भविष्य का मांस अतीत के मांस से काफी अलग हो सकता है। स्टेनली कुब्रिक, फ़ोटोग्राफ़र, LOOK मैगज़ीन फ़ोटोग्राफ़ संग्रह, लाइब्रेरी ऑफ़ कांग्रेस, प्रिंट्स एंड फ़ोटोग्राफ़्स डिवीज़न, LC-USZ6-2352।, सीसी द्वारा एनडी
यदि आप मांसाहारी हैं, तो आप जो मांस खाते हैं, वह जानवरों की मांसपेशियों से आता है। लेकिन जानवरों की मांसपेशियों की तुलना में बहुत अधिक से बना रहे हैं। उनके पास ऐसे अंग और हड्डियां हैं जिनका अधिकांश अमेरिकी उपभोग नहीं करते हैं। उन्हें भोजन, पानी, स्थान और सामाजिक कनेक्शन की आवश्यकता होती है। वे कचरे का उत्पादन करते हैं।
किसान जटिल जीवों को उगाने के लिए बहुत सारी ऊर्जा और संसाधन खर्च करते हैं, इस प्रक्रिया में अपशिष्ट पैदा करते हैं, केवल वे मांस के लाभदायक कटौती पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं जो वे फसल कर सकते हैं।
यह आसान होगा, अधिक मानवीय, कम बेकार, करने के लिए लोग चाहते हैं सिर्फ भागों का उत्पादन। और सेल बायोलॉजी और टिशू इंजीनियरिंग के साथ, बस मांसपेशी और वसा ऊतक विकसित करना संभव है। इसे सुसंस्कृत मांस कहा जाता है। वैज्ञानिक एक ही इनपुट के साथ कोशिकाओं को प्रदान करते हैं जो उन्हें एक जानवर के बाहर बढ़ने की आवश्यकता होती है: पोषक तत्वों, ऑक्सीजन, नमी और उनके सेल पड़ोसियों से आणविक संकेत।
अब तक शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं के गुच्छों की खेती जिसे बर्गर या सॉसेज की तरह प्रोसेस्ड मीट में बदला जा सकता है। यह सुसंस्कृत मांस प्रौद्योगिकी अभी भी अनुसंधान और विकास के शुरुआती चरणों में है, क्योंकि व्यवसायीकरण की चुनौतियों के लिए तैयार करने के लिए प्रोटोटाइप को बढ़ाया और ठीक-ठीक तैयार किया गया है। लेकिन पहले से ही बायोइन्जीनियर अगले कठिन चुनौती पर ले रहे हैं: स्टेक या चिकन कटलेट की तरह मांस की संरचित कटौती।
किस मांस से बना है
यदि आप माइक्रोस्कोप के तहत कच्चे मांस के टुकड़े को देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि आप सेलुलर स्तर पर क्या खा रहे हैं। प्रत्येक काटने मांसपेशियों और वसा कोशिकाओं का एक मैट्रिक्स है, जो रक्त वाहिकाओं के साथ परस्पर क्रिया करता है और संयोजी ऊतक द्वारा प्रवर्धित होता है।
मांसपेशियों की कोशिकाएँ प्रोटीन और पोषक तत्वों से भरी होती हैं और वसा कोशिकाएँ, अच्छी तरह से, वसा से भरी होती हैं। बर्गर या स्टेक में काटते समय ये दो कोशिका प्रकार अधिकांश स्वाद और मुंह-मांसाहारी अनुभव का अनुभव करते हैं।
सेलुलर स्तर के संगठन कंकाल की मांसपेशियों के ऊतकों को दिखाने के लिए दागे गए टर्की की धारा - जिसे मांस के रूप में भी जाना जाता है। नताली रूबियो
रक्त वाहिकाएं जीवित रहते हुए पोषक तत्वों और ऑक्सीजन के साथ एक जानवर के ऊतक की आपूर्ति करती हैं; वध के बाद, रक्त मांस में एक अद्वितीय, धातु, उमामी की मात्रा जोड़ता है।
संयोजी ऊतक, कोलेजन और इलास्टिन जैसे प्रोटीन से बना होता है, मांसपेशी फाइबर को संरेखित बंडलों में व्यवस्थित करता है, संकुचन की दिशा में उन्मुख होता है। यह संयोजी ऊतक खाना पकाने के दौरान बदलता है और बनावट जोड़ता है - और मांस - मांस के लिए।
सेलुलर कृषि शोधकर्ताओं के लिए चुनौती नीचे से मांस की इस जटिलता का अनुकरण करना है। हम पेट्री डिश में मांसपेशियों और वसा कोशिकाओं को विकसित कर सकते हैं - लेकिन रक्त वाहिकाएं और संयोजी ऊतक सहज रूप से उत्पन्न नहीं होते हैं जैसा कि वे एक जानवर में करते हैं। हम इंजीनियर बायोमैटिरियल्स और बायोरिएक्टरों को पोषक तत्व प्रसार और प्रेरित संगठन प्रदान करने के लिए कैसे कर सकते हैं ताकि हम मांस के मोटी, संरचित कटौती के साथ समाप्त हो जाएं?
संवर्धित-मांस बर्गर पहला कदम है
किसी भी सुसंस्कृत मांस को बनाने के लिए, शोधकर्ता छोटे - मार्बल के आकार का सोचते हैं - एक गाय, सुअर या चिकन से ऊतक की मात्रा और अलग-अलग कोशिकाओं को अलग करते हैं। फिर, मेरे जैसे बायोइन्जीनियर प्लास्टिक के फ्लास्क में कोशिकाओं को रखते हैं और उन्हें शरीर के तापमान पर आवास करते समय पोषक तत्व, ऑक्सीजन और नमी देते हैं। कोशिकाएं खुश हैं और तेजी से विभाजित हो सकती हैं, जिससे अधिक से अधिक कोशिकाएं बन सकती हैं।
जब प्लास्टिक पर उगाया जाता है, तब तक कोशिकाएं तब तक विभाजित होती रहेंगी जब तक कि वे सभी उपलब्ध सतह क्षेत्र पर मौजूद न हों। यह एक भीड़ परत में परिणाम है कि एक सेल मोटी है। एक बार जब कोशिकाओं को विभाजित करना बंद हो जाता है, तो वे परिपक्व होने लगते हैं। मांसपेशियों की कोशिकाएं लंबे मांसपेशी फाइबर बनाने के लिए एक साथ फ्यूज करती हैं और वसा कोशिकाएं लिपिड का निर्माण करना शुरू कर देती हैं। बर्गर, हॉट डॉग और सॉसेज जैसे प्रसंस्कृत मांस उत्पादों को बनाने के लिए शोधकर्ता इन कोशिकाओं के एक समूह को एक साथ जोड़ सकते हैं।
अकेले पशु कोशिकाएं मांस के अधिकांश अनुभव को दोहरा सकती हैं। लेकिन रक्त वाहिकाओं और संयोजी ऊतक के बिना, आप एक संगठित, तीन-आयामी ऊतक के साथ समाप्त नहीं होते हैं - और यह कि आपको मांस के संरचित कटौती की आवश्यकता है, जैसे स्टेक, चिकन स्तन और बेकन।
इस चुनौती को पार करने के लिए, वैज्ञानिक रक्त वाहिकाओं की संरचना और कार्य (पोषक तत्व और ऑक्सीजन हस्तांतरण के लिए) और संयोजी ऊतक (संगठन और बनावट के लिए) को दोहराने के लिए बायोमेट्रिक का उपयोग कर सकते हैं। अनुसंधान के इस क्षेत्र को कहा जाता है मचान विकास.
कोशिकाओं को विकसित करने के लिए कुछ संरचना प्रदान करने से हैमबर्गर से स्टेक तक सुसंस्कृत मांस मिलेगा। टायलर ओल्सन / शटरस्टॉक डॉट कॉम
मचान स्टेक्स के लिए गुप्त घटक हैं
मचान की अवधारणा के क्षेत्र में उत्पन्न होती है चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए ऊतक इंजीनियरिंग। वैज्ञानिक अनुसंधान, टॉक्सिकोलॉजी स्क्रीनिंग या के लिए कार्यात्मक बायोमेट्रिक का उत्पादन करने के लिए कोशिकाओं और मचानों को जोड़ते हैं प्रत्यारोपण.
ये बायोमेट्रिक अलग-अलग रूप ले सकते हैं - फिल्में, जैल, स्पंज - परिणाम ऊतक में वांछित गुणों के आधार पर। उदाहरण के लिए, आप कर सकते थे एक फ्लैट कोलेजन फिल्म पर त्वचा की कोशिकाओं को विकसित करें पीड़ितों को जलाने में मदद करने के लिए स्किन ग्राफ्ट बनाना या एक हाइड्रोक्सीपाटाइट स्पंज में हड्डी की कोशिकाएं अस्थि उत्थान के लिए।
चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए, मचान को आम तौर पर आरोपण के लिए सुरक्षित होने की आवश्यकता होती है, शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली से प्रतिक्रिया को प्रेरित नहीं करना चाहिए, अपमानजनक और सेल विकास का समर्थन करने में सक्षम होना चाहिए।
खाद्य अनुप्रयोगों के लिए, मचानों के डिजाइन विचार अलग हैं। उन्हें अभी भी सेल की वृद्धि का समर्थन करना चाहिए, लेकिन यह भी महत्वपूर्ण है कि वे उत्पादन करने के लिए सस्ती, खाद्य और पर्यावरण के अनुकूल हैं। खाद्य अनुप्रयोगों के लिए कुछ सामान्य बायोमेट्रिक में पौधों से सेल्यूलोज, मशरूम से चिटोसन नामक एक कार्बोहाइड्रेट और शैवाल से एक कार्बोहाइड्रेट शामिल है।
यहाँ पर सुसंस्कृत मांस के लिए एक "नुस्खा" है जो मैंने प्रयोगशाला में काम किया है। सबसे पहले, एक उपयुक्त पाड़ बनाएं। मशरूम से चिटोसन को अलग करें और एक चिपचिपा जेल बनाने के लिए इसे पानी में घोलें। जेल को एक ट्यूब में रखो और एक ठंडे पदार्थ के एक छोर को उजागर करें, जैसे सूखी बर्फ या तरल नाइट्रोजन। ठंड की समाप्ति पर जेल की पूरी ट्यूब धीरे-धीरे जम जाएगी। जमे हुए जेल को बहुत कम तापमान पर जेल पर खींचकर एक वैक्यूम द्वारा फ्रीज-ड्राय किया जा सकता है, अंततः एक सूखी स्पंज जैसी सामग्री का निर्माण कर सकता है। दिशात्मक ठंड प्रक्रिया एक स्पंज बनाती है छोटे, लंबे, संरेखित छिद्रों के साथ तिनके का एक बंडल जैसा दिखता है - और मांसपेशी ऊतक भी।
संरेखित छिद्रों के साथ एक चिटोसन स्पंज बनाने के लिए सरल प्रक्रिया। नताली रूबियो, सीसी द्वारा एनडी
फिर, फ्लैट प्लास्टिक पर मांस बढ़ने के बजाय, आप कोशिकाओं को इस तीन आयामी स्पंज में स्थानांतरित कर सकते हैं ताकि बढ़ते ऊतक के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान किया जा सके। छिद्र पूरे ऊतक में पोषक तत्वों और ऑक्सीजन को वितरित करने में भी मदद कर सकते हैं। अब तक इस तकनीक के साथ, मेरी प्रयोगशाला एक सेंटीमीटर वर्ग से कम मांस के छोटे टुकड़े का उत्पादन करने में सक्षम रही है - एक खाना पकाने के लिए थोड़ा छोटा लेकिन एक मजबूत शुरुआत।
अन्य पाड़ संभावनाओं में एल्गिनेट-आधारित फाइबर, जैल या स्पंज के भीतर बढ़ती कोशिकाएं शामिल हैं। या तकनीशियन पौधों की पौधों की कोशिकाओं को कुल्ला कर सकते हैं, जिन्हें डीसेल्यूलराइजेशन कहा जाता है और सेलूलोज़ ढांचे को फिर से बनाना जो जानवरों की कोशिकाओं के साथ पीछे रह गया है.
एक बार शोधकर्ताओं को ऐसी सामग्री और विधियां मिल जाती हैं जो वास्तव में अच्छी तरह से काम करती हैं, हम बड़े बैच बनाने पर काम करेंगे। उस समय, यह प्रक्रिया को बढ़ाने और लागत को कम करने का खेल होगा ताकि सुसंस्कृत मांस उत्पादों को खेती के मांस उत्पादों के साथ लागत-प्रतिस्पर्धी बनाया जा सके।
स्टार्टअप कंपनियों को अपने संस्कारी मीटबॉल, सॉसेज और बर्गर को देखना हमेशा रोमांचक लगता है। लेकिन मैं आगे क्या देख रहा हूँ। थोड़ा और अधिक शोध, समय, धन और भाग्य के साथ, सुसंस्कृत मांस मेनू एक्सएनयूएमएक्स में स्टेक और पोर्क चॉप शामिल होंगे जो कई मांसाहारी लोगों को जानते हैं और प्यार करते हैं।
लेखक के बारे में
नताली आर। रुबियो, सेलुलर कृषि पीएचडी उम्मीदवार, टफ्ट्स विश्वविद्यालय
इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.
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