O consumo de carne na alimentação é antiético em relação aos animais e leva a um aumento significativo das emissões nocivas para a atmosfera, que afetam as mudanças climáticas globais. Essa situação pode ser mudada? É improvável que todas as pessoas na Terra se tornem veganos, mas a carne pode ser cultivada artificialmente a partir de células-tronco animais. Então, a saída foi encontrada? Sim, dizem os cientistas. Na verdade, não, argumentam ecologistas e tecnólogos. A produção de carne artificial ainda é muito cara economicamente - e, curiosamente, deixa uma pegada de carbono mais abundante do que o cultivo de carne convencional. Mesmo assim, os adeptos do novo produto não perdem a esperança de trazê-lo ao mercado em escala industrial.
Em setembro, os produtores russos anunciaram que estavam aderindo à tendência mundial de “carne cultivada”. De acordo com os ideólogos desse negócio, em vez de matar animais para obter carne, as fibras musculares podem ser cultivadas em um biorreator a partir de células-tronco em um meio nutriente especial.
Este produto também é conhecido como "carne de proveta" e "carne limpa". O último termo implica que seus hambúrgueres serão eticamente e ambientalmente corretos.
Jejum e sua carne
A ideia de produzir carne em tubo de ensaio (ou melhor, em placa de Petri) veio da biomedicina: avanços no cultivo de células-tronco e impressão 3D de órgãos inspiraram também os tecnólogos de alimentos. De fato, se o tecido pode ser cultivado em laboratório para transplante, por que não cultivá-lo para alimentação?
O princípio de cultivo de carne de forma simplificada repete o princípio de cultivo de qualquer tecido: as células-tronco são isoladas de uma amostra de músculo animal, que são então multiplicadas em um meio nutriente especial contendo hormônios e fatores de crescimento e forçadas a se diferenciar em fibras musculares.
O processo de cozinhar carne artificial no laboratório da fábrica de ingredientes alimentícios Ochakovo.
Vídeo promocional:
Amostras de células artificiais de carne no laboratório da Fábrica de Ingredientes Alimentares Ochakovo.
Experimentos semelhantes com o objetivo de obter um produto comestível vêm sendo realizados em laboratórios desde a década de 1990, mas a popularização da ideia se deve em grande parte ao mérito do cientista Mark Post, da Universidade de Maastricht (Holanda). Em 2013, ele apresentou aos repórteres o primeiro hambúrguer com costeleta feita de células musculares de vaca cultivadas em seu laboratório.
Na apresentação, a costeleta foi preparada pelo chef e comida cerimoniosamente por críticos culinários. A julgar pelas críticas, o produto em todos os aspectos se assemelhava à carne “tradicional”, exceto pelo fato de não ser tão suculento. Em 2015, Post fundou a Mosa Meat, empresa que otimiza a produção de carne em laboratório, com o objetivo de colocar o produto no mercado até 2021.
A primeira costeleta foi cultivada em três meses e custou aos criadores trezentos mil dólares. No entanto, a apresentação despertou o interesse de empresas e investidores pela “carne limpa”, o que levou ao surgimento de muitas startups com o objetivo de agilizar o processo. Já em 2017, o custo das fibras musculares do laboratório era de 5 mil dólares o quilo e hoje já caiu várias vezes mais.
Segundo a Forbes, pelo menos 26 empresas desenvolvem atualmente "carne limpa" no mundo, cujo objetivo é colocar um produto à disposição do grande consumidor.
Quanto custa para cultivar
Vamos imaginar que queremos cultivar um pedaço dessa carne do zero. Primeiro, precisamos equipar o laboratório: comprar centrífugas, um microscópio, uma caixa de fluxo laminar para trabalho estéril, uma autoclave, uma incubadora de CO2 para manter a concentração necessária de dióxido de carbono na cultura inicial e vários biorreatores de diferentes volumes para cultivar biomassa em diferentes estágios de "maturação".
Em seguida, você precisa obter células-tronco a partir das quais a cultura será cultivada. Eles são mais bem isolados de uma amostra de músculo de um animal jovem (por exemplo, um bezerro recém-nascido) usando uma tecnologia especial que inclui lise de tecido e seleção de células.
Cientistas que trabalham na otimização da tecnologia discutem a criação de um biobanco de células-tronco do qual será possível retirar a amostra necessária à produção - o que deve reduzir um pouco o custo do processo.
Além disso, a cultura de células deve ser cultivada em um frasco de cultura e, em seguida, cultivada sequencialmente em vários biorreatores com agitação e aeração em meio nutriente (se realmente quisermos cultivar muitas células). As células precisarão ser removidas do biorreator e inoculadas em uma estrutura comestível (como o colágeno) que dará ao produto a aparência de um pedaço de carne.
Todo o processo levará cerca de 40 dias, durante os quais será necessário monitorar a esterilidade do processo.
Esquema do processo tecnológico proposto de cultivo de carne em laboratório.
O custo do meio nutriente representará a maior parte do custo final do produto final e, na produção, será consumido em centenas de litros. Analistas estimam que o custo da "carne limpa" será comparável ao custo da carne tradicional, quando o preço de um litro do meio não será muito superior a um dólar.
Nesse ínterim, custa mais de trezentos dólares por litro na versão mais barata.
Como otimizar seu ambiente
O meio tem uma composição complexa e deve conter as proteínas, lipídios, sais, aminoácidos, vitaminas e hormônios necessários. Os desenvolvedores se propuseram, em primeiro lugar, a se livrar de fontes de origem animal (por exemplo, soro fetal de bezerro, que muitas vezes é adicionado ao meio para fornecer a composição desejada) e, em segundo lugar, tornar o meio o mais barato possível.
Para fazer isso, os cientistas tentam minimizar o número de componentes, coletar mídia de proteínas recombinantes (ou seja, aquelas produzidas em microrganismos como E. coli e levedura) e procurar componentes vegetais adequados.
De acordo com os cálculos de especialistas do The Good Food Institute, o preço do meio de cultura pode ser reduzido em mais 10-1000 vezes se a produção de fatores de crescimento recombinantes for otimizada - os componentes mais caros do meio, sem os quais as células-tronco simplesmente não crescerão e se diferenciarão.
A lista de componentes do meio com custo indicado para 20 mil litros.
A Fábrica de Ingredientes Alimentares Ochakiv, que foi discutida no início do artigo, relatou que o primeiro pedaço de "carne" de 40 gramas custou 900 mil rublos. Este montante não inclui o equipamento de laboratório, para o qual foram gastos outros 9 milhões de rublos.
O diretor da empresa, Alexander Savkov, confirmou que os principais custos associados ao cultivo das células recaíram no meio de crescimento. É verdade que em seu laboratório eles usaram um ambiente importado feito na Suíça, usado na biomedicina. Os principais esforços dos tecnólogos da empresa, assim como seus colegas estrangeiros, serão direcionados para a criação de um análogo barato.
Os tecnólogos se deparam com tarefas realmente difíceis, porque a “carne limpa” terá que ser cultivada em grande escala - muito maior do que a indústria que agora cultiva células de mamíferos, que, por exemplo, são usadas para produzir anticorpos.
O que há de errado com as vacas
Além do óbvio aspecto ético (matar animais), que força muitas pessoas a se tornarem vegetarianas, a criação de animais causa danos ambientais significativos. A pecuária contribui com 14,5% do total de emissões de gases de efeito estufa para a atmosfera, enquanto as pastagens e as plantações de forragem respondem por 80% das terras agrícolas.
Ao mesmo tempo, a pecuária fornece apenas 37% da proteína dietética. Os gases de efeito estufa dominantes da pecuária são o metano do gado. Em termos de aquecimento global acelerado, é 28 vezes mais perigoso que o dióxido de carbono.
No entanto, a maior contribuição para as emissões não é feita pelo próprio gado, mas pelas operações para sua manutenção - descarte de estrume, produção de fertilizantes, aração da terra e produção de forragem. De acordo com as previsões da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação, em 2050 a demanda por produtos pecuários aumentará 70%. Parece que essa indústria realmente precisa de otimização.
Esses fatos são usados pelos desenvolvedores de "carne limpa" quando recorrem a investidores em busca de financiamento. Eles prometem que, se forem bem-sucedidos, a participação da carne "tradicional" no mercado nos próximos 20 anos cairá para 40 por cento e o número de gado será reduzido de um bilhão e meio para várias dezenas de milhares.
A Mosa Meat, em particular, afirma que a produção de seu produto exigirá 99% menos terra e 96% menos água do que nas condições convencionais de criação de gado, e suas emissões de gases de efeito estufa serão reduzidas em 96%.
Cujo rastro é pior
No entanto, os cientistas já estão questionando a compatibilidade incondicional da carne de um tubo de ensaio com o meio ambiente. Pesquisadores de Oxford calcularam que pegada de carbono deixará a produção de "carne limpa" em um biorreator em meio nutriente contendo extrato de cianobactéria e fatores de crescimento produzidos em células de E. coli.
Os cálculos incluíram não apenas fatores como a produção de fertilizantes para o cultivo de cianobactérias, mas até mesmo a eletricidade gasta na esterilização dos componentes do meio. O modelo foi compilado para três locais com diferentes "custos de carbono" de geração de eletricidade - Tailândia, Espanha e Califórnia.
Dependendo da tecnologia de produção, os resultados variaram de 1,7 a 25 quilos de equivalentes de dióxido de carbono por quilo de produto. Ao mesmo tempo, os cientistas estimaram a disseminação dos valores da pegada de carbono para a produção de um quilo de carne bovina em 28-43 quilos de equivalentes de CO2.
Comparação do impacto sobre o aquecimento global da produção tradicional de carne bovina (Suécia, Brasil, EUA) e carne cultivada segundo diferentes cenários (cultivada) em longo prazo. O diagrama assume que a carne cultivada substituirá a carne bovina.
Embora à primeira vista, a carne cultivada realmente tenha uma vantagem ecológica sobre a carne bovina, os autores do trabalho lembram que a principal contribuição para o valor do carbono da carne bovina vem do metano. Sua vida útil na atmosfera é de 12 anos, enquanto o dióxido de carbono não vai a lugar nenhum a partir daí. Assim, a longo prazo, a carne cultivada pode ser ainda mais perigosa para o aquecimento global devido à sua contribuição de carbono “puro”.
No entanto, Alexei Kokorin, diretor do Programa de Clima e Energia do World Wildlife Fund (WWF), acredita que, no curto prazo, o metano, produzido principalmente por vacas leiteiras, não deve ser descartado. “A energia da decomposição do metano acaba se acumulando nas camadas superiores do oceano. O resultado disso, entre outras coisas, é um aumento na frequência de fenômenos naturais extremos, por exemplo, ventos de furacão - o que vemos agora”, comenta o climatologista.
Também é importante considerar que a produção de carne bovina é a mais cara em comparação com outros tipos de carne. Produzir um quilo de frango nos custa cerca de cinco quilos de equivalentes de CO2, o que já é bastante comparável à produção de "carne limpa", cuja pegada de carbono não depende de quem é a carne cultivada no biorreator.
O custo de um quilograma de produtos agrícolas em carbono equivalente. Os valores mínimos são para tubérculos e os valores máximos para carne bovina e ovina.
O que é carne
A carne limpa ainda não chegou ao mercado, mas os produtores tradicionais de carne já estão tomando medidas para proteger seus produtos dos concorrentes. No ano passado, a Associação de Cattleman dos Estados Unidos fez uma petição à Inspeção Agrícola Estadual (FSIS) para proibir todos os alimentos, exceto aqueles derivados diretamente de animais, de serem nomeados como carne.
Os criadores de gado estão preocupados não apenas com o músculo cultivado em laboratório, mas também com uma variedade de produtos de proteína vegetal vegan que são comercializados como substitutos da carne. Ao contrário da carne cultivada, seus produtos já estão disponíveis em lojas e restaurantes.
Fundada pelo professor de bioquímica de Stanford Patrick Brown, a Impossible Foods fez muitas pesquisas para fazer um produto que se parecesse com carne em todos os sentidos. Os pesquisadores perceberam que a hemoglobina (uma proteína que contém heme no sangue) confere muitas propriedades à carne e a substituíram pela hemoglobina de perna, isolada dos nódulos nas raízes da soja.
Para a produção em massa de "carne vegetal", a empresa estabeleceu a produção de leghemoglobina recombinante em células de levedura. A US Food and Drug Administration já reconheceu a hemoglobina de perna cozida como um alimento seguro, e o Impossible Burger, que supostamente é indistinguível da carne bovina, agora está disponível em várias redes de restaurantes nos Estados Unidos, incluindo a popular rede Burger King.
Fundada em 2009, a Beyond Meat vende imitações vegetais de nuggets de frango, hambúrgueres de carne bovina e linguiça de porco em todo o mundo. O desenvolvimento de seus produtos também foi patrocinado por Bill Gates e Tyson Foods Corporation. O hambúrguer é baseado em extrato de proteína de ervilha, bem como proteína de arroz, óleo de coco, amido, lecitina e outros componentes não animais.
Embora esses produtos ainda se concentrem em veganos, a "carne limpa" é posicionada como um substituto completo para a carne normal. No entanto, a julgar pelas pesquisas, os consumidores em potencial estão quase igualmente divididos em dois campos: alguns estão entusiasmados com a ideia e até mesmo prontos para pagar a mais, enquanto outros declaram que não comerão nada que seja cultivado em laboratório.
Os tecnólogos, claro, são um pouco astutos: ao contrário de um pedaço de carne tradicional, que contém gordura e outros componentes, para os quais muitas pessoas adoram o sabor do churrasco, a carne cultivada é músculo "seco".
As autoridades reguladoras também ainda suspeitam do novo produto: de acordo com especialistas, "carne limpa" devido à tecnologia de produção pode conter quantidades excessivas de hormônios ou fatores de crescimento, e um meio nutriente à base de plantas pode causar alergias nos consumidores.
Precisa comer menos
Considerando as dificuldades tecnológicas descritas acima e a necessidade de passar pelos procedimentos de certificação do produto, é improvável que tentemos "carne limpa" no futuro próximo. Enquanto os simuladores de carne à base de plantas entram no crescente mercado asiático, os cientistas estão confirmando que as dietas à base de plantas são de fato as mais sustentáveis.
“O último relatório do IPCC estima que as emissões de gases de efeito estufa de todos os alimentos no planeta respondem por cerca de 30 por cento das emissões totais. Ao mesmo tempo, se a humanidade mudar completamente para uma dieta vegana, a parcela das emissões de alimentos pode ser reduzida em 15-20 por cento. Mesmo se você mudar para uma dieta mediterrânea que contenha carne e peixe em quantidade suficiente, as emissões serão notavelmente reduzidas”, diz Aleksey Kokorin.
O processo de cozinhar carne artificial no laboratório da fábrica de ingredientes alimentícios Ochakovo.
Afastar-se da carne tradicional e produtos lácteos reduzirá as terras agrícolas em 75 por cento, embora ainda tenha comida suficiente para todos, de acordo com um estudo recente publicado na Science.
Para aqueles que não estão prontos para abandonar completamente os alimentos de origem animal e mudar para a proteína de soja, a Nature recomenda uma dieta flexitariana ainda muito ecológica que contém um pouco de frango, peixe e ovos.
No entanto, as estatísticas mostram que nos países desenvolvidos pelo menos um terço dos alimentos são jogados fora e a população está ganhando peso rapidamente, então o primeiro passo na luta contra as mudanças climáticas pode ser uma regra simples “comer menos” - não importa o que aconteça.
Daria Spasskaya
