«Пока себестоимость нашей вузовской котлеты 40 тысяч рублей»
Ученые ДГТУ и ВолгГМУ выращивают в лабораторных условиях котлету из клеток мяса кролика, нута и гороха. Ассистент кафедры «Биоинженерия» факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина» ДГТУ Сергей Головин заявил N, что это технология становится популярной по всему миру и агрохолдингам придется инвестировать в пробирочную еду будущего.
Технология получения культивируемого мяса строится на размножении эмбриональных клеток. В исследовании ученые используют эмбрион кролика, из которого с помощью ферментов извлекают клетки, отвечающие за вкус и мясное наполнение. После этого разделенные клетки помещаются в питательную среду, где они начинают активно расти и размножаться. Размноженные клетки наносят на скаффолд — трехмерную структуру, используемую для формирования объема искусственного биологического объекта. Скаффолд в форме котлеты будет напечатан в ДГТУ посредством технологии 3D-биопечати из соединения гидрогеля и растительных волокон нута или гороха. Полученную массу подвергнут в биореакторе культивации до состояния, когда «пробирочную котлету» можно будет подвергнуть термической обработке и употребить в пищу.
N: — Зачем культивируют мясо?
С.Г.: — Разработка культивируемого мяса началась в США с идеи поиска возможности долгосрочного питания для астронавтов в космосе и доставки еды в труднодоступные места, такие как Арктика.
Любое научное исследование развивается как ответ на тот или иной глобальный вызов, который стоит перед человечеством. И один из таких вызовов в современном мире — дефицит продовольствия. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН посчитала, что в течение следующих 40 лет потребление мяса вырастет на треть, необходимо будет интенсифицировать сельское хозяйство, животноводство. Но уже сейчас мы наблюдаем проблемы, связанные с классическим животноводством: увеличиваются объемы пастбищ и выброс парниковых газов, что наносит вред экосистемам. На данный момент известно, что 1/3 всех парниковых газов выделяется сельскохозяйственными животными в процессе пищеварения и дыхания. Другая серьезная проблема современного животноводства — использование пресной воды: 70 процентов мировых запасов пресной воды идет на нужды сельского хозяйства и животноводства. На производство мяса сегодня тратится огромное количество ресурсов.
Еще один глобальный вызов современности — проблема антибиотикорезистентности бактерий. Малые дозы антибиотиков, которые используются в сельском хозяйстве сейчас, позволяют животному быстрее набрать массу и меньше болеть. Однако впоследствии антибиотики, введенные в организм животного, остаются в мясе, а также попадают с навозом в почву и водоемы, нанося большой урон природе. Правительство РФ постановило к 2030 году полностью исключить использование антибиотиков в сельском хозяйстве. Поэтому создание культивируемого мяса поможет решить эту проблему.
Исследовательские группы к созданию культивируемого мяса подталкивают также вопросы биоэтики и защиты животных: в древности наши предки добывали мясо при помощи охоты. Затем люди овладели животноводством и начали массово содержать животных. Но для человека XXI века содержать огромное количество животных в загонах не совсем этично, поэтому мы должны развивать технологии и делать шаги в сторону культивируемого мяса.
N: — Как далеко продвинулись эти разработки за рубежом и в России?
С.Г.: — Можно выделить три большие площадки, где активно развивается клеточное сельское хозяйство. В 2021 году правительство США через министерство сельского хозяйства выделило 10 млн долларов на создание Национального института клеточного сельского хозяйства. То есть в США поддержка этой технологии осуществляется на государственном уровне. В Израиле посчитали, что курица — одно из самых массово убиваемых наземных животных. Поэтому в Израиле есть целая фабрика по промышленному выращиванию культивируемого мяса кур, которая начала работу благодаря стартапу Future Meat Technologies Ltd. В Сингапуре в 2022 году запускается завод по производству культивируемого мяса рыбы. Думаю, это будет мировой прецедент. В России клеточное сельское хозяйство не сильно представлено, к сожалению. Сейчас только одна компания 3D Bioprinting Solutions, входящая в состав медицинской компании «Инвитро», занимается активным развитием клеточного мяса. Они уже заключили договор с компанией KFC и обязались поставить в рестораны сети наггетсы, созданные из культивируемого мяса. Правда, о сроках начала поставок пока не сообщалось. Однако в настоящее время все больше российских инвесторов обращают внимание на эту технологию. Благодаря тому что в технологию инвестируют, она дешевеет и становится более доступной.
Если говорить о себестоимости, нужно понимать разницу в трех разновидностях искусственного мяса. Первая разновидность — гибридная, основанная на смеси растительных волокон с клетками мяса. Эта технология сейчас наиболее отработана в мире. Вторая разновидность — фаршевый продукт, самый простой в получении, но и самый далекий от традиционного вида мяса. Третья разновидность — полноценное, выращенное из животных клеток мясо, наименее отработанная на данный момент технология. Чтобы вырастить такое мясо, необходимо провести в него сосуды, а также постоянно сжимать и растягивать мясо, чтобы улучшить его эластичность. Именно поэтому можно точно говорить лишь о себестоимости гибридных мясных продуктов, как о самой отработанной и самой выгодной технологии.
Первая такая котлета была представлена в Лондоне и стоила 250 тысяч евро, а сейчас уже компания Good Harvest продает котлеты для бургеров стоимостью 11 долларов. Но, конечно, это гибридный продукт, который содержит растительные волокна и животные клетки.
Наша вузовская котлета пока что лабораторный прототип, мы лишь отрабатываем технологию, поэтому сейчас ее себестоимость — 40 тысяч рублей. Разумеется, когда технология будет доведена до промышленного образца, ее себестоимость будет значительно ниже.
N: — Может ли разработка культивируемого мяса снизить все время растущую цену на говядину и свинину?
С.Г.: — Спрос на мясо растет из-за роста населения, и в ближайшем будущем нас ждет очередной демографический подъем. Понятно, что поставки продовольствия будут отставать от спроса, цены будут расти ускоренными темпами. Ученые предрекают, что уже через 40 лет мясо станет продуктом для богатых людей. Развитие клеточного сельского хозяйства призвано изменить эту ситуацию. Все современные стартапы по созданию клеточного мяса нацелены на развитие продуктов общепита. Это должно быть дешевое мясо, которое будет использоваться сетями фастфуда. Возможен и другой сценарий — клеточное мясо станет продуктом для гурманов. Например, тот же 3D Bioprinting Solutions организовал кейс с рестораторами Березуцкими по созданию мяса кальмара, которое потом подавали в ресторане.
Но все-таки я считаю, что клеточное мясо будет продуктом массового потребления, что приведет к снижению или хотя бы к задержке роста цен.
Хотелось бы верить, что темпы развития животноводства будут сокращены, потому что разведению животных человек обучился много сотен лет назад и до сих пор ничего не предпринимает, чтобы что-то изменить или сделать следующий шаг. Снижение темпов животноводства позволит внести значительный вклад в уменьшение углеродного следа (совокупность всех выбросов парниковых газов. — N).
Кроме того, увеличение численности поголовья скота приводит к эпизоотиям вирусных и бактериальных инфекций. Что влечет за собой необходимость уничтожать целые стада, а это, в свою очередь, ведет к большим убыткам и дальнейшему росту цен.
Вот яркий пример Великобритании: очень долгое время поставки говядины оттуда были ограничены, потому что их коровы были заражены особым классом инфекционных патогенов — прионами, которые вызывают заболевание головного мозга — энцефалопатию. Конечно, такие ограничения приводят к колоссальным убыткам. Поэтому я надеюсь, что использование клеточного мяса поможет сократить убой крупного рогатого скота. Думаю, в первую очередь будет сокращаться объем сельского хозяйства, связанного с разведением коров, поскольку оно самое ресурсозатратное, требующее наличия больших пастбищ и запасов воды.
Культивируемая еда поможет спасти человечество от продовольственного дефицита, это очевидно.
N: — Каковы обозримые перспективы развития этой отрасли в России и Ростовской области?
С.Г.: — Такая сфера научных разработок очень перспективна в нашей области, так как АПК и животноводство — это одна из самых больших отраслей рынка юга России. Сейчас ветеринары объединяются с инженерами, клеточными технологами, молекулярными биологами, генетиками и представителями рынка, что создает эффективную синергию. Это помогает не только развивать технологии в лабораторных условиях вуза, но выводит их на уровень промышленного производства.
Наша технология создания клеточного мяса направлена на полное преобразование рынка: существующим хозяйствам необходимо будет или полностью переориентироваться, или хотя бы изменить методику работы, встраивая в нее технологию создания клеточного мяса. Конечно, представители индустрии могут поначалу опасаться производства клеточного мяса, новое не всегда принимается легко. Но мировой опыт и увеличение выручки компаний, которые вкладываются в эту технологию, непременно сыграют свою роль. Ряд крупных российских агропромышленных компаний уже проявляют интерес к новой технологии, понимая ее перспективность.
Мне, как клеточному биологу и лабораторному специалисту, сложно провести такой анализ, чтобы предсказать, сколько может пройти времени до момента, когда технология будет выведена в России на поток. Но если это направление будет поддержано на государственном уровне, то, по моим оценкам, мы сможем производить клеточное мясо в промышленных масштабах уже через 10-15 лет.
N: — С точки зрения диетологии может ли длительное и полное замещение привычного мяса клеточным повлиять на здоровье человека, отразиться на работе иммунной системы, например?
С.Г.: — Мясо необходимо организму человека как источник незаменимых аминокислот, растительной пищи все-таки недостаточно, чтобы наш организм правильно функционировал. С точки зрения диетологов, содержание белков, жиров и углеводов в клеточном мясе будет идентично натуральному, поскольку клеточная масса, полученная в лаборатории, ничем не отличается от обычной. Пока проблемой клеточного мяса является необходимость использования гормонов для стимулирования роста клеточных культур. В лаборатории такие гормоны должны быть введены в питательные среды, в которых мясо культивируется.
Мы должны использовать и антибиотики, чтобы противостоять заражению нашего мяса бактериями. В процессе выращивания больших объемов клеточной массы в биореакторе нам приходится внимательно следить, чтобы в мясо не попали бактерии, что приведет к порче продукта.
N: — Какое мясо легче и экономически выгоднее культивировать: белое мясо птицы или красное мясо?
С.Г.: — С точки зрения клеточных технологий совершенно неважно, какой вид мяса мы выращиваем: птичий, свиной или говяжий. Более важны эстетические и вкусовые свойства этого мяса, ведь любое мясо, созданное путем культивирования, будет практически прозрачного цвета, потому что в нем отсутствуют красные кровяные тельца. Цвет такому мясу придает свекольный сок, которым его подкрашивают. С точки зрения пищеварения нашей микробиоте и ферментам неважно, какое мясо переваривать, ведь в конечном итоге оно все равно будет разложено на три больших блока — белки, жиры и углеводы. Технология культивирования позволяет создать соединение клеток разного мяса. Это поможет снижать количество определенных видов жирных кислот в говядине и уменьшать уровень вредных триглицеридов у людей. Таким образом, искусственное мясо может обладать полезными диетическими свойствами и новыми вкусами, которые, возможно, станут открытием гастрономии.
Рынок культивируемого мяса входит в гораздо более обширный рынок альтернативного белка, который в настоящее время представлен еще и молоком. При его производстве используются генно-модифицированные дрожжи, которые вырабатывают сложный белок казеин и молочную сыворотку. Соединяя эти два компонента, можно получить искусственное молоко, которое по вкусовым характеристикам ничем не отличается от обычного коровьего. Аналогичным образом создается яичный порошок.
N: — Можем ли мы утверждать, что продукты из пробирки немного подвинут на рынке натуральные, но никогда его не вытеснят?
С.Г.: — Эксперты утверждают, что в будущем мы будем наблюдать интенсивную урбанизацию сельского хозяйства. В городах будут появляться лаборатории и заводы по производству клеточного мяса. Поэтому рано или поздно, но такие продукты точно начнут конкурировать с обычными. А натуральное мясо станет продуктом для гурманов, таким, как сейчас являются, например, устрицы.
N: — Российские рестораны недавно получили звезды Мишлен за блюда высокой кухни, которые заслуживают внимания. Вероятно ли получение такой звезды рестораном, в котором будут подавать культивируемое мясо?
С.Г.: — Думаю, что скорее рестораны со звездами Мишлен будут вводить блюда с культивированным мясом, чтобы стать более популярными, удивить клиентов, если это станет модным трендом. Клеточное мясо совершенно точно найдет себя в сфере молекулярной кухни. Наша задача как ученых — ориентироваться на массового потребителя, а не на гурманов. Мы должны решать глобальные проблемы, стоящие перед человечеством, одной из которых является нехватка продовольствия.
Справка
Сергей Николаевич Головин родился 19 июня 1990 года в городе Майском Кабардино-Балкарской Республики. Окончил лечебно-профилактический факультет РостГМУ, с 2011 работал в Ростовском противочумном институте, прошел стажировку в «Сколково» и СПбГУ по электронной микроскопии и клеточным технологиям. В настоящее время работает ассистентом кафедры «Биоинженерия» ДГТУ. Женат. Увлечения: велотуризм.
