[Vujčić NenadUčesnik]

Proizvodnja mesa in vitro
Od kada pamtimo uzgajamo povrće i uzgajamo stoku za ishranu. Savremana poljoprivredna proizvodnja je pod motom: VELIKI – VEĆI – NAJVEČI i ne uzima stvarno u obzir potrošnju ogromne količine energije, vode i zemljišta i kako sve to utiče na ekosistem naše planete. Zbog toga je veoma upitno koliko dugo možemo to da izdržimo, posebno s obzirom na rastuću svetsku populaciju i ograničene prirodne resurse.
Sve više se suočavamo sa problemima u vezi proizvodnje u klasičnom stočarstvu:
– Životinje ne pretvaraju efikasno biljni protein u protein animalnog porekla. Samo 15% nutritivne vrednosti hrane koju dajemo stoci iskoristi se za proizvodnju mesa. Za 1kg dobijenog mesa potroši se 10kg zitarica i stočne hrane, 1000 litara vode za piće i navodnjavanje, 1,036Kj fosilnog goriva za uzgoj i transport hrane. Za uzgoj stočne hrane koristi se čak 66% poljoprivrednog zemljišta.
– Prema izveštaju Svetske organizacije za hranu ( FAO ) stočarstvo je odgovorno za oko 18% globalne emisije gasova staklene bašte. Emisije METANA ( CH4 ) iz stoke, AZOT-OKSIDA ( N2O ) iz stajnjaka i đubriva i UGLJEN DIOKSIDA ( CO2 ) zbog promene namene zemljišta i potrošnje energije umnogome utiču na promenu klime. Zbog svega ovoga istražuju se alternativni načini proizvodnje mesa.
Jedna od tih metoda je i metoda uzgoja mesa IN VITRO. U literaturi ova metoda je poznata i pod nazivima:
Meso iz Petrijeve šolje, kultivisano meso, bezbedno meso, čisto meso, veštačko meso, meso iz epruvete.
Proces proizvodnje mesa IV je u osnovi isti kao i uzgoj tkiva u medicinske svrhe, kao što je ono koje se koristi u presađivanju kože. Ćelije iz jedne žive životinje se prvo razmnožavaju. U velikim bioreaktorima ćelije koriste rastvor hranljivih materija i kiseonik i prerastaju u mišićno, masno i druga tkiva.
Sam proces IV odvija se na sledeći način:
Uzimaju se matične ćelije metodom biopsije iz embriona ili mišićne matične ćelije iz tkiva žive životinje i umnožavaju se u hranljivom rastvoru. Postoji dilema: Koju vrstu ćelija treba koristiti. Embrionalne ćelije su ćelije, u prenesenom smislu, koje još nisu odlučile šta će postati: mišićne ćelije, koštane ćelije ili neke od mnogih drugih tipova ćelija. Ovo je nedostatak jer su za proizvodnju IV mesa potrebne specifične vrste ćelija. Međutim, prednost embrionalnih ćelija je u tome što se veoma brzo razmnožavaju. Alternativa bi bila upotreba potpuno diferenciranih mišićnih ćelija ali problem je u tome što se gotovo uopšte ne dele. Kompromis bi bio korišćenje ćelija koje se nalaze između ova dva ekstrema odnosno ćelije koje se dele prihvatljivom brzinom i koje su u isto vreme na odgovarajući način diferencirane. Nakon što su ćelije stavljene u kulturu medija, one se tretiraju primenom proteina koji ubrzava proces razmnožavanja. Pošto meso uzgojeno u ćelijskoj kulturi nema organe za varenje živog bića, koji pretvaraju hranljive materije u oblik pogodan za ishranu ćelija, hranljivi medijum mora biti u stanju da u potpunosti snabdeva ćelije onim što im je potrebno.
Zatim se stavljaju u bioreaktor kako bi se osiguralo ispunjavanje energetskih potreba ćelija. Razvoj mišićnih ćelija odvija se u bioreaktoru gde se stvara neophodno okruženje za ćelije, tako da se one mogu diferencirati u mišićna vlakna.
Sledeći korak je pretvoriti mišićne ćelije u mišićna vlakna i tako dalje u jednu rastuću trodimenzionalnu strukturu mesa. Za ovo se koriste nosači napravljeni od kolagena ili polisaharida, koji treba da budu što porozniji kako bi omogućili pristup svakoj ćeliji sa hranljivim materijama. U prirodi se ovaj problem rešava stvaranjem krvnih sudova u tkivima. Da bi se dobile deblje mišićne strukture krvni sudovi moraju da se formiraju i razvijaju istovremeno sa rastom tkiva. Bez nosača, koji služi kao potpora za rast i razvoj ćelija, veće grupe ćelija bi se zgnječile i odumrle. On takođe stimuliše istezanje mišića u razvoju. Poželjno je da je nosač jestiv tako da se ne mora uklanjati.
Kada proces započne, u kulturu tkiva mogu se ubrizgati dodatne hranljive materije kao što su aminokiseline i vitamini.
U procesu proizvodnje IV mesa potrebni su i konzervansi kako bi se sprečilo truljenje mesa i kako bi se zaštitilo od kvasaca i gljivica. Neki od uobičajenih konzervanasa uključuju KOLAGENSKI PRAH, KSANTENSKU GUMU, MANITOL. Ovi se konzervansi koriste u različitim fazama rasta i obično su sastavni delovi krajnjih proizvoda. Istraživanja su pokazala da u periodu od 2 meseca 10 matičnih ćelija bi bilo sposobno da se umnoži do količine od 50t IV mesa, što govori o potencijalu ove metode uzgoja. U principu, pojedinačna matična ćelija može nastaviti da raste beskonačno sve dok se hrana i prostor ne potroše.
Postoje brojne prednosti u proizvodnji IV mesa u odnosu na konvencionalnu proizvodnju mesa:
Rešava problem dobrobiti životinja
Zahteva mnogo manje sirovina.
Ćelije pretvaraju izuetno efikasno aminokiseline u proteine
To meso je sterilno oslobođeno od bolesti
Može se uticati na kvalitet mesa jer odnos zasićenih i nezasićenih masnih kiselina se može kontrolisati
Nema gasa metana
Zahteva manji utrošak vode i poljoprivrednog zemljišta
Ali, odmah iza ovih činjenica koji govore u prilog ovoj tehnologiji ide reč MEĐUTIM.
– Ovakva proizvodnja je izuzetno komplikovana i rizična, što je čini ranjivom jer u svakoj fazi proizvodnje može doći do komplikacija.
– Ovakva proizvodnja i dalje direktno zavisi od nus proizvoda intenzivnog stočarstva jer pored šećera, masti, proteina, vitamina, minerala, potrebno je obezbediti i hormone i agense rasta koji čine da se ćelije dele. Po sadšnjoj tehnologiji,agens rasta izdvaja se iz seruma nerođene teladi, nakon klanja steone krave, što dovodi do rizika kontaminacije materijala, pogotovu ako je fetus sadržao mikrobe ili patogene ili ako sam proces nije bio sterilan. Takođe treba uzeti u obzir da IV ćelije nemaju razvijen imuni sistem. C toga da bi se obezbedili sterilni i bezbedni uslovi proizvodnje ( za sada još uvek u laboratoriji ) neophodna je upotreba velikih doza antibiotika.
– Upotreba energije, između ostalog i za stimulaciju mišićnih vlakana u mnogome poskupljuje ovaj proces proizvodnje i čini ga još uvek nerentabilnim.
– Ovo meso još uvek izgleda bledo jer ćelije u dovoljnoj meri ne proizvode MIOGLOBIN koji stvara pigmente koji su odgovorni za crvenu boju mesa. Smatra se da mioglobin utiče i na ukus mesa.
– Pored svega ovoga moraju se uzeti u obzir i neki nedostaci vezani za proizvodnju i marketing:
– NEOFOBIJA – strah od novih stvari ili iskustava
– Potrošači nerado koriste ,, veštačku „ hranu.
– Kako će se dopasti potrošaču u pogledu ukusa, boje i kvaliteta.
Izazovi za komercijalnu proizvodnju IV mesa su uglavnom tehničke, finansijske i organizacione prirode. U budućnosti uz permanentan napredak naučnih znanja, tehnologije ćelijske kulture i inženjerstva tkiva, proizvodnja IV mesa može postati jedna od mogućih alternativa konvencijalnoj proizvodnji mesa.
Nenad Vujčić dipl. Ing.

[Autor]

Članci