ProVeg „New Food Conference”. Nadzieja na lepszą przyszłość

12 kwietnia 2019
Blog dietetyczny


Pod koniec marca odbyła się w Berlinie „New Food Conference”, zorganizowana przez ProVeg International. Była to pierwsza w Europie konferencja, na której naukowcy, przedsiębiorcy i inwestorzy dyskutowali o produkcji i komercjalizacji roślinnych alternatyw dla produktów mięsnych oraz przyszłości mięsa in vitro. Z ogromną nadzieją, że rewolucja jest możliwa.

W zabytkowym, berlińskim Kalkscheune nikt z ponad 300 uczestników z ponad 30 krajów nie miał żadnych wątpliwości, że obecny model produkcji żywności musi jak najszybciej ulec zmianie. Produkcja mięsa i innych produktów odzwierzęcych wymaga utrzymywania w hodowli ok. 70 miliardów (!) zwierząt rocznie oraz prowadzi do degradacji środowiska na skutek wylesiania, emisji gazów cieplarnianych, eutrofizacji wód powierzchniowych, utraty bioróżnorodności, stwarza zagrożenia dla zdrowia związane chociażby ze stosowaniem w hodowli antybiotyków, co sprzyja promocji szczepów bakterii opornych na działanie antybiotyków. I gdyby jeszcze było mało, jest po prostu zawstydzająco słabo wydajna…

Konwersja kaloryczna dla produktów odzwierzęcych mierzona jako odsetek wsadu kalorycznego w postaci paszy, który został efektywnie odzyskany w wyprodukowanej żywności (Alexander i inni 2016/ourworldindata.org).

Ze środowiskowego punktu widzenia najbardziej zrównoważonym rozwiązaniem dietetycznym jest przejście na weganizm. Rozwiązanie to jest jednak za radykalne dla większości. Jak wynika ze statystyk, w krajach rozwiniętych takich jak Niemcy odsetek wegan nie zmienił się istotnie w przeciągu ostatnich lat. Rośnie natomiast liczba osób ograniczających mięso, czy stosujących dietę fleksitariańską, w której produkty odzwierzęce spożywa się tylko okazjonalnie, np. poza domem, w trakcie przyjęć. ProVeg International, organizacja non-profit zakładająca sobie za cel globalną redukcję spożycia mięsa o 50% do 2040 r., skupia się między innymi na promocji takiego sposobu żywienia. Również w Polsce, gdzie od 2017 r. działa oddział ProVeg Polska.

Pierwszy dzień „New Food Conference” poświęcono więc produktom roślinnym, które mogłyby być alternatywą dla żywności odzwierzęcej, zarówno dla tych którzy z jedzenia mięsa już zrezygnowali, jak i osób, które chciałyby ograniczyć jego spożycie. Wytworzenie roślinnego produktu, który faktycznie naśladuje wołowinę, ser żółty czy biały pod względem wyglądu, zapachu, soczystości, faktury i smaku, a zarazem nie wykorzystuje w tym celu produktów wysoko przetworzonych jest bardzo trudnym zadaniem, o czym mówił na konferencji między innymi prof. Jan Van Der Goot. Nic więc dziwnego, że coraz więcej zespołów naukowych angażuje się w dokładne poznanie składników mięsa, które są krytyczne dla tych właśnie jego cech oraz odtworzenia ich walorów przy zastosowaniu związków pochodzenia roślinnego. Wymaga to interdyscyplinarnej współpracy biologów molekularnych, chemików analitycznych, technologów żywności a nawet neurobiologów.

To właśnie dzięki takiej kooperacji kalifornijskiej firmie Impossible Foods udało się w 2016 r. stworzyć Impossible Burger’a, który w kwietniu br. wszedł do menu wybranych sieci Burger King w Stanach Zjednoczonych. Ogromnym wzięciem cieszy się też jego największy konkurent, Beyond Burger, wprowadzony przez amerykańską firmę Beyond Meat. Obydwa burgery mają wygląd, fakturę i smak łudząco podobny do wołowych odpowiedników, choć nie posiadają w sobie ani grama mięsa. O ile Impossible Burger’a zjeść można jak dotychczas tylko w Stanach Zjednoczonych, Singapurze i Hong-Kongu, Beyond Burger dostępny jest już w ponad 50 krajach, w tym od niedawna również w wybranych restauracjach w Polsce. Obydwa produkty nie są adresowane przede wszystkim do wegan, ale do tych osób, które nie chcą lub nie potrafią zrezygnować z jedzenia mięsa. Dzięki nim będą mogły cieszyć się lubianym przez siebie smakiem, w zamian za mniejszy koszt środowiskowy i brak cierpienia zwierząt. Sensowne?

Zarówno Beyond Meat i Impossible Foods otrzymały ogromne wsparcie finansowe – pierwsza firma chociażby od Billa Gatesa, Dona Thompsona, byłego dyrektora sieci McDonald’s oraz Tyson Foods, mięsnego potentata, a druga od Google Ventures czy miliardera Li Ka-shing. Można być pewnym, że wspomniane firmy nie spoczną na laurach. Impossible Foods zapowiada, że do 2035 r. stworzy niezwierzęce odpowiedniki wszystkich głównych typów mięs, które mają być od nich nierozróżnialne.

Produkcja żywności wegańskiej, naśladującej produkty zwierzęce, może być komercyjnym sukcesem również bez gigantycznego wsparcia finansowego – udowadnia to przykład firmy Simply V, założonej w 2015 r. przez Caroline Zimmer. W ekspresowym tempie podbiła ona niemiecki rynek swoim wegańskim serem żółtym i białym, które oparte są o kalifornijskie migdały. Produkty Simply V dostępne są w wielu marketach na terenie Niemiec, można je zakupić również przez polskie sklepy internetowe. W przerwach między sesjami wykładowymi „New Food Conference” można było raczyć się przygotowanymi w oparciu o ich produkty kanapkami i pizzą. Być może nie spełniłyby one oczekiwań każdego fana nabiału, ale będą bardzo dobrą propozycją dla tych wszystkich, którzy tęsknią za jego smakiem lub są skłonni do pewnych poświęceń na rzecz ochrony środowiska.

Nic więc dziwnego, że w Europie rośnie liczba małych firm i start-upów chcących produkować wegańskie alternatywy dla produktów zwierzęcych. Te najbardziej innowacyjne mogą starać się o wsparcie w projekcie ProVeg Incubator. Również Polska ma się czym pochwalić: chociażby Serotoniną, pierwszą w naszym kraju manufaktura, wytwarzającą w pełni roślinne odpowiedniki serów jakościowych czy Bezmięsnym Mięsnym, który oferuje całą gammę roślinnej garmażerki: białe kiełbasy, boczek, szynkę, żeberka i wiele innych. Rynek produktów roślinnych rośnie w siłę, a wegetarianizm staje się częścią mainstreamu krajów rozwiniętych. Nawet McDonalds w wybranych restauracjach zaczął wprowadzać wegańskiego burgera i nuggetsy.

Oferta roślinnych odpowiedników produktów odzwierzęcych zwiększa się z każdym rokiem. Z lewej produkty niemieckie, m.in. Simply V; z prawej – polska wege-garmażerka z Bezmięsnego Mięsnego (Fot. B. Poniedziałek)

Niestety, mimo trendu ograniczania spożycia mięsa w krajach rozwiniętych, jego podaż w krajach rozwijających się stale rośnie. Ponadto, mnóstwo ludzi po prostu lubi mięso, nie ma zamiaru z niego zrezygnować, a ich emocjonalna reakcja na jego widok jest silniejsza niż na widok pokarmów roślinnych. Według przewidywań zapotrzebowanie na mięso będzie systematycznie rosło i bez rewolucyjnych zmian liczba utrzymywanych w hodowli zwierząt w 2050 r., gdy wielkość populacji ludzkiej przekraczać będzie już 9,5 mld, wynosić może aż 90-120 miliardów. Potrzebne są zatem inne rozwiązania na drodze do zrównoważonego rozwoju. W innym przypadku globalne problemy wywoływane przez hodowlę zwierząt będą dalej się nawarstwiać.

Prognozy przewidują systematyczny wzrost globalnego zapotrzebowania na mięso (FAO/ourworldindata.org)

Stąd też ProVeg zdecydował, by drugi dzień „New Food Conference” poświęcić w całości różnorodnym aspektom komercjalizacji mięsa in vitro: od samych metod jego pozyskiwania, przez przemysłowe ich skalowanie, społeczną akceptację i regulacje prawne. Produkcja tego typu opiera się o techniki izolacji i hodowli komórkowych znane z nauk biomedycznych. Sporo czasu na ich omówienie poświęcił Mark Post z Uniwersytetu w Maastricht i firmy Mosa Meat, którego zespół otrzymał w 2013 r. w warunkach laboratoryjnych pierwszego w historii wołowego burgera. Do izolowanych komórek należą przede wszystkim komórki satelitowe mięśni, które normalnie biorą udział w regeneracji włókien mięśniowych, mezenchymalne komórki macierzyste, które różnicuje się w adipocyty (komórki tłuszczowe) oraz budujące elementy łącznikowe fibroblasty i wyścielające naczynia krwionośne komórki śródbłonka.

Sam proces hodowli takich komórek w celu uzyskiwania produktu spożywczego napotyka jednak na szereg przeszkód, do których należą chociażby:

1. Konieczność wykluczenia z użycia surowic zwierzęcych takich jak powszechnie stosowania w komórkowych hodowlach in vitro płodowa surowica cielęca (fetal bovine serum; FBS) nie tylko z powodów etycznych, ale też kosztów, jakie generuje używanie ich dużych ilościach. Dostępną powszechnie alternatywą jest lizat z ludzkich płytek krwi, ale z uwagi na cenę (ok. 5 tysięcy za 0,5L!) może mieć on zastosowanie tylko w procedurach biomedycznych, gdzie na ogół potrzebne są niewielkie jego ilości. W przypadku produkcji mięsa in vitro poszukuje się lizatów z alg lub ekstraktów z grzybów. Niektóre firmy prezentujące się na New Food Conference jak np. izraelski Aleph Farms czy zainteresowany produkcją ryb amerykański Finless Foods chwalą się, że swój proces oparły o mieszanki nutrientów pochodzenia roślinnego. W Turcji powstał natomiast start-up o nazwie Biftek.co, który chce dostarczać takie właśnie suplementy dla firm produkujących mięso in vitro w Europie.

2. Zastąpienie żelu kolagenowego innym, nieodzwierzęcym, jadalnym materiałem, który również umożliwiałby powstawanie napięcia dla wymagających go dojrzewających miotubul, powstałych po fuzji mioblastów.W tym celu można z sukcesem wykorzystać między innymi żel oparty o kwas alginiowy, pozyskiwany z brunatnic. Z kolei w marcu br. badacze z Uniwersytetu w Bath poinformowali, że udało się im w tym celu wykorzystać… źdźbła trawy.

3. Wykorzystywanie alternatywnych związków chemicznych w procesie dojrzewania komórek tłuszczowych, innych niż powszechnie stosowany w badaniach biomedycznych, ale toksyczny IBMX (3-izobutyl-1-metyloksantyna) i deksametazon, syntetyczny glikokortykoid. Jak zaprezentował Mark Post, można w tym celu wykorzystać niektóre z kwasów tłuszczowych, np. kwas prystanowy lub fitanowy.

4. Prowadzenie hodowli bez użycia antybiotyków, które niekiedy rutynowo dodawane są do medium, w celu zabezpieczenia hodowli przez pojawieniem się infekcji bakteryjnej. Od praktyki tej zaleca się odchodzić również w badaniach biomedycznych z uwagi na zaobserwowany wpływ dodawanych antybiotyków na ekspresję mnóstwa genów w hodowanych komórkach. Natomiast w przypadku produkcji mięsa in vitro jest to niezbędne, by ostateczny produkt, przeznaczony do konsumpcji, był ich po prostu pozbawiony. Przy odpowiedniej higienizacji, a zwłaszcza automatyzacji procesu hodowli jest to jednak całkowicie osiągalne.

5. Uzyskanie barwy mięsa wołowego czy wieprzowego, która odpowiadałaby odpowiednikom wyprodukowanym konwencjonalnie. Mało kto wie, ale pierwszy burger wołowy in vitro miał pierwotnie barwę bladożółtą i musiał został nastrzyknięty sokiem z buraka z dodatkiem szafranu. Obecnie jednak wiadomo, że gdy komórkom mięśniowym ograniczy się w warunkach hodowli dostępność tlenu to znacznie zwiększają one produkcję mioglobiny, która nadaje mięsu czerwoną barwę i nadaje charakterystyczny posmak.

Proces optymalizacji warunków hodowli jest więc żmudny, ale według Marka Posta i innych badaczy nie ma dziś takich problemów, których nie udałoby się pokonać. Zwłaszcza, że wspierany jest on osiągnięciami biomedycyny, w szczególności badaniami nad komórkami macierzystymi. Docelowo proces produkcji mięsa in vitro odbywać będzie się w sposób zautomatyzowany w specjalnie zaprojektowanych w tym celu bioreaktorach.

Korzyści? W porównaniu z konwencjonalną produkcją wytwarzanie mięsa in vitro wiąże się z redukcją emisji gazów cieplarnianych i zużycia wody o ok. 96 proc. oraz zmniejszeniem zapotrzebowania na ziemię o 98 proc. Nie cierpią zwierzęta, których rola w procesie sprowadza się jedynie do bycia źródłem komórek macierzystych, nie trzeba wycinać kolejnych hektarów lasów pod uprawy roślin na paszę. Cały proces prowadzony jest w kontrolowanych, standaryzowanych, przewidywalnych warunkach. Rolnicy przyszłości zamiast hodować świnie, krowy, drób czy ryby będą nadzorować pracę urządzeń produkujących porównywalne ilości mięsa, co z hodowli konwencjonalnej. Tylko że w przeciągu kilku tygodni, a nie ponad 2 lat, których potrzebują obecne hodowle bydła czy łososia zanim zwierzęta gotowe są na ubój.

A zatem właściwym pytaniem, jakie można dziś zadać nie jest czy w ogóle produkty uzyskane w taki sposób pojawią się na rynku, ale raczej kiedy to nastąpi i gdzie w pierwszej kolejności. Wydaje się, że na najlepszej drodze do osiągnięcia tego celu są firmy amerykańskie. Jak zauważono w styczniowym wydaniu Nature Biotechnology, przynajmniej jedna z nich, Just Inc, założona przez Josha Tetricka, miała pod koniec 2018 r. produkt gotowy na rynek. Między innymi z tego powodu amerykańska Agencja Żywności i Leków Agencja Żywności i Leków (FDA) oraz Departament Rolnictwa (USDA) podjęły się wspólnie stworzenia przepisów prawnych regulujących kwestie związane z technicznymi wymogami dotyczącymi pozyskiwania komórek i ich hodowli, a także wprowadzania mięsa in vitro na rynek i jego znakowania.

Niezwykle pomocne w optymalizacji procesu produkcji mięsa in vitro są narzędzia inżynierii genetycznej, które wdrażają obecnie firmy amerykańskie i izraelskie. Dzięki nim możliwe jest np. otrzymywanie z wyizolowanych macierzystych komórek somatycznych (które można uzyskać choćby przez umiejętne wyrwanie pióra kurczakowi), tzw. indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPS) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów. iPS przypominają zarodkowe komórki macierzyste i mają zdolność różnicowania się w każdy typ komórek dorosłego organizmu. Za ich otrzymanie Shinya Yamanaka i John Gurdon otrzymali w 2012 r. Nagrodę Nobla z dziedziny biomedycyny, iPS dają bowiem ogromne możliwości terapeutyczne. W przypadku hodowli mięsa in vitro, można je uzyskać np. z wyizolowanych i odpowiednio przeprogramowanych fibroblastów, proliferować, a następnie różnicować w kierunku mioblastów, adipocytów i komórek śródbłonka.

Inżynieria genetyczna daje również możliwość otrzymywania zmodyfikowanych genetycznie linii komórek satelitowych. Linię taką otrzymała między innymi amerykańska firma Memphis Meat – komórki O2KM wyposażono w system Tet-On, w którym do aktywacji transgenów kontrolujących podziały dochodzi po dodaniu doksycykliny do medium. Brak antybiotyku, przy jednoczesnej obecności beta-estradiolu hamuje proliferację komórek i aktywuje ich różnicowanie w kierunku mioblastów. Umożliwia to więc otrzymywanie wpierw ogromnych ilości komórek satelitowych, a następnie uzyskiwanie z nich (już bez obecności antybiotyku) w wybranym momencie mioblastów, a później miotubuli i dojrzałych włókien mięśniowych.

Firmy europejskie podjęły natomiast decyzję o nie wykorzystywaniu w procesie produkcji narzędzi inżynierii genetycznej. Otrzymane produkty podlegałyby w związku z tym regulacjom unijnym dotyczącym żywności innowacyjnej (ang. novel foods), a nie żywności GM. Zanim jednak to nastąpi, proponowane produkty mięsne in vitro będą musiały przejść przeprowadzoną przez Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) ewaluację dotyczącą składu i bezpieczeństwa. Jeżeli organizacja ta dopuści takie produkty do obrotu, nie będzie możliwe, by jakikolwiek kraj wspólnoty unijnej mógł wydać wewnętrzny zakaz ich dystrybucji. Kwestią otwartą pozostaje nazewnictwo mięsa in vitro. W języku angielskim, prócz „in vitro meat” funkcjonuje obecnie kilka różnych wersji np. „cultured meat”, „clean meat”, „lab meat”, „meat 2.0” czy „synthetic meat”. Badania przeprowadzone przez Chrisa Bryanta i współpracowników z Uniwersytetu w Bath wskazują natomiast, iż jedną z najbardziej akceptowanych społecznie nazw jest obecnie „slaughter-free meat”, co w języku polskim trzeba by przetłumaczyć na „mięso wolne od rzeźnictwa”.

Przedstawiciele europejskich firm chcących produkować mięso in vitro przewidują ostrożnie pojawienie się ich produktów na rynku za ok. 5 lat. Co roku wspierani są coraz większymi kwotami ze strony inwestorów takich jak potentat farmaceutyczny Merck czy jeden z największych, europejskich dystrybutorów mięsa Bell Food Group. Twierdzą również, że kontaktują się z nimi władze niektórych państw Unii Europejskiej zainteresowane wprowadzeniem takich produktów na ich rynek. Jak można się domyśleć, ze strony polskiego rządu takich sygnałów niestety nie ma.

W Stanach Zjednoczonych powinno to jednak nastąpić wcześniej. W międzyczasie urozmaicać powinna się pula żywności stanowiącej alternatywę dla mięsa i innych produktów odzwierzęcych. Hodowla zwierząt nie zniknie z dnia na dzień. Byłoby jednak pięknie, gdyby spełniła się wizja Richarda Bransona, założyciela Virgin Groups iż „w przeciągu 30 lat nie będziemy musieli już zabijać żadnych zwierząt, a mięso będzie produkowane in vitro lub będzie miało roślinne alternatywy, o takim samym smaku, ale zdrowsze”. Zorganizowana przez ProVeg International „New Food Conference” daje taką nadzieję.