Учёные нашли способ выращивать мясо на пивных дрожжах — дёшево и экологично

Две крупные проблемы современной пищевой индустрии неожиданно получили шанс на совместное решение. С одной стороны, пивоваренные предприятия ежегодно производят огромные объёмы отходов, требующих переработки или утилизации. С другой — культивированное мясо до сих пор остаётся слишком дорогим для массового рынка. Исследователи University College London нашли способ объединить эти направления, превратив пивную дробину в основу для выращивания мясных клеток. Технология получила неофициальное название из пинты в тарелку и способна сделать производство лабораторного мяса значительно дешевле, экологичнее и доступнее.

Пивная дробина образуется на одном из ключевых этапов варки пива. После извлечения из солода сахаров, ароматических веществ и красящих компонентов остаётся влажная масса из оболочек и растительных волокон зерна. Несмотря на то что этот материал богат белком, клетчаткой и полезными органическими соединениями, большая его часть не используется в пищевой промышленности. Часть дробины отправляется на корм животным, однако значительные объёмы оказываются на полигонах. Там органические остатки разлагаются и становятся источником выбросов метана, одного из наиболее активных парниковых газов.

Новая технология позволяет превратить этот побочный продукт в ценное сырьё для производства пищи будущего. Исследователи применили бактериальную ферментацию. На подготовленную дробину высаживаются микроорганизмы, известные по производству комбучи. В процессе жизнедеятельности бактерии синтезируют целлюлозу, используя содержащиеся в отходах питательные вещества. Постепенно формируется лёгкая пористая структура, напоминающая природный каркас тканей живого организма. Именно такой каркас, называемый скаффолдом, необходим для роста клеток культивированного мяса.

После получения целлюлозной матрицы на неё наносятся животные клетки. Это могут быть мышечные и жировые клетки говядины, свинины или курицы. Благодаря пористой структуре клетки легко прикрепляются к поверхности, получают доступ к питательным веществам и начинают активно размножаться. В результате постепенно формируется ткань, близкая по структуре к натуральному мясу.

Существующие технологии обычно используют другие виды скаффолдов. Наиболее распространены коллагеновые основы животного происхождения и синтетические полимерные материалы. Коллаген остаётся дорогостоящим компонентом и связан с использованием животных ресурсов. Синтетические материалы часто требуют дополнительной обработки и не всегда подходят для употребления в пищу. Бактериальная целлюлоза, полученная из пивной дробины, лишена этих недостатков. Она полностью съедобна, биоразлагаема, производится из отходов и отличается низкой себестоимостью.

Особое внимание уделялось текстуре будущего продукта. Для проверки использовалась так называемая жующая машина — устройство, способное воспроизводить механические нагрузки, возникающие во время пережёвывания пищи. Аппарат анализировал жёсткость, упругость, эластичность, липкость и устойчивость структуры к разрушению. Целлюлозный каркас показал характеристики, близкие к натуральной мышечной ткани. Материал не превращался в кашеобразную массу и не демонстрировал чрезмерной плотности, характерной для некоторых экспериментальных аналогов.

Экономический эффект может оказаться не менее важным, чем технологический. Сегодня высокая стоимость культивированного мяса обусловлена дорогими питательными средами, оборудованием и материалами для выращивания клеток. Использование отходов пивоварения резко сокращает расходы на создание каркасов. Пивоварни заинтересованы в передаче дробины переработчикам, поскольку это позволяет снизить собственные затраты на утилизацию. Себестоимость такого скаффолда оказывается в 20–30 раз ниже по сравнению с коллагеновыми и синтетическими аналогами. При масштабировании производства стоимость килограмма культивированного мяса может снизиться до уровня традиционных мясных продуктов.

Интерес к разработке проявили представители пивоваренной отрасли. Крупные компании, включая AB InBev и Heineken, рассматривают новую технологию как возможность превратить отходы в дополнительный источник дохода. Несколько предприятий уже участвуют в переговорах о создании пилотных производств рядом с существующими пивоваренными мощностями. Такой подход дополнительно сокращает логистические расходы и позволяет выстроить практически замкнутую производственную цепочку.

На рынке уже существуют альтернативные решения для создания скаффолдов из растительного сырья. В качестве основы рассматриваются рисовая шелуха, банановая кожура, овсяная солома и другие сельскохозяйственные остатки. Однако пивная дробина демонстрирует ряд преимуществ. Она доступна круглый год, производится в огромных объёмах, обладает подходящим составом для роста бактерий и не имеет ярко выраженного собственного вкуса, который мог бы повлиять на характеристики готового продукта.

Экологическая составляющая проекта выглядит не менее впечатляюще. Использование пивной дробины сокращает объём пищевых отходов, уменьшает выбросы метана и снижает потребность в традиционном животноводстве. Производство культивированного мяса требует меньше воды, земли и кормов по сравнению с выращиванием сельскохозяйственных животных. Дополнительным преимуществом становится сокращение общего углеродного следа пищевой индустрии.

Тем не менее технология пока находится на стадии активной доработки. Для промышленного внедрения необходимы дальнейшие исследования, оптимизация производственных процессов и значительные инвестиции. Кроме того, предстоит решить вопросы вкусовых особенностей бактериальной целлюлозы и преодолеть настороженное отношение части потребителей к продуктам, созданным на основе переработанных отходов.

В ближайшие два года University College London планирует запустить пилотную линию по производству новых скаффолдов. Одновременно ведётся сотрудничество с компаниями Upside Foods и Eat Just для тестирования материала в реальных условиях выращивания клеток. При успешном развитии проекта первые коммерческие продукты могут появиться уже к концу десятилетия. Параллельно исследуются и другие виды отходов, включая кофейную гущу и остатки переработки сои.

История с пивной дробиной показывает, насколько быстро меняется современная пищевая индустрия. То, что ещё недавно считалось бесполезным отходом, превращается в основу для производства высокотехнологичных продуктов. Если технология подтвердит свою эффективность в промышленных масштабах, связь между кружкой пива и стейком действительно окажется гораздо теснее, чем можно было представить всего несколько лет назад.