Як насправді зроблена синтетична їжа

Компанії з синтетичної їжі можуть серйозно вплинути на наше здоров'я, навколишнє середовище та економіку, але справа в тому, що ми в темряві

Мег Вілкокс
14 травня 2019 р. 13:24

Неможливий вегетаріанський бургер, що кровоточить, креветки з водоростей та веганські сири, що плавляться, проникають у ресторани та на полиці супермаркетів, пропонуючи споживачам нове покоління рослинних білків, які на вигляд, дію та смак набагато більше схожі на справжня річ, ніж будь-коли раніше.

Однак споживачі можуть не усвідомлювати, що багато з цих нових продуктів харчування виготовляються із використанням синтетичної біології - нової науки, яка застосовує принципи генної інженерії для створення форм життя з нуля.

Спочатку використовувалася для виробництва ліків, біопалива та супербактерій, призначених для поїдання розливів нафти, синтетична біологія все частіше застосовується у виробництві їжі та клітковини - від веганських гамбургерів до “павукового шовку”, корму для риб, що вирощуються, синтетичних ароматизаторів та тварин -безкоштовний яєчний білок. Каліфорнійський прискорювач, IndieBio, допомагає виділити багато з цих нових підприємств. Програми синтетичної біології охоплюють від простого редагування генів у поєднанні з процесами бродіння, до клітинного м’яса, яке культивує харчові продукти з клітин тварин в лабораторії, до застосувань генних механізмів, призначених для зміни генетики організму в навколишньому середовищі, наприклад, здатності комара поширювати малярію. Для цілей цієї дискусії ми зосереджуємось на продуктах та процесах, які покладаються на редагування генів у поєднанні з ферментацією.

Синтетичні біологи виділяють послідовності генів, які надають їжі або клітковині певні якості, такі як м'якість сиру або міцність шовку на розтяг. Часто це білок, що виробляється клітинами рослин або тварин, що надає бажану якість. Після виявлення послідовність генів цього білка хімічно створюється в лабораторії та вставляється в клітини дріжджів або бактерій. Потім, подібно до варіння пива, процес бродіння перетворює мікроби на крихітні фабрики, які масово виробляють бажаний білок - який потім використовується як харчовий інгредієнт або прядеться у клітковину. Наприклад, «Неможливий бургер» містить сконструйований гем, білок, спочатку отриманий з коренів рослин сої, який надає гамбургеру псевдо-м’ясний смак, колір і текстуру.

Більшість компаній, що використовують синтетичну біологію, все ще перебувають у стадії запуску і, можливо, не зможуть набрати сили, як і попередні застосування синтетичної біології для біопалива не змогли досягти масштабу. Але за цими продуктами стоїть мільярд доларів фінансування, і багато бажання їх досягти. І хоча багато продуктів synbio обіцяють використовувати менше природних ресурсів, подібних до клітинного «м’яса», загальна відсутність публічної інформації та прозорості багатьох компаній щодо їх процесів та того, що спричинить їх ланцюги поставок, коли їх масштабують, залишає без відповіді питання щодо безпеки і остаточна екологічна, економічна та соціальна стійкість цих продуктів.

З метою спроби знайти відповіді на деякі з цих питань, Civil Eats звернувся за коментарем до шести компаній, що використовують синтетичну біологію, а також двох галузевих асоціацій - включаючи Bolt Threads, Impossible Foods, Gingko Bioworks та IndieBio; хоча багато хто відмовився коментувати, отримані нами відповіді, а також безліч питань, які залишаються без відповіді, свідчать про те, скільки нам ще потрібно знати про потенційний вплив цієї їжі в майбутньому.

Як це працює: Рибний корм як приклад - і викликає занепокоєння

Кожен процес синтетичної біології є унікальним, але візьмемо приклад з рибних кормів на основі бактерій, вироблених KnipBio, першою компанією такого роду, яка отримала схвалення Адміністрації США з питань харчових продуктів і медикаментів (FDA) як GRAS («загальновизнане як безпечне»). KnipBio використовує мікроб, який зазвичай зустрічається на листі, що природним чином виробляє каротиноїди, антиоксиданти, які можуть бути життєво важливими для здоров'я риб.

Завдяки простим редагуванням генетичного складу бактерій, генеральний директор KnipBio Ларрі Файнберг каже, що він може "підняти або відкинути клапани, щоб зробити цікаві речі", як варіації каротиноїдів. Далі він ферментує мікроорганізми в резервуарі, подаючи їм метанол - спирт, що отримується з метанового газу - або побічні продукти кукурудзяних відходів, щоб стимулювати їх до розмноження та утворення каротиноїдів. Потім ферментовані бактерії пастеризують і сушать, що, за словами Фейнберга, вбиває їх, і формують у борошно, яке подрібнюють у рибний корм. Для вдосконалення цього процесу KnipBio знадобилося п’ять років.

Критики заявляють, що небезпека синтетичної біології полягає в потенційному викиді генно-відредагованих організмів у дику природу, впливі на здоров'я людини та порушенні діяльності сільськогосподарських спільнот, якщо розроблена їжа або клітковина витіснять натуральні продукти.

Ребекка Берджесс, засновниця Fibershed, яка минулої осені підготувала з ETC Group звіт про небезпеку одягу, виготовленого з генетично модифікованих або похідних від синбіо матеріалів матеріалів, ставить під сумнів ефективність методів, щоб захищений від генів матеріал не потрапляв у навколишнє середовище. "Проблема полягає в тому, що вони використовують основні форми життя, які швидко ростуть і швидко передають гени, і вони не розглядають майбутнє генетичного забруднення".

Файнберг відповів на це занепокоєння, сказавши, що забезпечення загибелі мікробів перед виходом за межі лабораторії є "мікробіологією 101", як пастеризація молока. Тим не менше, "має бути і буде надмірність безпеки, вбудована в захист під час промислової біотехнологічної операції", додає він. Крім того, Фейнберг каже, що дослідження показують, що модифіковані бактерії, як правило, повертаються до свого "дикого типу", коли їх більше не поселяють в оптимізованих умовах, створених в лабораторії.

Пірс Міллет, віце-президент з питань безпеки та безпеки в iGem, неприбутковій організації, яка проводить глобальний конкурс синтетичної біології, погоджується. «Однією з найбільших проблем синтетичної біології є привласнення нових рис протягом кількох поколінь [які зазвичай тривають дні чи тижні]. Майже у кожному випадку зміни, які ви робите, роблять ці організми менш придатними для природного середовища ".

Цей виклик залишає Майкла Тлусті, доцента кафедри стійкості та харчових рішень з Університету Массачусетсу, Бостон, "з обережністю і оптимізмом" щодо того, що синтетична біологія матиме корисні програми, наприклад, створення альтернативних кормів для риб, щоб зменшити тиск на кормових риб. Тлусті також зазначає: "Ми вже давно редагуємо бактерії в медичному плані, наприклад, для інсуліну".