اختراعات مهم تاریخ
گوشت مصنوعی

گوشت مصنوعی

WO1999031222A1
ویلم ون ایلن

در آینده‌ای نه‌چندان دور، برای خرید گوشت در سوپرمارکت‌ها، با دو گزینه روبه‌رو خواهیم بود که مزه و محتوای کاملاً مشابهی داشته و برای تولید یکی از آن‌ها، حیوانی نیز کشته نشده است. فناوری تولید گوشت مصنوعی، در حال ‌توسعه بوده و صاحب‌نظران پیش‌بینی می‌کنند که این فناوری جدید، معضلات زیست‌محیطی، بهداشتی و اقتصادی تولید گوشت به روش معمول را رفع می‌نماید. استارت‌آپ‌های فعال در این حوزه، معتقدند که تا ده سال آتی، گوشت مصنوعی با قیمتی رقابتی و در بازه ۳۵۰۰ تا ۵۵۰۰ دلار به ازای هر تن، روانه بازار خواهد شد. گفتنی است، از آنجاکه برای تولید گوشت آزمایشگاهی، هیچ حیوانی کشته نمی‌شود، به آن گوشت تمیز نیز اطلاق می‌شود.

بر اساس پیش‌بینی‌ها، جمعیت جهان در سال ۲۰۵۰، قریب به ۹.۸ میلیارد نفر خواهد بود. روند رو به رشد جمعیت، در کنار حجم عظیم منابع مصرفی، مانند آب و زمین و همچنین آلودگی‌های زیست‌محیطی، از جمله انتشار گازهای گلخانه‌ای که در نتیجه دامپروی ایجاد می‌گردد، بر اهمیت این فناوری نویدبخش می‌افزاید. برآوردها حاکی از آن است که برای تولید یک کیلوگرم گوشت، بیش از ۱۳۰۰۰ لیتر آب مورد نیاز بوده که شاید در سال ۲۰۵۰، این میزان آب برای تولید گوشت مورد نیاز قریب به ده میلیارد نفر، در دسترس نباشد! همانند فناوری اصلاح ژنتیک کریسپر که یکی از چشم‌اندازهای آن، تولید بیشتر غذا در جهان است، در برابر فناوری تولید گوشت مصنوعی نیز موضع‌گیری‌های مختلفی صورت گرفته است. در واقع، فکر کردن به این موضوع که گوشت مصرفی شما به‌جای دام ذبح‌شده‌ای که در مزرعه پرورش داده شده، مستقیماً از آزمایشگاه تأمین گردد، کمی عجیب به نظر می‌رسد. با این وجود، سرمایه‌گذاری شرکت‌ها و اشخاص مطرح، از جمله «بیل گیتس»، «سرگئی برین» مؤسس گوگل و «سر ریچارد برنسون» کارآفرین و میلیاردر معروف در این حوزه، شایان توجه است. اگرچه برخی از این افراد، از جمله برین، انگیزه خود را حمایت از حقوق حیوانات بیان داشته‌اند، ولی به نظر می‌رسد که این فناوری، می‌تواند صنعتی با درآمدی کلان و وصف‌ناپذیر داشته و طیف گسترده‌ای از تأثیرات را در زندگی بشر به دنبال داشته باشد.

فرایند کشت گوشت مصنوعی، کاملاً مشابه با رشد بافت گوشتی دام است، با این تفاوت که در فرایند مذکور، رشد سلول‌ها خارج از بدن دام اتفاق می‌افتد. اولین گام برای تولید گوشت مصنوعی، گرفتن سلول‌های بنیادی عضله حیوان، است. عملکرد این سلول‌ها در بدن حیوان، ایجاد بافت عضلانی در هنگام جراحت بوده که دانشمندان از این مشخصه، برای تولید گوشت مصنوعی استفاده نموده‌اند. سلول‌های مذکور، در محیط کشتی حاوی مواد مغذی و فاکتورهای دیگر رشد سلولی قرار گرفته و تا تولید تریلیون‌ها سلول از یک نمونه کوچک، ادامه می‌یابد. به منظور تبدیل این سلول‌ها به سلول‌های عضلانی، در ابتدا با کنترل فرایند تغذیه، فیبرهای اولیه عضلانی تولید شده و با قرار دادن آن‌ها در ژلی که حاوی ۹۹ درصد آب است، شکل طبیعی فیبرهای عضلانی حاصل می‌گردد. تمایل طبیعی سلول‌های عضلانی به انقباض، باعث می‌شود که به‌صورت توده درآمده و به رشته‌های بافت عضلانی تبدیل شوند.

اولین و تأثیرگذارترین اقدام عملی برای کشت و زنده نگه‌داشتن سلول در خارج از بدن، در سال ۱۹۱۲ میلادی، توسط پزشک و جراحی فرانسوی، به نام الکسیس کارل «Alexis Carrel» انجام شد. وی به‌واسطه تأمین مواد مغذی و دفع مواد زائد، توانست قطعه‌ای از بافت قلب جوجه را به مدت ۳۴ روز زنده نگه دارد. وی به تحقیقات خود در این زمینه ادامه داد و نتایج ارزشمند آن‌ها را طی مقالاتی به جامعه علمی عرضه داشت. این محقق بزرگ که در سال ۱۹۱۲ به دریافت جایزه نوبل پزشکی نائل شد، جزء اولین افراد تأثیرگذار در سیر ساخت قلب مصنوعی نیز بود و توانست اولین سیستم برای زنده نگاه‌داشتن اعضای بدن و پشتیبانی مکانیکی از جریان خون را طراحی نماید. نکته حائز اهمیت این است که هیچ‌گاه هدف وی از تحقیقات در رابطه با کشت سلولی، تولید گوشت مصنوعی برای مصرف انسان نبود.

ایده تولید گوشت مصنوعی جهت مصرف انسان، ۹۰ سال پیش برای اولین بار توسط «وینیستون چرچیل» مطرح شد. وی در نوشتاری تحت عنوان «پنجاه سال پس ‌از این» که بعدها در سال ۱۹۳۲، در کتابی به نام «افکار و ماجراجویی‌ها» منتشر شد، موضوع تولید گوشت مصنوعی را پیش‌بینی نمود. چرچیل در نوشتار مذکور بیان داشت که پنجاه سال بعد، انسان کار پرورش یک مرغ کامل به منظور استفاده از بال و ران آن را رها نموده و این اعضا را به صورت جداگانه، در محیط‌های کشت مناسب رشد می‌دهد. در سال ۱۹۴۳ نیز، نویسنده فرانسوی داستان‌های علمی تخیلی، به نام رنه بارجاول «Rene Barjavel»، کسی که برای اولین بار مفهوم سفر در زمان را نیز مطرح نمود، در یکی از رمان‌های خود به موضوع تولید گوشت مصنوعی در رستوران‌ها پرداخت.

در سال ۱۹۷۱، پاتولوژیستی آمریکایی به نام راسل روس «Russell Ross»، فیبرهای عضلانی را به صورت آزمایشگاهی کشت داد و بدین وسیله، قدم بزرگی در توسعه فناوری تولید گوشت تمیز برداشت. اما کسی که از سال ۱۹۵۰، ایده کشت سلولی به منظور تأمین غذا را در سر می‌پروراند، پزشکی به نام ویلم ون ایلن «Willem van Eelen» بود که در نهایت در سال ۱۹۹۹، موفق شد تا به آن جامه عمل بپوشاند.

 ایلن در سال ۱۹۲۳، در اندونزی که در آن سال‌ها مستعمره هلند بود، به دنیا آمد. وی در ۱۷ سالگی، طی جنگ جهانی به ارتش پیوست و به‌زودی توسط ارتش ژاپن به اسارت گرفته شد. ایلن به اردوگاه کار اجباری فرستاده شد و در آنجا مجبور به انجام کارهای سنگینی، ازجمله ساخت باند فرود برای هواپیماها بود. تغذیه حداقلی و کمبود کالری، وی را تا حد مرگ ضعیف و بیمار کرد. بعد از شکست ژاپن، آزاد شدن از زندان و مهاجرت به هلند، شرایط سخت دوران اسارت، همچنان ذهن وی را درگیر کرده بود. وی در سال ۱۹۴۸، وارد دانشکده پزشکی شد و در اوایل تحصیل، با گروهی از محققین آشنا شد که به امید ساخت بافت پوستی برای قربانیان سوختگی، از سلول‌های بنیادی برای کشت سلول‌های دیگر استفاده می‌کردند. تجربه دست‌اول او در رابطه با گرسنگی، به‌سرعت سؤالی را در ذهن او ایجاد نمود که آیا از این فناوری می‌توان برای تولید غذا نیز استفاده کرد؟! این سؤال، نقطه آغاز تلاشی چند دهه‌ای، برای به واقعیت رساندن ایده گوشت کشت‌شده در آزمایشگاه بود. ایلن به امید متقاعد کردن محققین در مورد ارزش طرحش، قسمت عمده‌ای از زمان خود را به بحث با آن‌ها صرف کرد و موفق به جلب نظر تعداد انگشت‌شماری از آن‌ها شد. مشکل بعدی، جذب سرمایه برای انجام تحقیقات بود. سرمایه‌گذاران خصوصی تمایل به تأمین مالی تحقیقاتی داشتند که برای آن‌ها با بازگشت سرمایه همراه باشد. اگرچه ایلن توسط جامعه علمی جدی گرفته نشد، اما در عین ناامیدی و سرعت‌پایین، به توسعه و عملی کردن ایده خود پرداخت و پس از قریب به نیم قرن، تلاش‌هایش برای جذب سرمایه و توسعه تکنیک تولید گوشت آزمایشگاهی به ثمر نشست. وی در ۱۸ دسامبر ۱۹۹۷، به همراه دو تن از این سرمایه‌گذاران، درخواست PCT به شماره «WO1999031222A1» را به ثبت رسانید و به‌تبع آن، درخواست‌هایی را در دفاتر ثبت اختراع اروپا، ژاپن، آلمان، استرالیا، هنگ‌کنگ و آمریکا به ثبت رسانید.

 

 

لازم به ذکر است که از سال ۱۹۹۵، ناسا نیز به امید یافتن منابع جدید غذا برای سفرهای طولانی‌مدت فضایی، پروژه‌های تحقیقاتی در خصوص کشت برون تنی گوشت را کلید زد؛ اما همچنان اراده کافی برای توسعه و تجاری‌سازی فناوری مذکور وجود نداشت. بعد از ایلن، محققان دیگری به توسعه تکنیک‌های تولید گوشت مصنوعی و ثبت پتنت برای آن پرداختند. از جمله می‌توان به پتنتی به شماره «US6835390» توسط جان وین «Jon F. Vein» اشاره نمود که در نوامبر ۲۰۰۱، برای کشت توأمان بافت‌های عضلانی و چربی، جهت تولید محصولات غذایی مانند گوشت گاو، مرغ و ماهی به ثبت رسید. طولی نکشید که ایلن پتنت خود را به این کارآفرین نامی که در صنایع مختلفی از جمله هوافضا، سرگرمی، نرم‌افزار و غذا فعالیت می‌کرد، واگذار نمود.

 وین داستان همکاری و انتقال این پتنت را این‌گونه تعریف می‌کند که بعد از انتشار پتنت او، ایلن با او تماس می‌گیرد و بعد از معرفی خودش می‌گوید که در آینده، ما دو نفر یا بهترین دوست برای هم خواهیم بود و یا بدترین دشمن! گزینه اول اتفاق افتاد و این دو برای عملی کردن ایده خود، تیمی تشکیل دادند. در نهایت، ایلن با امید به این‌که ادغام دو دارایی فکری ارزشمند مذکور، به توسعه فناوری کمک می‌نماید، پتنت خود را به وین واگذار نمود. البته ایلن در سال ۲۰۰۵، با حمایت گسترده دولت هلند در رابطه تولید گوشت آزمایشگاهی، برنامه تحقیقاتی جدیدی را آغاز نمود.

در سال ۲۰۰۸، بنیاد مردمی رعایت اصول اخلاقی در برابر حیوانات (PETA) جایزه یک میلیون دلاری را برای اولین مؤسسه‌ای که بتواند اولین گوشت آزمایشگاهی را به دست مصرف‌کنندگان برساند، در نظر گرفت. در نوامبر ۲۰۰۹، محققین تیم ایلن به موفقیت‌های بزرگی دست یافتند و با استفاده از سلول‌های خوک زنده، موفق به کشت گوشت آزمایشگاهی شدند. گویا اعضای تیم ایلن، بسیار خوش‌شانس‌تر از او بودند و یک سال بعد، سرگئی برین مؤسس گوگل، حمایت همه جانبه خود را از تحقیقات دکتر مارک پست «Mark Post»، از اعضای تیم ایلن اعلام نمود. وی در سال ۲۰۱۳، با تولید اولین همبرگر جهان با استفاده از گوشت مصنوعی، در تیتر اخبار جهان قرار گرفت. این همبرگر، توسط یکی از مشهورترین آشپزهای جهان و در رستورانی واقع در لندن پخته شد و توسط متخصصین و منتقدین حوزه غذا، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین‌گونه درهای صنعت به روی ده‌ها استارت‌آپ گشوده شد. جالب است بدانید که هزینه تولید این همبرگر، ۲۵۰۰۰۰ یورو تخمین زده شد و چالش جدید برای استارت‌آپ‌هایی که به این حوزه ورود می‌کردند، تولید گوشت به روشی کارا از لحاظ زمان و هزینه بود. شرکت «Mosa Meats»، متعلق به دکتر پست که اکنون جزء مطرح‌ترین نام‌ها در این حوزه است، برآورد نموده که در زمان فعلی، هزینه تولید یک همبرگر با گوشت مصنوعی در مقیاس صنعتی، در حدود ۹ یورو باشد. البته این قیمت، هنوز هم با قیمت یک‌یورویی همبرگرهای معمولی فاصله داشته، ولی چشم‌انداز این شرکت، حاکی از دستیابی به قیمت‌های پایین‌تر از گوشت معمولی می‌باشد.

گوشت مصنوعی در مقایسه با گوشت معمولی بسیار سالم‌تر است و می‌توان آن را به‌گونه‌ای مهندسی نمود که محتوای چربی کمتری داشته و یا چربی‌های اشباع‌نشده آن را، با چربی‌های مفیدی از جمله امگا ۳ جایگزین نمود. با افزودن فاکتورهایی به محیط کشت، انواع خاصی از ویتامین‌ها می‌توان به گوشت مصنوعی افزوده و در عین حال، هیچ محدودیتی برای طمع و مزه آن وجود ندارد. علاوه بر این، به دنبال استفاده از گوشت مصنوعی، خطر آلودگی و در نتیجه بروز بیماری‌های ناشی از غذا، از جمله انواع انگل‌ها، به‌شدت کاسته شده و خطر انتقال بسیاری از مواد خطرناک، از جمله انواع افت‌کش‌ها، آرسنیک و هورمون‌ها حذف می‌گردد.

برخلاف پرورش دام و طیور، تولید گوشت به روش آزمایشگاهی، شدیداً دوست‌دار محیط‌زیست بوده و ازلحاظ مصرف انرژی کارا است. جالب است بدانید که پرورش دام، سهم قابل‌توجهی در تولید گازهای گلخانه‌ای به‌ویژه متان دارد. چنانچه این موضوع، یکی از جنبه‌های مورد بحث در توافقات بین‌المللی کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای بوده است. تحلیل چرخه عمر گوشت، نشان می‌دهد که ۷۵ تا ۹۵ درصد غذایی که به دام داده می‌شود، به‌واسطه متابولیسم و یا رشد بافت‌های غیرخوراکی مانند استخوان‌ها، سیستم گوارشی و تنفسی مصرف شده، در حالی‌که در روش تولید آزمایشگاهی، این اتلافات به‌شدت کاهش می‌یابد. همچنین، رآکتورهای زیستی برای تولید گوشت تمیز، در مقایسه با مزارع بزرگ پرورش دام و طیور فضای بسیار کمی اشغال می‌کنند.