گوشت مصنوعی: آینده تغذیه انسان؟ همه چیز درباره گوشت آزمایشگاهی، مزایا، معایب و اهمیت آن برای اقتصاد خانوار

گوشت مصنوعی چیست و چگونه تولید می‌شود؟ این گزارش به قلم دکتر کورش حاذق جعفری، دامپزشک و کارشناس پژوهشکده صنایع غذایی و فرآورده‌های کشاورزی جامع، به بررسی گوشت آزمایشگاهی، مزایا (محیط زیست، سلامت)، معایب، چالش‌ها (هزینه، پذیرش) و نقش آن در تامین پروتئین آینده و اقتصاد خانوار می‌پردازد.

 

گوشت مصنوعی: انقلابی در راه سفره بشر؟ آینده‌ای که در آزمایشگاه متولد می‌شود

اخبار سبز کشاورزی؛ دنیای ما با چالش‌های فزاینده‌ای روبرو است؛ از رشد سرسام‌آور جمعیت تا نگرانی‌های جدی زیست‌محیطی ناشی از تامین غذا به روش‌های سنتی. در این میان، فناوری‌های نویدبخش در حال ظهورند که شاید بتوانند معادلات تامین پروتئین برای میلیاردها نفر را دگرگون کنند. یکی از این فناوری‌ها که این روزها بحث‌های زیادی را برانگیخته، گوشت مصنوعی یا همان گوشت درون‌کشتگاهی است.

محصولی که قرار است بدون نیاز به کشتار حیوانات، پروتئین مورد نیاز بدن ما را تامین کند و شاید در آینده‌ای نه چندان دور، در هایپرمارکت‌ها و قصابی‌ها در کنار گوشت طبیعی قرار گیرد. اما این گوشت شگفت‌انگیز چیست، چگونه ساخته می‌شود و چه اهمیتی برای آینده انسان، محیط زیست و به‌طور خاص، اقتصاد خانوار دارد؟ این مقاله به بررسی جامع ابعاد مختلف این پدیده می‌پردازد.

 

گوشت مصنوعی یا گوشت آزمایشگاهی چیست؟ یک تعریف ساده

گوشت مصنوعی که به آن در انگلیسی In vitro meat یا گوشت کشت شده (Cultured Meat) نیز گفته می‌شود، و با نام‌های "گوشت کشت‌ شده" یا "گوشت آزمایشگاهی" نیز شناخته می‌شود، در واقع نوعی محصول گوشتی است که به روشی کاملاً متفاوت از کشتار دام تولید می‌شود.

این گوشت از طریق کشت سلولی در یک محیط کنترل شده آزمایشگاهی تولید می‌شود. به زبان ساده، این فرآیند نوعی «کشاورزی سلولی» محسوب می‌شود که از تکنیک‌های پیشرفته‌ای مشابه آنچه در پزشکی برای بازسازی بافت‌ها به کار می‌رود، بهره می‌برد. این فناوری نوین با هدفی بسیار بزرگ در حال توسعه است: کاهش وابستگی به کشتار حیوانات و تأمین پایدار غذا برای جمعیت رو به رشد جهان.

 

چگونه گوشت مصنوعی در آزمایشگاه تولید می‌شود؟ فرآیندی علمی و دقیق

فرآیند تولید گوشت مصنوعی یا همان گوشت آزمایشگاهی، یک شاهکار مهندسی بافت و بیوتکنولوژی محسوب می‌شود و شامل چند مرحله کلیدی است:

1. برداشت سلول اولیه: در ابتدا، مقدار بسیار کمی از سلول‌ها، غالباً سلول‌های بنیادی عضلانی یا پیش‌ساز آن‌ها، از بافت یک حیوان زنده گرفته می‌شود. این کار معمولاً با استفاده از روش‌های کم‌استرس و غیرتهاجمی مانند بیوپسی انجام می‌شود تا آسیبی به دام وارد نشود. شرکت‌های مختلف از سلول‌های گاو، مرغ یا سایر حیوانات برای این منظور استفاده می‌کنند.
2. کشت سلول‌ها در محیط آزمایشگاهی: سلول‌های بنیادی جدا شده، در محیط کنترل‌شده آزمایشگاهی (in vitro) قرار می‌گیرند. این محیط درون دستگاهی به نام بیوراکتور (زیست‌رآکتور) فراهم می‌شود.
3. رشد و تکثیر سلولی: سلول‌ها در محیط کشتی مناسب قرار می‌گیرند که حاوی مخلوط خاصی از مواد مغذی (مانند شکر، نمک و پروتئین)، فاکتورهای رشد و سرم مخصوص است. با ایجاد شرایط ایده‌آل مانند دمای مناسب، اکسیژن کافی و تغذیه مداوم، سلول‌ها به گونه‌ای تحریک می‌شوند که گویی همچنان در بدن حیوان هستند. در چنین شرایطی، سلول‌ها به شکل طبیعی شروع به تکثیر و رشد می‌کنند.
4. تشکیل توده سلولی و بافت: با تکثیر سلول‌ها، یک توده سلولی بزرگ‌تر تشکیل می‌شود. برای حمایت ساختاری و زیستی از این توده و کمک به تمایز سلول‌ها به نوع خاصی از بافت (مانند عضله یا چربی)، سلول‌ها روی یک داربست خوراکی کشت داده می‌شوند. بیوراکتورها دستگاه‌هایی بسیار پیچیده هستند که دما، pH و فشار آن‌ها به دقت کنترل می‌شود تا بهترین شرایط برای رشد سلول‌ها فراهم آید.
5. تکمیل فرآیند: پس از رشد توده سلولی، مراحل دیگری نیز می‌توان برای بهبود بافت، طعم و ارزش غذایی محصول نهایی انجام داد. استفاده از روش‌های پیشرفته مانند مهندسی بافت و بیوتکنولوژی و اضافه کردن فاکتورهای رشد خاص به محیط کشت، به محققان امکان می‌دهد سرعت رشد و تمایز سلول‌ها را افزایش داده و مقادیر زیادی گوشت بدون نیاز به پرورش و کشتار حیوانات تولید کنند.

 

چرا به گوشت مصنوعی نیاز داریم؟ نگاهی به چالش‌های پیش رو

یکی از اصلی‌ترین دلایل اهمیت و لزوم توسعه فناوری گوشت مصنوعی، چالش‌های جهانی است که بشر با آن روبرو است. همانطور که می‌دانید، جمعیت جهان در کمتر از ۵۰ سال از مرز ۴ میلیارد نفر به ۸ میلیارد نفر عبور کرده است و این رشد همچنان ادامه دارد.

طبق پیش‌بینی‌ها، جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ میلادی به حدود ۷.۹ میلیارد نفر خواهد رسید. تامین غذای کافی، به‌ویژه منابع پروتئینی، برای این جمعیت رو به رشد، یک چالش بزرگ و نگران‌کننده است.

تامین پروتئین از طریق دامپروری سنتی، نیازمند منابع عظیمی از آب و خاک برای کشت علوفه است و همچنین کشتار دام موجب انتشار گازهای گلخانه‌ای قابل توجهی می‌شود؛ گازهایی که سهم آن‌ها در گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی، حتی از سهم مجموع سیستم حمل‌ونقل در جهان نیز بیشتر دانسته می‌شود.

بدیهی است که با افزایش جمعیت، به‌خصوص در قاره‌های پرجمعیت آسیا و آفریقا، سهم منابع پروتئینی سنتی برای هر فرد رو به کاهش می‌رود. از این رو، برای تامین پایدار نیازهای تغذیه‌ای و کاهش فشار بر منابع طبیعی و محیط زیست، نیازمند اقداماتی فناورانه نظیر تولید گوشت درون‌کشتگاهی هستیم.

این فناوری می‌تواند راه‌حلی برای تامین نیازهای پروتئینی جمعیت زیاد جهان بدون به خطر انداختن بیشتر محیط زیست باشد.

شکل 2- در اینفوگراف فوق می‌توانید جمعیت جهان را در سال‌های 1900، 2000 و 2050 میلادی مشاهده کنید

مقایسه گوشت مصنوعی و گوشت طبیعی: مزایا، معایب و تفاوت‌ها

گوشت مصنوعی با هدف شبیه‌سازی گوشت طبیعی تولید می‌شود، اما تفاوت‌ها و شباهت‌هایی کلیدی دارند که بر آینده و پذیرش آن تاثیر می‌گذارد:

 

سلامت و ایمنی:

• مزیت: تولید گوشت در محیط کنترل شده آزمایشگاهی، خطر تماس آن با باکتری‌های بیماری‌زا (مانند سالمونلا و E. coli) و همچنین مواد شیمیایی خطرناک مانند سموم را به حداقل می‌رساند. این می‌تواند به بهبود چشمگیر ایمنی غذایی کمک کند، چرا که بسیاری از بیماری‌های منتقله از طریق غذا ناشی از شرایط غیربهداشتی در مراکز پرورش یا فرآوری دام سنتی هستند.
• پتانسیل: امکان تولید گوشت درون‌کشتگاهی با یا بدون استفاده از هورمون‌های رشد مصنوعی وجود دارد. همچنین، می‌توان با تنظیم محیط کشت، ترکیب آن را بهینه‌سازی کرده و محصولاتی با خواص تغذیه‌ای بهتر مانند درصد بالای اسیدهای چرب امگا-۳ یا پروتئین‌های خاص تولید کرد که می‌تواند به بهبود سلامت عمومی کمک کند. این قابلیت می‌تواند به عنوان یک مزیت رقابتی در بازار مطرح شود.
• چالش/نکته: استفاده از نگهدارنده‌هایی مانند نیترات‌ها و بنزوات سدیم که در فرآورده‌های گوشتی سنتی به کار می‌روند و رابطه آن‌ها با سرطان‌ها از طریق ایجاد آمین‌های آروماتیک هتروسیکلیک و هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای که به DNA آسیب می‌رسانند، اثبات شده است. عمل‌آوری گوشت درون‌کشتگاهی نیز ممکن است بدون این مواد غیرممکن به نظر برسد که نیازمند بررسی بیشتر است.

 

تأثیرات زیست‌محیطی:

• مزیت بزرگ: محققان نوید تأثیر به مراتب کمتر بر محیط زیست را در تولید درون‌کشتگاهی گوشت نسبت به روش سنتی می‌دهند. پژوهشی مشترک نشان می‌دهد استفاده از این روش تنها ۴٪ گاز گلخانه‌ای، ۴۵٪ انرژی و تنها ۲٪ زمین مورد نیاز برای تولید گوشت حیوانی را مصرف می‌کند. این می‌تواند گامی مؤثر برای داشتن محیط زیستی پایدارتر و پاک‌تر باشد و به کاهش جنگل‌زدایی برای مراتع و مزارع علوفه کمک کند.
• پتانسیل: برآورد می‌شود به ازای هر هکتار کشت عمودی گوشت مصنوعی، مساحتی بین ۱۰ تا ۲۰ هکتار به عرصه‌های طبیعی بازگردد. کشاورزی عمودی می‌تواند با تولید متان به عنوان سوخت زیستی، بخشی از انرژی مورد نیاز خود را نیز تأمین کند.
• چالش: در صورت تولید انبوه، مصرف انرژی و آلاینده‌های زیست محیطی ناشی از تخلیه پساب‌های حاصل از این فرایند افزایش می‌یابد که باید مدیریت شود.

 

پذیرش مصرف‌کننده، طعم و بافت:

• چالش مهم: گرچه گوشت درون‌کشتگاهی در سطح سلولی مشابه بافت عضلانی حیوانات است، اما ممکن است چنین رویکرد فناورانه‌ای به تولید غذا چندان به مذاق مصرف‌کنندگان خوش نیاید و انتخاب اول همچنان گزینه‌های طبیعی باشد.
• مشکلات فعلی: گوشتی که تاکنون با این روش تولید شده، فاقد چربی و بافت استخوان است که در طعم و بافت نهایی نقش دارند. همچنین باید پذیرفت که تاکنون طعم گوشت مصنوعی کاملاً مشابه گوشت طبیعی نبوده و حتی برخی آن را تلخ‌تر توصیف کرده‌اند؛ این تلخی می‌تواند ناشی از مقادیر کمتر آمینواسیدهای ایزولوسین، لوسین، فنیل‌آلانین، هیستیدین و لیزین باشد.
• پیچیدگی تولید: بازآفرینی بافت‌های پیچیده‌تر مانند استیک یا فیله ماهی که شامل انواع مختلفی از ماهیچه، بافت همبندی، لیپیدها و چربی‌ها با ساختاری خاص هستند که در طعم و عطر نهایی مؤثرند، همچنان یکی از چالش‌برانگیزترین کارها در این حوزه است.

 

نقش دستکاری ژنتیکی:

• وضوح: از آنجایی که گوشت درون‌کشتگاهی از کشت توده‌ای از یک بافت به دست می‌آید نه یک ارگانیسم زنده کامل، برای تولید آن به روش‌های مرسوم مهندسی ژنتیک (مانند وارد کردن یا حذف ژن) نیازی نیست و بنابراین جزو محصولات غذایی تراریخته (GMO) محسوب نمی‌شود. این روش بیشتر با آبکشت (هیدروپونیک) گیاهان مقایسه می‌شود.
• پتانسیل: با این حال، برخی محققان معتقدند می‌توان با استفاده از روش‌های مهندسی ژنتیک، گوشت تولیدی را با مواد مفید مانند اسیدهای چرب امگا-۳ غنی کرد یا میزان تولید و بهره‌وری کل فرآیند را بهبود بخشید.

 

چالش‌های پیش روی تجاری‌سازی و پذیرش عمومی گوشت مصنوعی

علی‌رغم مزایای بالقوه فراوان، گوشت مصنوعی برای رسیدن به جایگاه یک منبع غذایی اصلی، باید بر چالش‌های مهمی غلبه کند:

1. هزینه بالای تولید: در حال حاضر، فرآیند تولید گوشت مصنوعی به دلیل نیاز به فناوری‌های پیشرفته و مواد خاص (مانند محیط کشت غنی شده و سرم) بسیار هزینه‌بر است. برآوردها نشان می‌دهند هزینه تولید یک کیلوگرم گوشت آزمایشگاهی هنوز به مراتب بالاتر از گوشت طبیعی است. غلبه بر این مانع بزرگ در عرصه صنعت و تجاری‌سازی، نیازمند تحقیق و توسعه گسترده برای کاهش هزینه‌ها و افزایش مقیاس تولید است.
2. تأمین منابع کشت سلولی: یکی از چالش‌های اصلی در فرآیند تولید، تأمین منابع مناسب برای کشت سلول‌هاست. سرم‌ها و مواد مغذی که فعلاً استفاده می‌شوند، غالباً منشأ حیوانی دارند که از نظر اخلاقی مورد انتقاد قرار می‌گیرد. تحقیقات برای تولید سرم‌های گیاهی و غیرحیوانی گامی مهم در جهت حل این مشکل است.
3. پذیرش عمومی و فرهنگی: درک عمومی و پذیرش گوشت مصنوعی توسط مصرف‌کنندگان چالشی بزرگ است. بسیاری از مردم در مورد مصرف گوشتی که به روش سنتی تولید نشده، تردید دارند. این تردید می‌تواند ریشه در ظاهر، طعم و بافت نهایی محصول داشته باشد یا تحت تأثیر فرهنگ و سنت‌های غذایی و حتی باورهای مذهبی باشد (اگرچه پژوهش‌هایی مانند منبع ۱ نشان می‌دهد از دیدگاه اسلام شیوه تولید درون‌کشتگاهی می‌تواند پذیرفته شده باشد). غلبه بر این چالش نیازمند ارائه اطلاعات درست و شفاف درباره فرآیند تولید، کیفیت و ایمنی محصول، و همچنین گفت‌وگو و تبادل نظر با جوامع مختلف است.
4. مقررات و قوانین دولتی: تدوین مقررات و قوانین مشخص از سوی دولت‌ها برای تولید و عرضه این محصول جدید با فناوری نوین، موضوع مهمی است که باید به آن پرداخته شود.
5. چالش‌های فنی بافت پیچیده: همانطور که اشاره شد، تولید برش‌های پیچیده گوشتی مانند استیک یا فیله ماهی با بافت و طعم مشابه گوشت طبیعی همچنان یک چالش فنی باقی مانده است.

 

آینده گوشت مصنوعی و اهمیت آن برای تأمین پروتئین و اقتصاد خانوار

با وجود تمامی چالش‌های ذکر شده، آینده گوشت مصنوعی بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسد. اگر دانشمندان و شرکت‌ها بتوانند بر موانع فنی و اقتصادی فعلی غلبه کنند، این نوع گوشت پتانسیل تبدیل شدن به یک منبع غذایی اصلی برای میلیاردها نفر را دارد.

پیشرفت‌های فناوری، استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، و نوآوری در بیوتکنولوژی می‌تواند به کاهش چشمگیر هزینه‌های تولید، افزایش مقیاس، و بهبود کیفیت محصولات کمک کند.

نقش گوشت مصنوعی در آینده اقتصاد خانوار نیز قابل توجه است. با افزایش جمعیت و کاهش منابع سنتی، قیمت گوشت طبیعی احتمالاً افزایش خواهد یافت. عرضه یک منبع پروتئینی جایگزین که تولید آن به منابع کمتری نیاز دارد و وابستگی کمتری به نوسانات بازار دامپروری دارد، می‌تواند به ثبات بیشتر بازار پروتئین و در نتیجه، کاهش فشار بر بودجه خانوارها برای تأمین نیازهای غذایی کمک کند.

تولید صنعتی این گوشت می‌تواند فرصت‌های جدیدی برای نوآوری و رشد در صنعت غذایی ایجاد کرده و منجر به اشتغال‌زایی در حوزه‌های مرتبط با بیوتکنولوژی و مهندسی غذا شود.

معرفی تدریجی این گوشت در رستوران‌ها و هتل‌ها و سرمایه‌گذاری در آموزش و آگاهی‌بخشی عمومی درباره فواید و ایمنی آن، می‌تواند به تسریع پذیرش آن در بازار و محقق شدن این آینده کمک کند.

 

بحث و نتیجه‌گیری

گوشت مصنوعی یک فناوری پیشگامانه با پتانسیل عظیم برای حل برخی از بزرگترین چالش‌های جهانی مانند تامین غذای پایدار برای جمعیت رو به رشد، کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی دامپروری سنتی و بهبود ایمنی غذایی است.

این فناوری همچنین فرصت‌های جدیدی برای نوآوری در صنعت غذا و تاثیر مثبت بر اقتصاد خانوار از طریق ارائه یک منبع پروتئین جایگزین و بالقوه باثبات‌تر ایجاد می‌کند.

با این حال، برای تحقق این پتانسیل، غلبه بر چالش‌های موجود، به‌ویژه هزینه بالای تولید و نیاز به پذیرش گسترده عمومی، امری ضروری است. پیشرفت‌های آتی در فناوری، توجه به نیازهای بازار و ترجیحات مصرف‌کنندگان، تدوین مقررات مناسب و آگاهی‌بخشی عمومی، گام‌های کلیدی در این مسیر هستند.

می‌توان امیدوار بود که با تلاش‌های مستمر، گوشت مصنوعی در آینده‌ای نه چندان دور به یکی از منابع اصلی پروتئین در تغذیه بشر تبدیل شده و به تأمین غذایی پایدار و ایمن برای همه کمک کند.

منابع:

1. Hamdan MN, Post MJ, Ramli MA et al. (2018) Cultured Meat in Islamic Perspective. Journal of Religion and Health 57(6)2193-2206.
2. Bhat ZF, Kumar S & Fayaz H. (2015) In vitro meat production: Challenges and benefits over conventional meat production. Journal of Integrative Agriculture 14(2): 241-248.
3. The science of cultivated meat- Good food Institute. 2023
4. Lab grown meat: how it is made and what are the pros and cons- Food production- 17 March 2023.
5. گوشت مصنوعی چیست؟ سادات حسینی، حانیه. مجله تریتا- 9 تیر 1400
6. نحوه ساخت گوشت مصنوعی؛ گوشت مصنوعی جایگزینی برای گوشت حیوانی مجله فرارو کد خبر 663100
7. همه چیز درباره پروژه گوشت مصنوعی- مجله آی فودز – 9 فروردین 1404