Ang karne ng hinaharap ay maaaring magkaiba sa karne ng nakaraan. Stanley Kubrick, litratista, LOOK Magazine Photograp Collection, Library of Congress, Prints & Photographs Division, LC-USZ6-2352., CC BY-ND
Ang karne na iyong kinakain, kung ikaw ay isang carnivore, ay nagmula sa mga muscles ng hayop. Ngunit ang mga hayop ay binubuo ng maraming higit pa sa kalamnan. Mayroon silang mga organo at mga buto na hindi ginagamit ng karamihan sa mga Amerikano. Kinakailangan nila ang pagkain, tubig, espasyo at mga koneksyon sa lipunan. Nagmumula sila.
Ang mga magsasaka ay gumastos ng maraming enerhiya at mapagkukunan upang mapalago ang mga kumplikadong organismo, na gumagawa ng basura sa proseso, para lamang tumuon sa pinakamahuhusay na pagbawas ng karne na maaari nilang anihin.
Ito ay magiging mas madali, mas makatao, mas mababa mapag-aksaya, sa gumawa lamang ng mga bahagi na gusto ng mga tao. At sa biology ng cell at engineering ng tissue, posible na lumago lamang ang kalamnan at taba ng tisyu. Ito ay tinatawag na pinag-aralan na karne. Ang mga siyentipiko ay nagbibigay ng mga cell na may parehong input na kailangan nila upang lumago, sa labas ng isang hayop: nutrients, oxygen, kahalumigmigan at molekular signal mula sa kanilang mga kapit-bahay cell.
Sa ngayon ay may mga mananaliksik nilinang mga bungkos ng mga selula na maaaring maging naproseso na karne tulad ng isang burger o isang sausage. Ang teknolohiya ng karunungan na ito sa pinag-aralan ay nasa paunang mga yugto ng pagsasaliksik at pag-unlad, dahil ang mga prototype ay naka-scale at pinagsama upang maghanda para sa mga hamon ng komersyalisasyon. Ngunit mayroon nang bioengineers ang susunod sa mas mahihirap na hamon: lumalaking nakabalangkas na mga pagbawas ng karne tulad ng steak o cutlet ng manok.
Anong karne ang ginawa ng
Kung titingnan mo ang isang piraso ng hilaw na karne sa ilalim ng mikroskopyo, makikita mo kung ano ang iyong pagkain sa antas ng cellular. Ang bawat kagat ay isang matris ng mga kalamnan at taba ng mga selula, na sinanib ng mga daluyan ng dugo at binubugbog ng connective tissue.
Ang mga selula ng kalamnan ay puno ng mga protina at nutrients at ang mga selulang taba ay puno ng, mabuti, taba. Ang dalawang uri ng cell na ito ay nakakatulong sa karamihan ng lasa at bibig-nakadarama ng mga karanasan sa carnivore kapag nakakagat sa isang burger o steak.
Ang seksyon ng pabo ay sumipsip upang ipakita ang organo ng cellular na antas ng kalansay na kalamnan tissue - na kilala rin bilang karne. Natalie Rubio
Ang mga daluyan ng dugo ay nagtustos ng tissue ng hayop na may mga nutrient at oxygen habang ito ay buhay; pagkatapos ng pagpatay, nagdadagdag ang dugo ng isang natatanging, metal, umami nuance sa karne.
Ang nag-uugnay na tisyu, na binubuo ng mga protina na tulad ng collagen at elastin, ay nagtataglay ng mga fibers ng kalamnan na nakahanay na mga bundle, na nakatuon sa direksyon ng pag-urong. Ang nag-uugnay na tissue ay nagbabago sa panahon ng pagluluto at nagdaragdag ng texture - at gristle - sa karne.
Ang hamon para sa mga mananaliksik ng cellular na agrikultura ay upang tularan ang kumplikadong karne mula sa ibaba. Maaari naming palaguin ang mga kalamnan at taba na selula sa isang petri dish - ngunit ang mga daluyan ng dugo at nag-uugnay na tissue ay hindi spontaneously bumuo tulad ng ginagawa nila sa isang hayop. Paano tayo makapag-engineer ng mga biomaterial at bioreactor upang magbigay ng pagkaing nakapagpapalusog at humimok ng samahan upang makatapos tayo ng makapal, nakabalangkas na hiwa ng karne?
Ang mga kulturadong karne-burgers ay ang unang hakbang
Upang lumikha ng anumang pinag-aralan na karne, ang mga mananaliksik ay tumatagal ng maliit - naisip ang marble-sized - mga halaga ng tissue mula sa isang baka, baboy o manok at ihiwalay ang mga indibidwal na selula. Pagkatapos, ang mga bioengineer na tulad ko ay inilagay ang mga selula sa mga plastik na flasks at binibigyan sila ng nutrients, oxygen at kahalumigmigan habang pinapalitan sila sa temperatura ng katawan. Ang mga selula ay masaya at maaaring hatiin exponentially, paglikha ng higit pa at higit pang mga cell.
Kapag lumaki sa plastic, ang mga selula ay patuloy na hatiin hanggang sa umiiral ito sa lahat ng magagamit na ibabaw na lugar. Nagreresulta ito sa isang masikip na layer na isang makapal na selula. Sa sandaling huminto ang paghihiwalay ng mga selyula, nagsisimula silang matanda. Ang mga selula ng kalamnan ay nagsasama-sama upang lumikha ng mahahabang kalamnan fibers at taba cell simulan upang makabuo ng lipids. Maaaring pagsamahin ng mga mananaliksik ang isang kumpol ng mga selulang ito upang lumikha ng mga naprosesong produkto ng karne, tulad ng mga burger, hot dog at sausages.
Ang mga cell ng hayop ay nag-iisa ay maaaring magtaguyod ng karamihan sa karanasan sa karne. Ngunit walang mga daluyan ng dugo at nag-uugnay na tisyu, hindi ka nagtatapos sa organisadong, tatlong-dimensional na tisyu - at iyan ang kailangan mo para sa nakabalangkas na mga pagbawas ng karne, tulad ng steak, dibdib ng manok at bacon.
Upang mapagtagumpayan ang hamon na ito, maaaring gamitin ng mga siyentipiko ang mga biomaterial upang magtiklop ang istraktura at pag-andar ng mga daluyan ng dugo (para sa pagkaing nakapagpapalusog at oxygen) at nag-uugnay na tissue (para sa samahan at pagkakayari). Ang lugar na ito ng pananaliksik ay tinatawag na pag-unlad ng plantsa.
Ang pagbibigay ng ilang mga istraktura para sa mga cell na lumago sa ay makakakuha ng pinag-aralan karne mula sa hamburger sa steak. Tyler Olson / Shutterstock.com
Ang mga plantsa ay ang lihim na sangkap para sa mga steak
Ang konsepto ng scaffolds ay nagmula sa larangan ng tissue engineering para sa mga medikal na aplikasyon. Pinagsama ng mga siyentipiko ang mga selula at mga scaffold upang makabuo ng mga functional biomaterial para sa pananaliksik, pag-screen ng toxicology o implants.
Ang mga biomaterial na ito ay maaaring tumagal ng iba't ibang anyo - mga pelikula, gels, sponges - depende sa kung anong mga katangian ang nais sa tissue na nagresulta. Halimbawa, maaari mong Lumago ang mga selula ng balat sa isang flat collagen film upang lumikha ng isang graft ng balat upang matulungan ang pagkasunog ng mga biktima o buto cells sa isang hydroxyapatite sponge para sa pagbabagong-buhay ng buto.
Para sa mga medikal na aplikasyon, ang mga scaffolds sa pangkalahatan ay kailangang ligtas para sa pagtatanim, ay hindi dapat magbuod ng isang tugon mula sa immune system ng katawan, maging degradable at may kakayahang suportahan ang paglago ng cell.
Para sa mga application ng pagkain, ang mga disenyo ng pagsasaalang-alang ng mga scaffolds ay iba. Dapat pa rin nilang suportahan ang paglago ng cell, ngunit mahalaga din na ang mga ito ay mura, nakakain at madaling gamitin sa kapaligiran upang makagawa. Ang ilang mga karaniwang biomaterial para sa mga application ng pagkain ay kinabibilangan ng selulusa mula sa mga halaman, isang karbohidrat na tinatawag na chitosan mula sa mga kabute at isang karbohidrat na tinatawag na alginate mula sa algae.
Narito ang isang "recipe" para sa mga pinag-aralan na karne na aking nagtrabaho sa lab. Una, lumikha ng naaangkop na plantsa. Ihiwalay ang chitosan mula sa mga kabute at ibuwag ito sa tubig upang lumikha ng viscous gel. Ilagay ang gel sa isang tubo at ilantad ang isang dulo sa isang malamig na sangkap, tulad ng tuyo na yelo o likidong nitrogen. Ang buong tubo ng gel ay dahan-dahang mag-freeze, simula sa malamig na dulo. Ang frozen na gel ay maaaring ma-freeze sa pamamagitan ng vacuum na paghila sa gel sa napakababang temperatura, sa huli ay lumilikha ng dry material na tulad ng espongha. Ang Ang itinuturo na proseso ng pagyeyelo ay lumilikha ng espongha na may maliit, mahaba, nakahanay na mga butas na kahawig ng isang bundle ng mga dayami - at din ng kalamnan tissue.
Ang pinasimple na proseso para sa paglikha ng chitosan sponge na may nakahanay na mga pores. Natalie Rubio, CC BY-ND
Pagkatapos, sa halip na lumalagong karne sa flat plastic, maaari mong ilipat ang mga cell sa tatlong-dimensional na espongha upang magbigay ng mas maraming lugar para sa lumalawak na mas makapal na tisyu. Ang mga pores ay maaari ring makatulong na ipamahagi ang mga nutrient at oxygen sa buong tissue. Sa ngayon sa pamamaraan na ito, ang aking lab ay nakagawa ng maliliit na piraso ng karne na mas mababa sa isang sentimetro parisukat - isang maliit na maliit para sa isang cookout ngunit isang malakas na pagsisimula.
Ang iba pang posibilidad ng scaffold ay kinabibilangan ng lumalagong mga selula sa loob ng alginate na nakabatay sa fibers, gels o sponges. O ang mga tekniko ay maaaring banlawan ang mga selulang planta ng mga halaman sa isang proseso na tinatawag na decellularization at repopulate ang balangkas ng cellulose na naiwan sa mga selulang hayop.
Sa sandaling makita ng mga mananaliksik ang mga materyales at pamamaraan na gumagana nang mahusay, gagawa kami ng paglikha ng mas malaking mga batch. Sa puntong iyon, ito ay magiging isang laro ng pagsukat ng proseso at pagbaba ng gastos upang ang mga pinag-aralan ng mga produkto ng karne ay maaaring maging mapagkumpitensya sa gastos sa mga produkto ng karne na nasa bukid.
Laging kapana-panabik na makita ang mga kumpanya sa pagsisimula ng debut ng kanilang mga pinag-aralan na mga bola-bola, mga sausage at burgers. Ngunit hinahanap ko ang susunod sa kung ano ang susunod. Sa mas kaunting pananaliksik, oras, pagpopondo at kapalaran, ang pinag-aralan na menu ng karne na 2.0 ay isasama ang steak at pork chops ng maraming karnivor na alam at mahalin.
Tungkol sa Author
Natalie R. Rubio, Cellular Agriculture PhD Kandidato, Tufts University
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga libro sa nutrisyon mula sa listahan ng Mga Pinakamahusay na Nagbebenta ng Amazon
"The Blue Zones Kitchen: 100 Recipe to Live to 100"
ni Dan Buettner
Sa aklat na ito, ibinahagi ng may-akda na si Dan Buettner ang mga recipe mula sa "Blue Zones," mga rehiyon kung saan ang mga tao ay nabubuhay nang pinakamatagal at pinakamalusog na buhay. Ang mga recipe ay batay sa buo, hindi naprosesong pagkain at binibigyang diin ang mga gulay, munggo, at buong butil. Kasama rin sa aklat ang mga tip para sa pagsunod sa isang diyeta na nakabatay sa halaman at pamumuhay ng isang malusog na pamumuhay.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"Medical Medium Cleanse to Heal: Mga Plano sa Pagpapagaling para sa mga Nagdurusa ng Pagkabalisa, Depresyon, Acne, Eksema, Lyme, Mga Problema sa Gut, Utak Utak, Mga Isyu sa Timbang, Migraines, Bloating, Vertigo, Psoriasis, Cys"
ni Anthony William
Sa aklat na ito, nag-aalok ang may-akda na si Anthony William ng komprehensibong gabay sa paglilinis at pagpapagaling ng katawan sa pamamagitan ng nutrisyon. Nagbibigay siya ng mga rekomendasyong nakabatay sa ebidensya para sa mga pagkain na isasama at iwasan, pati na rin ang mga plano sa pagkain at mga recipe upang suportahan ang paglilinis. Kasama rin sa aklat ang impormasyon kung paano tutugunan ang mga partikular na alalahanin sa kalusugan sa pamamagitan ng nutrisyon.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"The Forks Over Knives Plan: Paano Lumipat sa Life-Saving, Whole-Food, Plant-Based Diet"
nina Alona Pulde at Matthew Lederman
Sa aklat na ito, nag-aalok ang mga may-akda na sina Alona Pulde at Matthew Lederman ng sunud-sunod na gabay sa paglipat sa isang buong pagkain, na nakabatay sa halaman. Nagbibigay sila ng mga rekomendasyong nakabatay sa ebidensya para sa nutrisyon, kasama ang praktikal na payo para sa pamimili, pagpaplano ng pagkain, at paghahanda. Kasama rin sa aklat ang mga recipe at meal plan para suportahan ang paglipat.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"Ang Plant Paradox: Ang Mga Nakatagong Panganib sa 'Malulusog' na Pagkaing Nagdudulot ng Sakit at Pagtaas ng Timbang"
ni Dr. Steven R. Gundry
Sa aklat na ito, si Dr. Steven R. Gundry ay nagbibigay ng isang kontrobersyal na pananaw sa nutrisyon, na nangangatwiran na maraming tinatawag na "malusog" na pagkain ang maaaring makapinsala sa katawan. Nagbibigay siya ng mga rekomendasyong nakabatay sa ebidensya para sa pag-optimize ng nutrisyon at pag-iwas sa mga nakatagong panganib na ito. Kasama rin sa aklat ang mga recipe at meal plan para matulungan ang mga mambabasa na ipatupad ang Plant Paradox program.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"The Whole30: Ang 30-Araw na Gabay sa Kabuuang Kalusugan at Kalayaan sa Pagkain"
ni Melissa Hartwig Urban at Dallas Hartwig
Sa aklat na ito, nag-aalok ang mga may-akda na sina Melissa Hartwig Urban at Dallas Hartwig ng komprehensibong gabay sa programang Whole30, isang 30-araw na plano sa nutrisyon na idinisenyo upang itaguyod ang kalusugan at kagalingan. Ang aklat ay nagbibigay ng impormasyon sa agham sa likod ng programa, pati na rin ang praktikal na payo para sa pamimili, pagpaplano ng pagkain, at paghahanda. Kasama rin sa libro ang mga recipe at meal plan para suportahan ang programa.
