The future of animal protein

Les proteïnes són unes de les biomolècules fonamentals que necessitem a la nostra dieta, puix que totes les nostres cèl·lules en contenen. Els aminoàcids són les unitats que conformen les proteïnes i n’hi ha de vint diferents, dels quals hi destaquem els essencials perquè són aquells que el cos no pot produir i, per tant, han de ser proporcionats per la dieta. A continuació us deixem una llista d’aquests aminoàcids essencials: leucina, isoleucina, valina, metionina, lisina, fenilalanina, triptòfan, treonina, histidina i arginina.

Les fonts proteiques a la nostra dieta es poden classificar segons el seu origen:

  • Animal: carn, ous, peix i llet.
  • Vegetal: llegums, cereals, algues i fruita seca.

Quin problema hi tenim? Actualment, la població té una tendència majoritària a consumir proteïna provinent d’animals, i això té un elevat impacte ambiental, sobretot si es compara amb les que procedeixen de plantes. Tals impactes es refereixen a elevades emissions d’efecte hivernacle i consum hídric així com molta proporció de sòl ocupat per les explotacions ramaderes intensives.

LA CARN IN VITRO, UNA OPCIÓ DE FUTUR?

Els aliments sintètics, artificials, in vitro o carn cultivada són aliments elaborats en laboratoris a partir de cèl·lules mare extretes dels músculs dels animals que juntament amb altres elements essencials i en condicions idònies, permet obtenir nou teixit muscular. La idea és replicar un teixit de l’organisme viu al laboratori a partir d’una extracció cel·lular d’aquest organisme.

Què és el cultiu cel·lular i l’enginyeria tissular?

Un cultiu cel·lular és el creixement de microorganismes com bacteris o fongs, o bé, de cèl·lules animals o vegetals al laboratori. Per altra banda l’enginyeria tissular és la disciplina que busca creat teixits funcionals a partir de materials, cèl·lules i molècules.

Aquestes disciplines es van aplicar primer a l’àmbit sanitari, com per a la producció de cèl·lules sanguínies que s’apliquen per a immunodeprimits.

Font: https://thefoodtech.com/

Procediment per a la carn in vitro

Primer s’extreu teixit muscular d’un animal, el qual conté diferents tipus de cèl·lules, però sobretot hi ha d’haver necessàriament uns tipus cel·lulars molt especials: les cèl·lules mare. Aquestes tenen la particularitat de poder-se replicar un alt nombre de vegades i a l’hora de diferenciar-se en diferents tipus cel·lulars. Per a entendre-ho farem servir la següent metàfora: tenim un llibre en blanc (cèl·lules mare) i en funció del que s’hi escrigui en les seves pàgines (expressió genètica) tindríem una novel·la, un còmic…, és a dir, diferents tipus cel·lulars com una muscular cardíaca, una òssia o una neuronal. Són doncs cèl·lules que encara no han decidit què volen esdevenir.

La idea és que si aquestes cèl·lules mare reben els nutrients i estímuls necessaris podran replicar-se molt (multiplicar-se) i en funció dels estímuls, s’enviaran uns senyals o altres, i en conseqüència aquella cèl·lula mare es diferenciarà, en aquest cas esdevindran cèl·lules musculars i adiposes (grasses).

Amb això s’intenta replicar un teixit, però cal tenir en compte que un teixit té una estructura i també una sèrie de propietats. Per tal de portar-ho a terme al laboratori, quan es cultiven les cèl·lules cal que aquestes tinguin cohesió i certa tensió. Per aquest motiu per ara es poden fer nuggets o hamburgueses, però no pas filets per exemple, car l’estructuralitat (la forma de la carn) al laboratori per ara continua essent el pas limitador. És molt complicat replicar la tridimensionalitat del cos i a més hi tenim els vasos sanguinis, els quals són absents a la carn in vitro perquè és extremadament difícil reproduir aquest múscul entreteixit per capil·lars extremadament llargs i fins.

Veiem un esquema general del protocol de laboratori:

  1. Extracció del teixit muscular de l’animal, per exemple un pollastre o una vaca.
  2. Es col·loca a una placa petri el teixit extret i es dissecciona mecànicament (fent trossos més petits). A continuació, té lloc una disgregació enzimàtica per tal de trencar la matriu extracel·lular (trencar l’embolcall cel·lular amb unes molècules que actuen enlloc moleculars específics).
  3. S’afegeix un medi de cultiu  -que conté nutrients específics per a mantenir les cèl·lules vives: sèrum, glutamat, glutamina, sals, vitamines, aigua i biomolècules- i una matriu per tal de donar certa estructuralitat.
  4. Replicació i diferenciació cel·lular
  5. Obtenció del producte: teixit animal sense estructura massa definida

Pel que fa al gust, s’han dut a terme enquestes a consumidors i pel que sembla la gran majoria conclou que efectivament té un gust similar a la carn real. El que cal millorar és en l’aspecte i la textura pels motius comentats anteriorment.

Per altra banda, portar a terme a escala industrial aquesta producció de carn artificial, és a dir, produir grans quantitats d’aquesta carn mitjançant bioreactors, és molt complicat per ara. De totes maneres, el pioner de la carn artificial Mark Post – que creà la primera hamburguesa in vitro l’any 2013- parla de possibles millores a aquesta carn  de laboratori augmentant la producció de les cèl·lules d’omega 3 i 6 per tal de convertir-les en més sanes i nutritives.

PREVISIONS

El primer país a donar el vistiplau al consum d’aquest tipus d’aliment va ser Singapur, en concret al mes de desembre del 2020. A nivell espanyol, a principis de l’any passat  el Ministeri de Ciència, a través del Centre Espanyol per Desenvolupament de la Tecnologia Industrial (CDTI) va concedir 3,7 milions d’euros a  vuit empreses per tal de desenvolupar carn de laboratori, greixos saludables i ingredients funcionals.

Els principals líders mundials en aquest camp són EUA i Israel, però Espanya podria situar-se també en aquesta línia gràcies a aquestes inversions. 

Per ara toca esperar per veure com continuarà desplegant-se aquesta qüestió, però sembla que pròximament tindrem notícies.

ASPECTES POSITIUS I NEGATIUS

  • Positius:
    • Disminució de l’energia emprada, de les emissions de gasos d’efecte hivernacle i del consum d’aigua i de sòl emprat.
  • Negatius:
    • Impacte ambiental en les infraestructures de cultiu cel·lular.
    • El teixit produït no té cap sistema immunitari, per tant, és fàcil que es contamini i per a evitar-ho cal extremar els controls sanitaris.
    • Es fan servir molts materials de plàstic d’un sol ús.
    • Cal examinar si existeix un risc de regulació cel·lular a causa d’aquestes condicions de multiplicació cel·lular i si això tindria efectes negatius per a la salut humana.