Зачем менять рацион

Эксперты выделяют несколько факторов, которые уже заставляют искать новые источники питания.

Рост населения. Сейчас на планете примерно 8 миллиардов человек. Но уже к 2050 году население Земли по прогнозам ООН увеличится до 9,7 миллиардов, а вместе с ним вырастет и потребность в пище. Того, что мы добываем классическими способами, может не хватить.

Экология. Промышленное животноводство — один из источников выбросов парниковых газов (в основном метана). Кроме того, для этой отрасли сельского хозяйства используются значительные площади суши и большое количество воды — в том числе чтобы вырастить корм для животных. В докладе ООН о состоянии водных ресурсов мира за 2024 год отмечается, что сельское хозяйство расходует 70% из всей используемой человеком пресной воды. По другим данным, на него приходится половина обитаемой части земли. Все это создает большую нагрузку на экосистему планеты. А значит нужно искать источники питания, которые помогут снизить эту нагрузку.

Голод и отходы. По данным ООН, ежедневно в мире выбрасывают примерно миллиард порций еды. Вместе с тем более 700 миллионов человек на планете продолжают голодать. Решать эти проблемы нужно в комплексе ― как искать новые источники питания, так и научиться более эффективно обращаться и перерабатывать уже имеющиеся ресурсы.

Какие технологии, по задумке ученых и специалистов из пищевой индустрии, могут помочь преодолеть эти вызовы? И каково будущее этих разработок?

Мясо из пробирки

Лабораторное мясо — самый правдоподобный аналог привычной нам еды: по вкусу и текстуре продукт идентичен оригиналу, при этом скот не забивают.

Как его делают. Чтобы приготовить лабораторное мясо, используют биоматериал животных ― например, мышечную ткань. Из нее выделяют стволовые клетки и выращивают из них в биореакторах мышечные клетки ― предполагается, что дальше из них можно будет собрать цельный кусок, неотличимый от того, что можно купить сейчас в любом мясном отделе. 

Пока ученым под силу вырастить большую биомассу разрозненных клеток, похожую на фарш, но собрать из них единообразный кусок мяса практически невозможно. Важно учесть, что, помимо мышечной ткани, надо научиться выращивать и другие клетки ― кости, жировую ткань и хрящи. А это еще сложнее.

Что дальше. Первый бургер с мясом из пробирки появился в 2013 году и стоил 325 тысяч долларов. Благодаря развитию технологий сегодня килограмм искусственного мяса стоит уже 80 долларов, а один бургер — 11 долларов. Эксперты из американской консалтинговой компании AT Kearney считают, что к 2040–2050 годам примерно 35% всего рынка займет мясо, сделанное в лабораторных условиях.

Растительное мясо

Чтобы в будущем можно было накормить растущее население планеты, ученые уже сейчас ищут и новые источники белка. Многообещающую перспективу в этом направлении эксперты видят в производстве растительных альтернатив. Это кажется логичным ― человечество выращивает сельскохозяйственные культуры давно и в больших объемах, это дешевле и экологичнее, чем производство мяса.

Как его делают. Растительное мясо уже давно делают из овощей, бобовых и зерновых ― в частности сои, гороха, пшеницы, фасоли и других растений. Культуры предварительно обрабатывают, выделяют из них белок и подвергают его экструзии. Это технология, благодаря которой под большим давлением и при высокой температуре смесь протеина и воды превращают в особые волокна — текстурат. Его смешивают с жирами (например, рапсовым, кокосовым или подсолнечным маслом), ароматизаторами, консервантами, загустителями. Конечный продукт — растительную котлету, стейк или жаркое — изготавливают с помощью пресса. Такие продукты, конечно, не идентичны оригиналу, но уже сейчас есть примеры, очень похожие на классические котлеты или сосиски по вкусу, запаху и текстуре.

Что дальше. Но есть у растительного мяса и проблемы. Одна из главных ― его состав. Помимо белка, оно включает множество добавок, которые делают его продуктом глубокой переработки: их повышенное потребление увеличивает риск развития ожирения, сахарного диабета, сердечно-сосудистых и других заболеваний. Кроме того, растительные продукты часто включают распространенные аллергены: пшеницу, сою и горох. Растительные «мясные» продукты в том виде, в котором они представлены на рынке сейчас, — важный переходный этап, но нужно разрабатывать более натуральные и безопасные формулы.

Другие источники белка

Энтомопротеин. Еще одна технология — энтомопротеин, или белок из насекомых. Вопреки ассоциациям с азиатскими рынками, где продают засушенных или жареных сверчков и тараканов, современный энтомопротеин выглядит совсем не так. В основном он представляет собой муку из различных видов насекомых (например, из личинки черной львинки, саранчи), которая уже добавляется в корм животных. Кроме того, в нескольких странах мира белки из насекомых уже одобрены в качестве источника пищи для людей. Белок из насекомых добывают и в ИТМО: ученые петербургского университета научились выращивать высокопротеиновые личинки мух, которые можно использовать для кормления сельскохозяйственных животных.

Водоросли и грибы. Также в качестве источников белка ученые рассматривают микроводоросли — например, спирулину и хлореллу, которые богаты витамином B12, железом, цинком, фтором; микроскопические грибы, которые питаются гидростатическими витаминами и при определенной переработке по структуре похожи на мясо. Водоросли уже добавляют в смузи, салаты, соки, протеиновые батончики, а микопротеин (грибной белок) используют для приготовления фарша, бекона, сосисок, молочных продуктов (йогуртов, сыров). Один из самых известных производителей мяса из микопротеина — бренд Quorn.

Создавать белок учатся даже из воздуха, а точнее из метана — при помощи метан-перерабатывающих бактерий, которые потребляют газ, растут и потенциально могут стать еще одним источником протеина для человека и животных. Например, российские ученые несколько лет назад получили новый штамм метанотрофной бактерии Methylococcus capsulatus из ила очистных сооружений, который впоследствии может открыть новые возможности для производства кормового белка на основе метана.

3D-печать еды

Еда будущего — это не только про то, что мы едим, но и про то, как мы готовим пищу. Создавать блюда уже помогают не только привычные девайсы, но и новые технологии ― например, 3D-печать. Технология позволяет точно контролировать состав, калорийность, размер порции, а также создавать блюда с заданной текстурой и вкусом.

Еще в 2012 году на рынке появился 3D-принтер Foodini для домашнего использования — прибор позволяет создавать индивидуальные блюда и закуски из различных продуктов: бургеры, пиццу, шоколадные скульптуры, десерты. У принтера есть несколько отсеков для загрузки различных компонентов в пюреобразной форме. С его помощью можно создать продукты разных форм, вкусов и консистенций.

Другое устройство — 3D-Fruit от Dovetailed — позволяет создавать искусственные ягоды и фрукты из органического концентрата. Принтер имитирует вкус создаваемой еды и форму — с его помощью можно сделать, например, искусственную клубнику или другую сладкую ягоду.

Но пока что 3D-печать продуктов не стала массовой ― сейчас это занимает много времени, а для производства продуктов подходит ограниченное количество ингредиентов.

А что еще?

Помните, как рыжеволосая Лилу из «Пятого элемента» закидывает таблетку в микроволновку и на выходе получает готовое блюдо? Сейчас подобные технологии — не только примеры из фантастических фильмов, но и то, чем занимается наука. Вполне вероятно, что еда будущего будет выпускаться в виде таблеток, содержащих все необходимые питательные вещества, или пластырей, которые будут крепиться к коже. Например, уже существуют трансдермальные пластыри для подачи витаминов, а их применение для доставки питательных веществ ученые активно исследуют.

Пока такие разработки мало распространены — отчасти это связано с гастрокультурой в целом: ведь за обедом мы хотим не только насытиться, но и приятно пообщаться и получить удовольствие от красиво сервированных блюд.

Другая перспективная технология — персонализированное питание. Предполагается, что с его помощью в будущем мы сможем получать индивидуальные рекомендации, основанные на результатах крови, ДНК и содержимом микробиоты кишечника. Пока составить полноценный рацион таким способом нельзя, но уже сейчас с помощью ДНК-теста можно выявить определенные гены. Например, ген непереносимости лактозы, из-за которого организм человека может хуже усваивать молочные продукты. Также на основании ДНК-тестов можно диагностировать целиакию — аутоиммунное заболевание, при котором организм человека не способен расщеплять пшеничный белок — глютен.

Лекция Анастасии Антоновой «Еда будущего — от пробирки до тарелки» состоялась 1 апреля в библиотеке Планетарий 1.