับสำหรับการรับประทานอาหารจากพืชและการใช้ชีวิตที่มีสุขภาพดี

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

"Medical Medium Cleanse to Heal: แผนการรักษาสำหรับผู้ที่วิตกกังวล, ซึมเศร้า, สิว, กลาก, Lyme, ปัญหาทางเดินอาหาร, หมอกในสมอง, ปัญหาน้ำหนัก, ไมเกรน, ท้องอืด, อาการเวียนศีรษะ, โรคสะเก็ดเงิน, Cys"

โดย แอนโธนี วิลเลียม

ในหนังสือเล่มนี้ ผู้เขียน Anthony William ได้นำเสนอคำแนะนำที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการทำความสะอาดและการรักษาร่างกายด้วยโภชนาการ เขาให้คำแนะนำตามหลักฐานสำหรับอาหารที่ควรรวมและหลีกเลี่ยง ตลอดจนแผนการรับประทานอาหารและสูตรอาหารเพื่อสนับสนุนการล้างพิษ หนังสือเล่มนี้ยังมีข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการจัดการกับข้อกังวลด้านสุขภาพโดยเฉพาะผ่านทางโภชนาการ

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

"แผน Forks Over Knives: วิธีการเปลี่ยนไปสู่การช่วยชีวิต อาหารที่ไม่แปรรูป อาหารที่มีพืชเป็นส่วนประกอบหลัก"

โดย Alona Pulde และ Matthew Lederman

ในหนังสือเล่มนี้ ผู้เขียน Alona Pulde และ Matthew Lederman นำเสนอคำแนะนำแบบทีละขั้นตอนในการเปลี่ยนมารับประทานอาหารที่มีส่วนประกอบของผักทั้งหมด พวกเขาให้คำแนะนำตามหลักฐานสำหรับโภชนาการพร้อมกับคำแนะนำที่ปฏิบัติได้สำหรับการช้อปปิ้ง การวางแผนมื้ออาหาร และการเตรียมอาหาร หนังสือเล่มนี้ยังมีสูตรอาหารและแผนการรับประทานอาหารเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

"The Plant Paradox: อันตรายที่ซ่อนอยู่ในอาหาร 'สุขภาพ' ที่ทำให้เกิดโรคและน้ำหนักขึ้น"

โดย ดร.สตีเวน อาร์. กันดรี

ในหนังสือเล่มนี้ Dr. Steven R. Gundry ให้มุมมองที่เป็นที่ถกเถียงกันเกี่ยวกับโภชนาการ โดยให้เหตุผลว่าอาหารที่เรียกว่า "ดีต่อสุขภาพ" หลายชนิดสามารถเป็นอันตรายต่อร่างกายได้ เขาให้คำแนะนำตามหลักฐานสำหรับการปรับโภชนาการให้เหมาะสมและหลีกเลี่ยงอันตรายที่ซ่อนอยู่เหล่านี้ หนังสือเล่มนี้ยังมีสูตรอาหารและแผนการรับประทานอาหารเพื่อช่วยให้ผู้อ่านใช้โปรแกรม Plant Paradox

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

"The Whole30: คู่มือ 30 วันเพื่อสุขภาพที่สมบูรณ์และอิสรภาพทางอาหาร"

โดย Melissa Hartwig Urban และ Dallas Hartwig

ในหนังสือเล่มนี้ ผู้เขียน Melissa Hartwig Urban และ Dallas Hartwig นำเสนอแนวทางที่ครอบคลุมเกี่ยวกับโปรแกรม Whole30 ซึ่งเป็นแผนโภชนาการ 30 วันที่ออกแบบมาเพื่อส่งเสริมสุขภาพและพลานามัย หนังสือเล่มนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังโปรแกรม ตลอดจนคำแนะนำที่เป็นประโยชน์สำหรับการจับจ่าย การวางแผนมื้ออาหาร และการเตรียมอาหาร หนังสือยังมีสูตรอาหารและแผนการรับประทานอาหารเพื่อสนับสนุนโปรแกรม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ