La población mundial está creciendo a un ritmo mayor desde el año 2000. Al momento de escribir este artículo (06/2022), se estima que la población mundial es de 8 mil millones, según las Naciones Unidas. El número seguirá aumentando a 8.500 millones para 2030 y aumentará aún más a 10.000 millones para 2050. Por supuesto, esto significa más bocas que alimentar. Pero, ¿cómo vamos a responder a la demanda de más alimentos? La carne debe abordarse estratégicamente por algunas razones. En los países occidentales, la carne se mantiene estable en el 30% como parte de la dieta. En los países en desarrollo, la tasa de consumo de carne se está disparando. Los animales como las vacas y los cerdos para carne requieren más recursos, incluidos alimentos, agua, combustible y tierra. Para empeorar las cosas, la presión sobre estas cosas está aumentando constantemente.
Por lo tanto, la cría de ganado puede no ser una solución sostenible a largo plazo para satisfacer la demanda de carne. Una solución a este problema es la carne cultivada o de laboratorio. Para ser claros, la carne cultivada es carne hecha de animales reales. La carne cultivada se produce cultivando células animales (típicamente de vaca o cerdo) y cultivándolas en un laboratorio. Pero, ¿por qué carne cultivada? Hay muchas respuestas a esta pregunta, de verdad. Pero en términos de sustentabilidad, la carne cultivada ayuda a eliminar la necesidad de criar, sacrificar y procesar animales de granja.
La primera carne cultivada en laboratorio comestible fue producida en 2013 por Mark Post en forma de hamburguesa de carne. La hamburguesa costó $ 330, 000 y tomó un par de años producirla. Bueno, no es sorprendente para un alimento producido por una tecnología relativamente nueva. En 2020, la empresa emergente Eat Just vendió los primeros “bocados de pollo” de carne de pollo cultivados en laboratorio en Singapur. La producción de esta carne cultivada solo toma 14 días, 31 días más rápido que los pollos criados tradicionalmente. ¡Y solo cuesta $17!
CÓMO SE PRODUCE LA CARNE CULTIVADA
Desde la hamburguesa de carne cultivada en 2013, muchas empresas nuevas han ingresado al mercado de la carne cultivada. Hoy en día, se están desarrollando varios productos cárnicos cultivados. A principios de 2021, se habían establecido 60 empresas emergentes en todo el mundo.
En la actualidad, la tecnología de la carne cultivada se encuentra todavía en una etapa inicial. Por esta razón, se deben abordar varios factores. Primero, tiene que haber un alto nivel de aceptación del consumidor. El color, el sabor, la textura y la palatabilidad del producto deben ser similares a los de la carne cultivada convencionalmente. Otro factor es cómo reducir el precio de mercado para que sea asequible. Aunque se han hecho esfuerzos desde 2013 para que esto sea posible.
Entonces, ¿cómo se produce exactamente la carne cultivada?
Cosecha de músculo
La carne cultivada está hecha de animales reales. La producción comienza con la obtención de una muestra de músculo del animal. De aquí se extraen las células madre de la muestra obtenida. Las células madre son la materia prima especial del cuerpo porque tienen la capacidad de autorrenovarse. Esto significa que tienen el potencial de dividirse y convertirse en diferentes tipos de células (células musculares y grasas, por ejemplo). En este caso, son los que se convertirán en carne. La recolección de células madre se realiza principalmente a través de una biopsia en un animal bajo anestesia. Alternativamente, las células madre también pueden obtenerse de cultivos crioconservados (cultivos congelados obtenidos de una investigación anterior).
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cultivo de células madre
Una vez que las células madre se han extraído con éxito, se colocan en una placa de Petri y se sumergen en un medio de cultivo para permitirles proliferar y multiplicarse. El medio de cultivo está cuidadosamente formulado para contener los nutrientes necesarios, incluidos carbohidratos, proteínas y grasas. En algunas formulaciones, el medio de cultivo puede contener aditivos como esteroides o proteínas especiales para factores de crecimiento adicionales.
Se sabe que el medio óptimo contiene suero bovino fetal (FBS), un suero derivado de la sangre de un ternero fallecido que es limitante. Usando este medio de cultivo específico, más de un billón de células pueden crecer. Las fibras que se forman están conectadas a una estructura similar a una esponja que las nutre y las estira mecánicamente. Esto aumenta su tamaño y contenido de proteína.
Esto es lo que sucede exactamente durante el cultivo:
Las células consumen los nutrientes del medio. Cuando los nutrientes son suficientes, comienzan a dividirse y su población aumenta de manera exponencial.
A medida que las fibras musculares comienzan a contraerse, el nivel de pH o acidez cae debido a la acumulación de ácido láctico. El pH del entorno de crecimiento debe ser óptimo para permitir que las células absorban los nutrientes y proliferen. Para mantener bajo control el pH del medio ambiente y la concentración de nutrientes, el medio de cultivo se repone periódicamente.
Colocación de células madre en andamios
Luego, las células madre se colocan en andamios, que luego se colocan en un biorreactor. Los andamios son predominantemente derivados de animales, colágeno y gelatina, por ejemplo. Están hechos de materiales biodegradables y comestibles para la seguridad del consumidor. Los andamios son moldes que fomentan y facilitan el crecimiento de las células en fibras musculares. Lo logran manipulando la geometría del tejido en crecimiento, así como la distribución del tipo de célula. Además, los andamios también desempeñan un papel para garantizar una distribución suficiente de nutrientes y oxígeno.
Los andamios vienen en diferentes formas. El más simple son los microportadores. Permiten escalar eficientemente las células adherentes. Otro tipo es el andamio poroso, que es económico de usar. Proporciona una estructura estable para el crecimiento celular, y la distribución de los tamaños de los poros se puede ajustar para sesgar simultáneamente la diferenciación celular en la dirección deseada al mismo tiempo que permite el transporte adecuado de oxígeno, nutrición y desechos. El andamio de bioimpresión 3D proporciona estructuras definidas en varias dimensiones con un control preciso sobre el posicionamiento de células y biotintas. Este trabajo analiza los andamios con más detalle.
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Células en carne
La producción de carne cultivada continúa en un biorreactor. Un biorreactor es un recipiente o máquina grande en el que se controlan factores ambientales como la temperatura y el pH para optimizar el crecimiento celular (proliferación o diferenciación). En este punto, mientras se bañan en un líquido nutritivo en el biorreactor, las células se convierten en láminas de carne. Dado que son delgadas, las láminas requieren procesamiento en piezas más grandes.
Hay dos formas de cultivar células: sistemas continuos y por lotes. En un sistema continuo, existe un procedimiento continuo de inoculación y recolección de células para asegurar que las células estén siempre presentes en el biorreactor. Mientras que en los sistemas por lotes, las células se inoculan, cultivan y cosechan, todo en el mismo período.
Procesamiento de carne cultivada
Las láminas de carne cultivada resultantes se retiran del biorreactor. Se procesan en rodajas más gruesas para imitar la carne real. Dependiendo del producto, se mezclan aditivos como grasa, saborizantes y colorantes para producir un producto que se ve y sabe como carne cultivada tradicionalmente.