Máte chuť na „kultivované mäso“? Geneticky modifikované potraviny a ich dopad na zdravie obyvateľstva

Branislav Krasnovský
25. februára 2021   História

Syntetické a umelé potravinové výrobky sú potravinárske výrobky vo všeobecnosti s vysokým obsahom bielkovín. Sú vyrábané technologickými metódami z takých látok, ako sú bielkoviny alebo ich zložky – aminokyseliny, sacharidy, tuky, vitamíny a stopové prvky. Syntetické a umelé potravinové výrobky sa snažili napodobniť prírodné potravinové výrobky svojím vzhľadom, chuťou a vôňou. Tieto potravinové výrobky sú odvodené od chemicky syntetizovaných potravinových látok. Moderná syntetická organická chémia v zásade už pred niekoľkými desaťročiami umožňovala syntézu potravín aj z chemických prvkov, avšak zložitosť syntézy vysokomolekulárnych zlúčenín, ktoré zahŕňajú potravinové biopolyméry, najmä proteíny a polysacharidy (škrob a celulóza), robila výrobu syntetických potravinárskych výrobkov ekonomicky veľmi náročnou, a to približne až do prelomu tisícročia.

Z tohto dôvodu sa syntetizovali hlavne zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, ako sú vitamíny a aminokyseliny. Syntetické aminokyseliny a ich kombinácie sa pridávali a pridávajú do prírodných potravinových produktov na zvýšenie ich obsahu bielkovín a používajú sa tiež pri dietoterapii, napríklad pri intravenóznej výžive pacientov, keď je bežné stravovanie ťažké alebo nemožné.

Svet dnes nedokáže zabezpečiť prísun kompletných potravinových bielkovín obsahujúcich všetky esenciálne aminokyseliny všetkým obyvateľom. Ich nedostatkom trpia takmer tri štvrtiny obyvateľov Zeme, najmä v Afrike a Ázii, kde sa počet obyvateľstva rýchlo zvyšuje. Ľudstvo je konfrontované s problémom nájsť bohaté, dostupné a lacné zdroje kompletných bielkovín na obohatenie prírodných potravín a na výrobu nových umelých potravinových bielkovín.

V minulosti sa ako základ umelých potravinárskych výrobkov používali bielkoviny z dvoch hlavných zdrojov. Jedným z týchto zdrojov boli tradičné rastlinné a živočíšne potraviny. Patrili sem sójové bôby, arašidy, slnečnicové semená, bavlníkové semienko, sezam, repka olejná a múčka z týchto semien, hrach, pšeničný lepok a zelené listy a iný zelený materiál z rastlín. Použité živočíšne bielkoviny boli odvodené od kazeínu, odpadkových rýb a ďalších morských zdrojov. Ďalším hlavným zdrojom boli syntetizované mikroorganizmy, najmä kvasinky. Kvasinky syntetizujú bielkoviny pozoruhodnou rýchlosťou a môžu rásť na potravinárskych médiách, ako je cukor, mladina a olejové koláče, ale aj na nepotravinových pôdach, ako sú ropné uhľovodíky. Kvasinky sa tak ukazujú byť prakticky nevyčerpateľným zdrojom umelých potravinárskych výrobkov.

Široké využitie mikrobiologických zdrojov si však vyžadovalo vývoj účinných metód na získavanie a spracovanie vysoko purifikovaných proteínov a vyžaduje si tiež dôkladný lekársky a biologický výskum. V tejto súvislosti je potrebné poznamenať, že bielkoviny z kvasiniek pestovaných na poľnohospodárskych odpadoch a ropných uhľovodíkoch sa používajú hlavne vo forme výživných kvasníc, doplnku výživy pre hospodárske zvieratá.

Krátko z histórie

Myšlienka odvodzovania syntetických potravinárskych výrobkov z chemických prvkov a získavania umelých potravinárskych výrobkov z nižších organizmov rozvinuli koncom 19. storočia D. I. Mendelejev a P. E. M. Berthelot, jeden zo zakladateľov syntetickej chémie. Prvé úspešné pokusy so syntetickými potravinami vykonávali počas I. svetovej vojny Nemci, ktorým chýbali nielen základné potraviny, ale aj suroviny potrebné pre vojenskú výrobu. Nemci vytvorili pre obyvateľstvo aj umelú náhradu masla – margarín.

Praktická výroba syntetických potravín však bola de facto možná až v 50. rokoch 20. storočia a to vďaka pokroku v molekulárnej biológii, biochémii, fyzikálnej a koloidnej chémii a fyzike. Vylepšila sa technológia spracovania polymérových vlákien a boli vyvinuté vysoko presné fyzikálno-chemické metódy na analýzu viaczložkových zmesí organických zlúčenín.

Výrobe syntetických potravín sa v čase bipolárneho sveta a Studenej vojny venovali vedci oboch súperiacich blokov. V ZSSR sa rozsiahly výskum umelých potravinových bielkovín začal v 60. a 70. rokoch z iniciatívy akademika A. N. Nesmejanova z Ústavu heteroorganických zlúčenín Akadémie vied ZSSR. Tento výskum sa rozvinul do troch hlavných smerov.

Sovietski vedci navrhli ekonomicky uskutočniteľné metódy na získanie izolovaných proteínov, ako aj aminokyselín a ich kombinácií z rastlín, zvierat a mikrobiálnych zdrojov. Začali vyvíjať spôsoby výroby kombinácií proteínov a proteínových a polysacharidových komplexov do formy umelých potravinárskych výrobkov, ktorých štruktúra a vzhľad sa podobajú tradičným potravinovým výrobkom.

Nakoniec sa začali študovať prírodné vône potravín a vyvíjali sa metódy umelého obnovenia ich zloženia. Metódy vyvinuté na získanie purifikovaných proteínov a kombinácií aminokyselín sú rovnaké pre všetky typy zdrojov.

Bielkoviny a ďalšie zložky buniek (polysacharidy, nukleové kyseliny a komplexy lipidov s vitamínmi) sa postupne začali extrahovať frakčným rozpustením a vyzrážaním. Proteíny sa štiepili enzymatickou alebo kyslou hydrolýzou a hydrolyzát vytváral kombináciu aminokyselín. Štúdie texturizácie umožnili vyrobiť z kombinácie proteínov a komplexov bielkovín a polysacharidov všetky základné štrukturálne prvky prírodných potravinových produktov: vlákna, membrány a rehydratovateľné texturované fólie vyrobené z makromolekúl. Boli tiež vyvinuté spôsoby výroby umelého kaviáru a potravín, ktoré simulujú mäso, zemiaky, výrobky z makarónov a krúpy.

Umelé mäso, vhodné na akýkoľvek spôsob kulinárskej prípravy, sa začalo vyrábať extrúziou (pretláčaním cez matricu) a mokrým zvlákňovaním bielkovín, ktoré sa upravovali na vlákna, tie sa následne impregnovali proteínovým spojivom a lisovali do požadovaného tvaru približne tak, ako to pamätníci zaregistrovali v známej francúzskej komédii s Louis de Funesom s názvom „Krídelko alebo stehienko“. Umelé vyprážané zemiaky, vermicelli, ryža, celá pohánka a iné nemäsové výrobky sa získavali kombináciou bielkovín s prírodnými potravinovými materiálmi a takými želírovacími látkami, ako sú algináty, pektíny a škrob.

Mimo ZSSR prvé patenty na výrobu umelého mäsa a mäsových výrobkov zo sójových, arašidových a kazeínových bielkovín získali v USA spoločnosti Anson, Pader a Boyer v rokoch 1956 až 1963. V USA, Japonsku a Veľkej Británii sa následne vyvinul nový priemysel na výrobu mnohých umelých potravinárskych výrobkov. Patrili sem vyprážané a mleté mäso, mäsové aspiky, bujóny a karbonátky, klobásy, párky a ďalšie mäsové výrobky. Medzi ďalšie vyvinuté umelé potraviny patril chlieb, makaróny a výrobky z krúp, mlieko, smotana, syry, cukríky, bobule, nápoje a zmrzlina.

V USA, kde sa vypestovalo už v polovici 20. storočia takmer 75 percent svetovej produkcie sóje, dosiahla výroba umelých potravinárskych výrobkov zo sójových bielkovín množstvo v státisícoch ton. V Japonsku a Veľkej Británii sa umelé potravinové výrobky vyrábali predovšetkým z rastlinných bielkovín. Príprava umelého mlieka a syrov zo zelených listov sa začala experimentálne vo Veľkej Británii a výroba umelých potravinárskych výrobkov sa postupne realizovala aj v ďalších krajinách. Podľa zahraničných štatistík do roku 1990 predstavovala výroba umelých potravinárskych výrobkov v ekonomicky rozvinutých krajinách 10 – 25 percent výroby tradičných potravinárskych výrobkov.

Genetika a bunkové inžinierstvo určujú moderné trendy

Dnes, keď bunkové inžinierstvo a genetika výrazne pokročili dopredu, držia prím vo výrobe bunkového mäsa Izraelčania, Holanďania, Číňania a Američania. Bunkové mäso sa vyrába pomocou techník klonovania a tkanivového inžinierstva, ktoré sa tradične používajú v regeneratívnej medicíne. Počiatky pestovania mäsa v priemyselnom prostredí sa datujú do 50. rokov 20. storočia, keď holandský chemik Wiliam Vane Eelen prišiel s koncepciou „kultivovaného mäsa“. Pracoval na kultivácii svalových vlákien in vitro. V roku 1971 Russel Ross kultivoval aortu morčiat, pričom hladký sval sa pestoval v bunkovej kultúre 8 týždňov. Vypestované bunky si zachovali morfológiu hladkého svalstva vo všetkých fázach ich rastu.

V roku 1991 podal Jon F. Vein v USA patent USA 6 835 390 B1 na výrobu mäsa vyrobeného bunkovým inžinierstvom pre ľudskú spotrebu. Pri tejto výrobe sa svalové a tukové bunky pestovali integrovaným spôsobom s cieľom vytvoriť hovädzie mäso, hydinu či ryby.

Koncept bunkovo pripraveného mäsa spopularizoval Jason Matheny začiatkom roku 2000 a spoločnosť New Harwest, ktorá je považovaná za prvú neziskovú organizáciu na svete zameranú na podporu výskumu a výroby mäsa in vitro.

V roku 2002 dermatológ Wiete Westerhof z Amsterdamskej univerzity, Willem van Eelen a podnikateľ Willem van Kooten oznámili, že si podali celosvetový patent na postup výroby kultivovaného mäsa, pri ktorom sa matrica z kalogénu naočkuje do svalových buniek, ponorí sa do roztoku a následne indukovane rozdelí. Experimenty s kultivovaným mäsom začala uskutočňovať aj NASA, ktorá chcela kultivované mäso poskytnúť astronautom. Vedci NASA dokázali kultivovať segmenty zlatých rybiek a morčacie bunky.

V toku 2003 Cron Atts a Ionat Zurr z Harvard Medical School vyrobili prvý steak široký niekoľko centimetrov, vypestovaný z kmeňových buniek žaby a následne ho pred kamerami aj pripravili a skonzumovali.

V roku 2008 ponúkla organizácia PETA cenu 1 milión USD spoločnosti, ktorá dokáže laboratórne vyrobiť kuracie mäso, ktoré by bolo na nerozoznanie od pravého kuracieho mäsa a vyrobiť toto mäso v dostatočnom množstve a prijateľnej cene. Do roku 2012 sa túto úlohu splniť nepodarilo, holandskí vedci však v roku 2009 vytvorili kultivované mäso z buniek ošípanej.

V roku 2013 Mark Post, profesor na univerzite v Maastrichte vykonal prvýkrát test koncepcie kultivovaného mäsa a vytvoril prvú hamburgerovú placku vypestovanú geneticky priamo zo svalových buniek. Spoločnosť Super eat si otvorila v Tel Avive laboratórnu reštauráciu s názvom „The Chicken“ a testuje reakcie spotrebiteľov na ich „Chicken Burger“. V Singapure predáva „kultivované mäso“ americká spoločnosť Eat Just. Marketing venuje tomuto odvetviu výraznú pozornosť, snaží sa osloviť najmä mladú generáciu pojmami ako „zdravé mäso“, „mäso vytvorené bez zabitia zvieraťa“, „laboratórne vypestované mäso“, „kultivované mäso“. Spoločnosť Good Food Institute v roku 2016 uviedla, že v spoločnosti sa najlepšie presadil pojem „kultivované mäso“, tento pojem má vysoký stupeň neutrality a je príťažlivý aj pre spotrebiteľov.

Burger z „kultivovaného mäsa“ potom v živom vysielaní v Londýne 5. augusta 2013 pripravil šéfkuchár Richard Mc Geown z Couchs Great House Restarant a tento burger potom skonzumovali Hanni Rützlerová, výskumníčka v oblasti potravín zo štúdia Future Food Studio a jeho kolega Josh Schonwald. Obaja uviedli, že rozdiely v porovnaní so skutočným mäsom sú minimálne, konzistencia a vzhľad sú na nerozoznanie od skutočného mäsa a môžu „kultivované mäso len odporučiť“.

V roku 2017 spoločnosť Memphis Meats zo Silicon Valley vyrobila kultivovanú hovädziu fašírku, kuracie a kačacie mäso. Izraelská spoločnosť SuperMeat ponúka od roku 2016 kuracie mäso a spoločnosť Finless Foods vyrába bunkovou technológiou rybacie mäso, od roku 2019 výroba „kultivovaných rýb značne vzrástla.

Od roku 2018 spoločnosť Eat Just, založená v roku 2011 ako Hampton Creek v San Franciscu zamestnáva 55 vedcov a 130 zamestnancov a vyvíja laboratórne bravčové, hovädzie mäso a hydinu. Do projektu vstúpil aj čínsky miliardár Li Ka-Shing, spoločnosť Yahoo či spoločnosť Heineken. Holandská spoločnosť Meatable tvrdí, že dokáže pestovať mäso z kmeňových buniek pupočníkových šnúr zvierat, ktoré dokáže geneticky upraviť na svalové a tukové bunky. Ochrancovia prírody sú nadšení – pri geneticky „kultivovanej výrobe mäsa“ nezahynie žiaden živý tvor. Spoločností vyrábajúcich „kultivované mäso“ od roku 2013 pribúda v EÚ, Japonsku, Číne, USA, Kanade či Izraeli.

Doba kultivovaného mäsa sa neúprosne približuje

V EÚ musia dnes mäsové výrobky z kultivácie prechádzať testovacím obdobím v trvaní asi 18 mesiacov a spoločnosť musí Európskemu úradu pre bezpečnosť potravín (EFSA) dokázať, že ich výrobok je bezpečný. V Singapure už sú „kuracie sústa“ spoločnosti Eat Just v predaji a je otázkou času, kedy sa „kultivované mäso“ objaví v širšej miere aj na Západe, bavíme sa pritom o horizonte 10 rokov.

Čo sa týka zdravotného dopadu „kultivovaného mäsa“ na zdravie obyvateľstva, názory odborníkov a vedcov vyrábajúcich „kultivované mäso“ sú zrejmé. Odborníci, ktorí „kultivované mäso“ vyrábajú tvrdia, že takéto mäso je zdravšie, nie je kontaminované antibiotikami či rastovými hormónmi, eticky je prijateľné, pretože nezahynie žiadne zviera. Je však pravdepodobné, že okrem „kultivovaného mäsa“ bude k dispozícii pre elitu spoločnosti aj skutočné mäso so živých zvierat, z dôvodov ochrany životného prostredia však budú tieto chovy obmedzené a cena za mäso skutočných zvierat bude veľmi vysoká.

Väčšina obyčajnej spoločnosti sa pravdepodobne bude musieť uspokojiť s „kultivovaným mäsom“, alebo, ak nebude tomuto mäsu dôverovať, tak bude môcť výrazne obmedziť či dokonca vynechať zo svojho jedálnička „kultivované mäso a mäsové výrobky“, vyrábané genetickým či bunkovým spôsobom.

PDF (formát pre tlač)