Pienas, kiaušiniai ir kiti gyvuliniai produktai dabar gali būti gaminami laboratorijose, naudojant panašius fermentacijos procesus, tad, reguliatoriams reikia apsispręsti, kas iš tiesų yra „pienas“ ar „sūris“

2014 metais įvyko bioinžinierių Ryan Pandya demoralizavęs susidūrimas su riestainiu. Ne tiek su pačiu riestiniu, kiek su jo įdaru, „beskone ir takia“ substancija iš sojos, kuri turėjo priminti grietinėlės sūrį. Pandya buvo neseniai atsivertęs į veganizmą ir pieno produktų atsisakymas kėlė sunkumų. Bet kai gyvenimas pateikė prastą grietinėlės sūrį, jis pagamino ledus.

Dabar Pandya kompanija Perfect Day yra maisto revoliucijos avangarde. Kompanija gamina ir parduoda pieną, bet karvių neturi. Jos ūkis yra bioreaktorius, kuriame genetinės inžinerijos būdu pakeisti mikroorganizmai išskiria pieno baltymus. Baltymai neprimena pieno – jie yra pienas, identiškas natūraliam. Perfect Day dar nevisai įsigudrino gaminti grietinėlė sūrį, bet išmoko gaminti kai ką geresnio: ledus. Tai vienintelė tokia pieno kompanija, galinti paleisti produktą į rinką, bet tikrai ne paskutinė.

Pastarieji pora metų tokiems žmonėms, kaip Pandya, kurie nori atsisakyti gyvulinių produktų, bet kuriems tai sunku, buvo sėkimingi. Tokios kompanijos kaip Impossible Foods ir Beyond Meat įrodė, kad veganiška „mėsa“ gali iš tiesų smarkiai priartėti prie tikros. Mėsos kultūros – iš kamieninių ląstelių išauginti tikri raumenų audiniai – patiekiamos aukšto lygio restoranuose ir artinasi prie masinės rinkos.

Tačiau tarp šių dviejų šališkumų brendo trečioji revoliucija. Tai vadinamoji „precizinė fermentacija“ (PF), kai genetiškai pakeistais mikroorganizmais gaminami gyvuliniai produktai. Daugiausiai veiksmo dabar pieno fronte, tačiau tai jokiu būdu nėra visas meniu: pagalvokite apie gyvūninės kilmės produktą, kuris nėra mėsa, ir kas nors kur nors jau dabar jį fermentuoja.

Žinoma, mikrobinę fermentaciją nauja maisto technologija pavadinti sunku. Duoną, sūrį, jogurtą, alų ir vyną išradome prieš tūkstančius metų, ir gauname didžiąją dalį jų skonio ir tekstūros iš žaliavas naudojančių mielių ir bakterijų šalutinių produktų. Taip pat gaunami rauginti kopūstai, kimči, miso, kombuča, tempeh ir taip toliau.

1990 metais prie šių tradicinių fermentų prisijungė nauja technologija, kai JAV Maisto ir vaistų administracija (FDA) sūriui gaminti patvirtino genetine inžinerija sukurto chimosino, dar vadinamo reninu, naudojimą gaminti sūrį. Šis fermentas sutraukia pieno baltymą kazeiną ir kadaise būdavo išgaunamas praktiškai vien iš neatjunkytų veršelių skrandžių. Aštuntajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje jų trūko , tad, biologijos kompanijos ėmė lenktyniauti, ieškodamos, kaip naudoti genetinį inžineriją gauti chimosiną iš bakterijų ar mielių. Laimėjo Pfizer. Dabar apie 90 procentų renino gaunama iš genetiškai modifikuotų mikroorganizmų.

Ši aštuntojo dešimtmečio technologija – klonuoto geno įkišimas į bakteriją ar mielę – tebėra PF pagrindas, bet dabar tampa labai naudingas. „Ką galime nuveikti su fermentacija?“ klausia Nate Crosser iš alternatyvaus investicijų į baltymus inkubatoriaus Blue Horizon Ciuriche, Šveicarijoje. „O atsakymas yra, kad praktiškai viską, ką tik norime. Jei ką nors gali pagaminti gyvūnas, tikėtina, kad panaudodami fermentaciją, mažų mažiausiai galime pagaminti bent patikimą faksimilę.“ Daug kompanijų pluša, vykdydamos tokį pažadą, ir vysto įvairiausius produktus, tokius, kaip kiaušinių baltymai, augintinių skanumynai ir įvairiausius priedus mėsos kultūroms ar augalinei mėsai – riebalus, kolageną ir kraujo baltymą hemą.

Bet svarbiausias veiksmas vyksta su pienu. Remiantis pernai Crosserio parašytu pranešimu buvusiam darbdaviui, Good Food Institute (GFI) San Franciske, maždaugtrys ketvirtadaliai PF kompanijų darbuojasi su šia balta medžiaga. „Čia vyksta tikra revoliucija,“ sako biotechnologijų investuotojas Jim Mellon, žymiausias PF rėmėjas ir knygos Moo's Law: An investor's guide to the new agrarian revolution autorius. Šiais metais daug pieno kompanijų paseks Perfect Day pavyzdžiui ir pateiks produktus rinkai, spėja jis.

„Jei tai gali gyvūnas, tikėtina, kad galėsime ir mes“

Precizinė fermentacija (PF) platesnės pramonės, vadinamos ląsteliniu žemės ūkiu, plačiausiai žinomu mėsos ir jūros gėrybių kultūromis. Apie tokios firmas, kaip Perfect Day kalbama tame pačiame kontekste, tačiau naudojamos technologijos labai skiriasi. „Pienas yra paprastesnis,“ sako žmonių ir gyvūnų santykius tiriantis filosofas Josh Milburn iš Sheffieldo universiteto, JK. Mėsa gaminti pradedama nuo kamieninių ląstelių iš gyvūnų, kurios paskui kultivuojamos auginimo terpėje, kur sukuria raumenis, šiek tiek riebalų ir jungiamojo audinio. Tuo tarpu pienas tėra vandenyje skendinčių biomolekulių mišinys, tad jį atkartoti daug paprasčiau.

Grubiai žiūrint, piene tėra šešių baltymų – keturių kazeinų ir dviejų išrūgų baltymų – dar riebalų, cukrų ir mineralinių medžiagų vandens suspensija. Dabar dauguma fermentuoto pieno kompanijų susitelkusios į pieno baltymų komponentus, o ne visą pieną. Pavyzdžiui, Perfect Day išrūgų baltymus gamina grybeliu (Trichoderma reesei) ir naudoja kaip maisto ingredientą. Šis „negyvūninis išrūgų baltymų izoliatas“ yra trijų veganiškų ledų, JAV parduodamų užsisakant paštu, „pieniškas“ komponentas.

Maille O'Donnell iš GFI vienų iš jų, pagamintų kompanijoje Brave Robot, paragavo. „Man patiko, sako ji. „Kartu ragavę draugai irgi pažymėjo, kad jų skonis buvo kaip tikrų pieniškų ledų, ko jokie augaliniai ledai nepasiekia.“ Kaina jų konkurencinga – $5,99 už pintą (maždaug pusę litro). Tai drastiškai skiriasi nuo mėsos kultūrų, kur keli viščiuko gabalėliai gali kainuoti kaip prašmatnūs pietūs su didkepsniu.

Taip yra, nes fermentavimas jau yra subrendusi technologija, nesvetima maisto pramonei, tad niekam nereikia išradinėti naujų gamybos procesų ir kaip juos išplėsti iki pramoninio lygio. O kas dar geriau, niekam nereikia įtikinėti reguliuotojų, kad šį maistą gali vartoti žmonės, nes jie sukurti, naudojant organizmus ir procesus, kurie jau „bendrai pripažįstami saugiais“. Kai 2020 metais Perfect Day paprašė FDA patvirtinti jos išrūgų baltymus, agentūra tai padarė iš karto.

Ledai ir ne tik

Tiesą sakant, taip pagamintas pienas teoriškai galėtų būti sveikesnis už tikrą. Jis gaminamas be antibiotikų ar hormonų ir mažiau tikėtina, kad jame yra kokia maisto infekcija. Jį galima gaminti be laktozės, kurios nemenka dalis žmonių netoleruoja, jame gali būti panaudoti sveiki riebalai ir praturtintas nutrientais. „Bet kol kas visa tai dar gan spekuliatyvu,“ pabrėžia jis.

Kol kas rinkoje yra tik ledai, bet tokia padėtis ilgai nesitęs. Daug garsių kompanijų nukreipė dėmesį sūriop. Formo Vokietijoje ir New Culture San Franciske užsiima picų įdaru.

Formo fermentuoja kazeinus ir išrūgas ir tuomet tradicinėmis sūrio gamybos technikomis paverčia juos į mocarelą ir rikotą. Kaip ir daugelį šioje pramonėje, jų įkūrėjus gena siekis pakeisti etikos ir aplinkosaugos klausimus keliančius gyvūninius produktus nekaltomis replikomis. „Vakarų pasaulyje pieno produktų poreikis yra kone beribis,“ sako CEO Raffael Wohlgensinger. Paklausa auga ir Azijoje. Visa tai netvariai veikia aplinką, bet daugelis vartotojų atsisakyti sūrio nenori. „Gyvulinių produktų siekiantiems atsisakyti fleksitarams skaudžiausius potyrius kelia sūris, nes augaliniai produktai nėra geri,“ sako Wohlgensingeris.

Gal picos įdarai nėra visiems tinkama riebaus sūrio potyrio vieta, bet Formo akių nenuleidžia ir nuo skoningesnių rinkų. „Iš tiesų kuriame produktus sūrio mylėtojams, į šią rinką taikomės“, sako Wohlgensingeris. Formo planuoja pademonstruoti savo prototipus vėliau šiais metais Berlyne, kur juos bus galima ragauti su Michelin žvaigžde pažymėto veganiško restorano Seven Swans šefo Ricky Saward patiekalais. „Fokusuojamės į skonį ir tekstūrą. Pažvelgęs į tai, ką pasiekėme, jaučiuosi labai užtikrintai,“ pažymėjo Wohlgensingeris.

Tačiau visgi tai nemenkas iššūkis, nes tie sūriai charakterį įgauna ne vien iš baltymų, o iš nenugriebto pieno. Taigi, reikėtų preciziškai fermentuoti ir pieno riebalus, kurie yra ne vieno geno, o sudėtingų metabolinių virsmų produktas. Bet darbai vyksta. „Tai yra apsprendžiantis technologijos momentas,“ pažymi Wohlgensingeris.

Gurmaniški sūriai turi ir paslaptingą jo vertę lemiančią savybę – terroir, kas yra pieno gavybos ir fermentacijos geografijos, augmenijos ir klimato, bei sūrdario gebėjimų distiliatas. Atkartoti tai su bioreaktoriuje išgautu pienu – visai nelengva.

Bet tokie sūriai tėra menka riekelė visos rinkos, pastebi Wohlgensingeris, ir jeigu preciziškai fermentuoti sūriai įsigrauš tik į masinės gamybos sūrių rinkos dalį, misiją bus galima vadinti atlikta. Kai kurių maisto snobų niekada nepavyks palenkti, bet jiems reikėtų pasitarti su savo sąžinę, svarsto Milburn.

Gyvūnų gerovė yra svarbi pieno pramonės problema. Nepaisant kruopščiai kultivuojamo kaimiškos idilės įvaizdžio, karvės pieno ūkiuose nuolat melžiamos iki išsekimo, jas vis apsėklinant, atskiriant nuo savo atžalų ir atsikratant jautukų pertekliaus. Pieno pramonė kelia ir karvės dydžio aplinkosaugos problemas. Pieno gamyba gyvūne yra fantastiškai neefektyvi ir, JT Maisto ir žemės ūkio organizacijos skaičiavimais, vien pieno pramonė atsako už 4 procentus ŠES dujų emisijos, kas, kaip pastebi Wohlgensingeris, yra daugiau, nei laivyba ir aviacija kartu sudėjus.

„Niekam nereikia įtikinėti reguliuotojų – šie procesai jau dabar pripažįstami saugiais“

Bet iš pieno lygties pašalinus karves, šios problemos dingsta. Nėra gyvūnų – neskaitant mažų biopsijų paimti kamienines ląsteles ar DNR – reiškia, kad nėra ir gyvūnų gerovės problemų. O nesenais Duke universiteto Durhame (Š. Karolina) mokslininkų skaičiavimais, pieno gamybos fermentuojant anglies pėdsakas būtų vos 1,2% tradicinės pieno gamybos.

„Labai stipriai palaikau šią technologiją“, sako Milburnas, „pirmiausiai – dėl gyvūnų teisių, bet ir dėl poveikio aplinkai.“

Ledams jau esant rinkoje ir rengiantis sūrio premjerai, kitas akivaizdus žingsnis būtų nenugriebto pieno gėrimas, arbatos ar kavos gardinimas. Tačiau tai visai kitas iššūkis – ne dėl technologinių apribojimų, bet dėl vadinamų „pieno karų“. Pavyzdžiui, ES pieno pramonės lobistai įtikino įstatymų leidėjus uždrausti augalinių pieno pakaitalų iš avižų ir riešutų pavadinimuose naudoti žodžius „pienas“ ir „jogurtas“. Pernai Europos parlamentas nubalsavo išplėsti draudimą, kad jis apimtų bet kokį pieno produktų „užuominą“, bet gegužę planą atmetė dėl aplinkosaugininkų, vartotojų ir gyvūnų gerovės grupių spaudimo.

Panašūs barjerai ir JAV, kur FDA pieną apibrėžia kaip „pieno liaukų sekretą, kuriame praktiškai nėra priešpienio, gaunamą iki galo pamelžus vieną ar daugiau sveikų karvių“. Dabar JAV legislatūra rengiasi išplėsti apibrėžimą pieno liaukų sekretu iš kitų pieninių gyvūnų, bei taip pat uždrausti naudoti žodžius „pienas“, „jogurtas“ ir „sūris“ augalinėms alternatyvoms. FDA jau įvardijo šias alternatyvas kaip „maistiškai mažiau vertingas“ ir draudžia jas pardavinėti vienoje lentynoje su tradiciniais pieno produktais.

Tuo tarpu ES ir JK pienas apibūdinamas kaip „normali tešmens sekrecija, gauta vienu ar daugiau melžimų, nieko ten nepridedant ir neišskiriant“. „Toks apibūdinimas Toks apibrėžimas neapima precizine fermentacija pagamintų produktų,“ sako Sophie Clarke Dairy UK prekybos asociacijos.

Pieno pramonė pagrįstai bijo, sako Mellon. Per praėjusius du metus dvi didžiausios JAV pieno kompanijos, Borden Dairy ir Dean Foods, bankrutavo iš dalies dėl pieno alternatyvų konkurencijos.

Pieno pramonė dar nevykdo lobizmo prieš PF, tačiau agresyvus jos priešinimasis augalinėms alternatyvoms rodo, ko tokios kompanijos kaip Formo gali tikėtis, sako Lisa Jordan Powell iš Sweet Briar College Virdžinijoje.

Laikymasis krūtinės lygyje

Bet yra rinka, kur kažkas panašaus į nenugriebtą pieną gali įžengti, ir neturinti nieko bendro su karvėmis. GFI duomenimis, dvi JAV precizinės fermentacijos firmos – Harmony Bostone ir Helaina Niujorke – kuria žmogaus krūtų pieną. Dvi kitos kompanijos, Biomilq Šiaurės Karolinoje ir TurtleTree Singapūra, žvalgosi į tą pačią rinką, bet eina kitu keliu, augindamos žmonių pieno liaukų ląsteles ir surinkdamos jų išskirtą pieną. Tai arčiau mėsos kultūros technologijos, nei PF.

Nė viena dar nepademonstravo prototipo ir nėra aišku kuri alternatyvi krūtis geresnė. Bet potencialas milžiniškas, sako Mellon. „Nežinau, kiek truks jų kelionė į rinką, bet ne tiek jau daug. O rinka didelė – manome, virš 50 milijardų dolerių.“

O kur dar kiti gyvūninės kilmės produktai. Kuriami riebalai, kolagenas ir kraujas, didžiąja dalimi kaip skonio ir tekstūros autentiškumą suteikiantys priedai mėsos kultūroms (gal kam veganiškų kraujinių vėdarų?). Kuriami ir kiaušiniai, nors sukurti atskirus baltymus ir trynį sudėtinga. Clara Foods kompanija jau sugalvojo kiaušinių baltymų, skirtų kepykloms, precizinės fermentacijos technologiją, nors rinkoje dar nepasirodė. MagicCaviar kompanija teigia kurianti kitokio tipo kiaušinių, – žuvų ikrų – versiją. Ir dar daugybė ne maisto produktų laukia būti preciziškai sufermenuoti (žr. „Alternatyvios medžiagos“).

Galiausiai, sako Zak Weston iš GFI, sėkmę ar nesėkmę apibrėš tai, kas visada apibrėžia naujų maisto produktų lemtį: skonis, kaina, prieinamumas ir patogumas. Jei precizinė fermentacija tai suteiks, tokios kompanijos kaip Perfect Day klestės. Kaip sako Milburn, „šio pudingo įrodymas bus jo valgymas“

Graham Lawton
www.newscientist.com