لا عظام ولا قشور ولا مقل عيون: تنمو الشهية للمأكولات البحرية المزروعة في المختبر

في الأسابيع الأخيرة ، جذبت الشركات التي تطور الأسماك والمحار المستندة إلى الخلايا الانتباه أثناء الترويج لعروضها وتوسيع أعمالها على مستوى العالم. ستقدم BlueNalu ومقرها سان دييغو الأسماك الزعنفية المصنوعة في المختبر إلى أوروبا من خلال تعاون تم الإعلان عنه في سبتمبر مع شركة توزيع الأطعمة البريطانية المجمدة Nomad Foods. في الشهر نفسه ، وقعت شركة Avant Meats ومقرها هونج كونج صفقة مع معهد سنغافورة لتكنولوجيا المعالجة الحيوية لتحسين اقتصاديات إنتاج الأسماك المستزرعة. في يونيو ، افتتحت Wildtype غرفة تذوق بجوار مصنعها التجريبي في سان فرانسيسكو ، حيث كانت تقدم لدغات من سمك السلمون المصنوع في المختبر ، وهو من فئة السوشي.

تعكس هذه التحركات اهتمامًا متزايدًا بالأسماك البديلة المشتقة من التكنولوجيا الحيوية. لقد جعلتها الحاجة إلى الاستدامة في المقدمة: من بين جميع المأكولات البحرية المستهلكة في العالم ، تتم تربية نصفها تقريبًا في تربية الأحياء المائية والنصف الآخر يتم صيده من البرية. قد تحتوي بعض أنواع الأسماك التي يتم صيدها في البرية على الزئبق والمواد البلاستيكية الدقيقة والملوثات من التلوث البيئي ؛ يتم استنفاد المخزونات بسبب تأثير تغير المناخ على النظم البيئية والصيد الجائر. لا يمكن زيادة حصاد المأكولات البحرية التي يتم صيدها من البرية بشكل مستدام ، ومع ذلك يستمر نمو عدد سكان العالم وطلبه على البروتين. يقول كيفان ماين ، نائب الرئيس المساعد للأبحاث في مختبر Mote Marine and Aquarium في ساراسوتا ، فلوريدا: “لذلك علينا أن نبتكر الكثير من الطرق المختلفة لمواجهة هذه التحديات”. “أعتقد أن المأكولات البحرية المستندة إلى الخلايا ستكون إحدى تلك الفرص.”

من بين الشركات التي تعرض نماذج أولية مختلفة أو تعمل على توسيع نطاق الإنتاج ، تعد BlueNalu من بين الشركات الأقرب إلى السوق. بالإضافة إلى شراكتها مع Nomad Foods ، عقدت BlueNalu شراكة مع Mitsubishi في اليابان ومنتجي المأكولات البحرية Thai Union في تايلاند وشركة Pulmuone للأغذية الصحية في كوريا الجنوبية لتطوير استراتيجيات السوق في آسيا لمنتجات BlueNalu.

المأكولات البحرية القائمة على الخلايا – المشتقة من الأسماك التي يتم استهلاكها بشكل شائع (على سبيل المثال ، السلمون والتونة) أو المحار (على سبيل المثال ، القشريات مثل الجمبري وسرطان البحر) – تُعرف أيضًا باسم المأكولات البحرية المستزرعة أو الخلوية أو المختبرية. إنه مشتق من أنسجة الأنواع المائية ، ولكنه لم يكن أبدًا جزءًا من حيوان حي يسبح. يُصنع اللحم في المختبر عن طريق حصاد الخلايا من عدد صغير من الأسماك أو المحار المتبرع بها وتربيتها في مفاعل حيوي. بالنسبة للأنسجة ثلاثية الأبعاد مثل الشرائح ، يلزم وجود سقالة صالحة للأكل متوافقة حيوياً لتوفير بنية لنمو الخلايا ونضجها. اللحوم الناتجة المصنوعة في المختبر ، وهي مزيج من الخلايا العضلية والدهنية في الغالب ، مذاقها مشابه للنسخة التي يتم صيدها من الحيوانات الحية ، ولكنها لا تحتوي على أي من “ نفايات ” الحيوانات: لا عظام ، ولا قشور ، ولا مقل العيون.

وقد تم بالفعل تطبيق هذه الاستراتيجية وتسويقها في الزراعة المختبرية لأنواع أخرى من اللحوم ، بما في ذلك لحوم البقر والدجاج ولحم الخنزير. في الواقع ، تعمل العشرات من الشركات على تطوير لحوم أرضية قائمة على الخلايا ، وقد جمع عدد قليل منها أكثر من مائة مليون دولار لكل منها من رأس المال الاستثماري. أصبح الدجاج الذي طورته Eat Just أول لحوم مستزرعة تصل إلى السوق عندما وافق المنظمون السنغافوريون في ديسمبر 2020 على بيعه.

من المرجح أن تشرف سنغافورة والجهات التنظيمية العالمية الأخرى على زراعة الأسماك في المختبر باستخدام نفس المعايير والمسارات التي يستخدمونها للدجاج ولحم البقر. الولايات المتحدة ، مع ذلك ، تميز. تشرف كل من وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) وإدارة الغذاء والدواء (FDA) على اللحوم الأرضية المزروعة ، ولكن بالنسبة للأسماك المستزرعة ، فإن إدارة الغذاء والدواء (FDA) سيكون لها الاختصاص الوحيد. تنطبق هذه القاعدة على جميع المأكولات البحرية باستثناء سمك السلور ، نتيجة لبعض التاريخ السياسي.

حتى الآن ، تخلفت المأكولات البحرية المستزرعة عن مثيلاتها الأرضية. وفقًا لمعهد Good Food ، الذي يتتبع صناعة اللحوم المستزرعة ويدافع عنها ، لا يوجد سوى حوالي 14 شركة في العالم تقوم بتطوير هذا النوع من المأكولات البحرية.

ويرى بعض علماء الأحياء أن الفجوة ترجع إلى التحيز البحثي تجاه الأنواع الأرضية. يقول Main في Mote: “إنه لأمر مدهش بالنسبة لي مدى تقدم العلم مع الحيوانات البرية”. “أعتقد أن هذا لأنه أسهل: إنهم بجانبك مباشرة ، ويمكنك الوصول إلى هذه الموارد ، ويمكنك رؤية ما يحدث بسهولة حقًا. بينما مع المأكولات البحرية ، يحدث كل شيء في الماء ، لذلك عليك أولاً أن تفهم كيفية جعل الأشياء تعمل في تلك البيئة المائية ، “كما تقول.

تستفيد الأبحاث حول اللحوم الأرضية أيضًا من مجموعة محدودة نسبيًا من الأنواع. “عندما نتحدث عن الدجاج ، فإننا نتحدث عن نوع واحد من المنتجات ذات نكهة معينة” ، حسب قول رضا أوفيسيبور ، الأستاذ المساعد في Virginia Tech والمتخصص في سلامة الأغذية والزراعة الخلوية. ومع ذلك ، لكل نوع من أنواع المأكولات البحرية نكهته الخاصة ، والملمس ، وخط الخلية الذي يتطلب مجموعة فريدة من المعلمات التي تنمو فيها.

ويمكن أن يكون تطوير سلالات خلوية من هذه الأنواع بعيد المنال. يبدأ العلماء بحصاد الخلايا الجذعية البالغة أو الجنينية من الأنواع محل الاهتمام. ثم يبحثون عن خطوط الخلايا التي تتجدد ذاتيًا ، والمستقرة من جيل إلى جيل ، ويمكن أن تتمايز إلى عضلات ودهون ونسيج ضام. الهدف هو إنشاء خط خلوي خالٍ يتجدد باستمرار من تلقاء نفسه ، مما يلغي الحاجة إلى العودة إلى الأنواع المانحة.

يقوم الباحثون في البداية بزراعة الخلايا في طبقة واحدة ملتصقة بسطح قوارير صغيرة أو برامج معملية أخرى. تنمو الخلايا في وسائط غنية بالمغذيات تتكون عادةً من مزيج فريد خاص بالأنواع من الجلوكوز والأحماض الأمينية والببتيدات والأحماض الدهنية والفيتامينات والأملاح وعوامل النمو مثل الهرمونات والبروتينات المؤتلفة والسيتوكينات. استخدم العديد من الباحثين في الصناعة في البداية مكونات من مصل الأبقار في وسط نموهم ، لكن معظمهم يجربون البدائل.

تتمثل الخطوة التالية في التوسع لإنتاج ما يكفي من الكتلة الحيوية للأكل ، وقد يكون هذا أمرًا صعبًا. يجب على العلماء حث الخلايا على النمو في حجم أكبر ، مفاعلات حيوية ثلاثية الأبعاد ، حيث يتم تعليق الخلايا في بيئة نموها.

بمجرد تحقيق ذلك ، يقوم الباحثون تدريجياً بتوسيع نطاق العملية إلى مفاعلات حيوية أكبر وأكبر. يخرج اللحم الخلوي المنتج في هذه المفاعلات الحيوية طريًا ، مثل اللحم المفروم. إذا أراد الباحثون إعطاء اللحم ملمس شرائح اللحم ، فيجب عليهم إقناع الخلايا لتتحد وتنمو على سقالات صالحة للأكل.

تقدم كل خطوة من خطوات العملية مجموعتها الخاصة من التحديات. إن تطوير خطوط الخلايا ، على سبيل المثال ، يمكن أن يستهلك سنوات من ميزانية البحث والتطوير المبكرة للشركة ، كما تقول جينيفر لامي ، التي تقود جهود المأكولات البحرية البديلة في Good Food Institute. تستفيد Bluu Biosciences ومقرها برلين في هذا المجال من البحث التأسيسي لمؤسسها المشارك ، سيباستيان راكرز. كان عالم الأحياء البحرية قد أنشأ سابقًا أكثر من 80 خطًا خلويًا مختلفًا من أكثر من 20 نوعًا بحريًا مختلفًا خلال 12 عامًا مع جمعية فراونهوفر.

في مايو 2020 ، ساعدت شركة Rakers في إطلاق Bluu ، والتي تركز على الكارب الشائع وسمك السلمون الأطلسي وتراوت قوس قزح. ستكون المنتجات الأولى عبارة عن لحوم غير منظمة وخالية من السقالات محضرة في كرات ، وهي شائعة في المأكولات الآسيوية. تشكل خلايا الأسماك نصف المنتج ، بينما تشكل البروتينات النباتية ونسبة صغيرة من البروتينات غير النباتية النصف الآخر. لم تقم الشركة بعد بتذوق منتجاتها.

بالنسبة لشركة Wildtype ، وهي شركة تعمل على تطوير سمك السلمون من فئة السوشي ، فقد استغرق الأمر ثلاث سنوات لإنشاء خطوط خلوية إلى الحد الذي يمكن فيه زراعته في حالة تعليق في المفاعلات الحيوية ، كما يقول المؤسس المشارك Aryé Elfenbein. في الانتقال من الألواح الزجاجية إلى المفاعل الحيوي ، استخدم علماء Wildtype في البداية ناقلات دقيقة ، وهي عبارة عن خرز توفر مكانًا للخلايا لتعلق في ثقافة الخلية المعلقة ، للمساعدة في زيادة قدرتها على البقاء. من هناك ، انتقلت الشركة إلى زراعة الخلايا في مجموعات ، وأخيراً إلى التعليق أحادي الخلية.

يمكن لزوار غرفة التذوق في Wildtype مشاهدة كيفية إعداد طعامهم من خلال باب زجاجي – وهي فكرة لم يسمع بها أحد في صناعة اللحوم التقليدية. “هل يمكنك تخيل غرفة تذوق بجوار مسلخ؟” يسأل Elfenbein.

يعترض بعض الناس على فكرة زراعة لحومهم في المختبر ، لكن مؤسسي Wildtype يقولون إن المزيد من الوعي حول الذبح يغير ذلك. يقول جاستن كولبيك ، الذي شارك في تأسيس الشركة مع Elfenbein: “لقد تعمد الكثير من الناس غض الطرف عن كيفية صنع اللحوم والمأكولات البحرية لدينا لأننا نعلم جميعًا أنها ليست قصة رائعة”. “ظروف المسالخ سيئة السمعة لكل من العمال والحيوانات ، وعمليات تربية الأحياء المائية ليست أفضل بكثير ،” كما يقول. “ومع ذلك ، أعتقد أنه كان هناك تحول كبير فيما يتعلق بالأشخاص الذين يرغبون في معرفة المزيد والحصول على مزيد من الرؤية والشفافية فيما يتعلق بما يأكلونه.”

لصنع سلمون من فئة السوشي ، يجب أن يستخدم Wildtype السقالات ، التي تطورها الشركة داخليًا باستخدام مكونات مشتقة من النباتات. تعتبر السقالات صعبة لأنها يجب أن تعزز نمو الخلايا وتضمن الاستقرار الحراري وتوفر أيضًا الملمس المناسب للحنك البشري. يقول Elfenbein: “إن عملية تكامل الخلية مع الدعامة على نطاق واسع جدًا هي أمر غير موجود اليوم”. قضى علماء Wildtype عدة سنوات في فحص الآلاف من مرشحي السقالات بهذه الصفات. عندما وجدوا تلك التي كانت أيضًا منخفضة التكلفة وقائمة على النباتات ومتاحة على نطاق واسع وتستخدم حاليًا في إمدادات الغذاء الأمريكية ، فقد طوروا طريقة عالية الإنتاجية لإنتاجها.

مثل جميع الشركات في صناعة اللحوم المستزرعة ، يواجه Wildtype التحدي الهائل المتمثل في التوسع بطريقة مجدية اقتصاديًا. في الواقع ، لم يصنع Wildtype أكثر من بضعة أرطال من سوشي السلمون في وقت واحد.

ذلك لأن التوسع ليس مسألة بسيطة تتمثل في ضرب كل مكون في عامل. يتطلب التشغيل على نطاق أوسع معدات مختلفة وإدارة مجموعة مختلفة من معدلات نقل الحرارة والغاز ، والتحكم في الأس الهيدروجيني ، وإمدادات المغذيات والأكسجين ، وشوائب المواد الخام. يقول Ovissipour: “على نطاق أوسع ، فإن التحكم في البيئة ليس بهذه السهولة ، وأحيانًا لا تظهر الخلايا نفس الخصائص التي كانت عليها عندما كانت على نطاق أصغر”. يقول: “إذن أنت تتعامل مع إعداد مختلف تمامًا يتطلب مزيدًا من التحسين والنمذجة”.

بغض النظر عن حجم العملية ، فإن تكلفة إنتاج اللحوم المستزرعة مرتفعة بشكل فلكي مقارنة بتكلفة اللحوم التقليدية – أكثر من 20000 دولار للكيلوغرام في النهاية العالية ، وفقًا لأحد التقديرات التي أعدتها الشركة الاستشارية CE Delft لصالح Good Food Institute. لن يتغير ذلك بدون قدر هائل من البحث والتطوير ونهج زراعة الخلايا الذي يختلف اختلافًا جذريًا عن الطريقة التي ينمي بها العلماء الخلايا على مدار السبعين عامًا الماضية. يقول Kolbeck: “تم بناء صناعة الأدوية الحيوية بأكملها على حصد البروتينات التي تنتجها الخلايا والتخلص من الخلايا”. إنتاج الأجسام المضادة وحيدة النسيلة هو أحد الأمثلة على ذلك. “العكس صحيح في نظامنا: [We want to learn] كيفية تركيز كميات كبيرة من الخلايا مع إبقائها قابلة للحياة لرحلتها إلى السقالة. “

أُعيد نشر هذا المقال بعد الحصول على إذن ونشر لأول مرة في 15 نوفمبر 2021.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *