Dyrket kjøtt er ekte kjøtt dyrket fra dyreceller uten å oppdra eller slakte dyr. Det er raskere å produsere og kan redusere klimagassutslipp med opptil 92% samtidig som det bruker 90% mindre land sammenlignet med konvensjonelt jordbruk. Prosessen involverer fem viktige trinn:
- Celleutvalg og innsamling : Celler tas fra dyr via biopsier og lagres for langtidsbruk.
- Forberedelse av vekstmedium : Næringsrike løsninger gir næring til cellene, med kostnadseffektive, serumfrie alternativer nå tilgjengelige.
- Bioreaktor-kultivering : Celler vokser i kontrollerte miljøer, fra små til store bioreaktorer.
- Utvikling av kjøttstruktur : Stillas og 3D-printing skaper teksturen og strukturen til kjøttet.
- Endelig bearbeiding og sikkerhetssjekk : Kjøttet testes for sikkerhet, pakkes og gjøres klart for salg.
Rask Sammenligningstabell
| Aspekt | Dyrket Kjøtt | Konvensjonelt Kjøtt |
|---|---|---|
| Produksjonstid | 2–8 uker | 6 måneder til 2,5 år |
| Landbruk | 90% mindre | Høy |
| Vannforbruk | 98% mindre | Høy |
| Utslipp av Drivhusgasser | Opptil 92% mindre | Høy |
| Dyrevelferd | Ingen slakting | Krever slakting |
Dyrket kjøtt transformerer matindustrien ved å tilby en raskere, mer bærekraftig måte å produsere kjøtt på. Med regulatoriske godkjenninger som går fremover og produksjonskostnader som faller, er det i ferd med å bli et levedyktig alternativ i Storbritannia og utover.
Trinn 1: Cellevalg
Å velge de riktige cellene er et avgjørende trinn. Det påvirker ikke bare hvor effektiv prosessen er, men bestemmer også kvaliteten på det endelige produktet.
Metoder for celleinnsamling
Celler oppnås gjennom minimalt invasive biopsier, som sikrer at deres levedyktighet bevares under strenge forhold. Moderne tilnærminger fokuserer på å høste muskelceller, da disse utgjør hovedkomponenten i dyrket kjøtt.
Dan Nelson, produktdirektør ved CARR Biosystems, deler:
"Gjennom vår plattform støtter vi celle- og genterapi, biologiske produkter og dyrkede kjøttselskaper. Dyrkede kjøttselskaper bruker for tiden vår plattform for å optimalisere cellesortering, vask og væskeutveksling for genredigering, cellebanking, frøtrening, celleekspansjon og differensiering gjennom produkthøsting."
Valg av celletype
Når det gjelder produksjon av dyrket kjøtt, er to hovedtyper av celler vanligvis brukt:
| Celletype | Fordeler | Ulemper | Beste bruksområder |
|---|---|---|---|
| Voksne stamceller | - Enklere å samle inn - Enkel differensiering - Mer allment akseptert etisk |
- Begrenset evne til å formere seg - Langsommere vekstrate |
- Umiddelbare produksjonsbehov - Spesifikke typer kjøtt |
| Pluripotente stamceller | - Ubegrenset vekstpotensial - Kan transformeres til hvilken som helst celletype - Langsiktig bruk |
- Mer komplekse å dyrke - Høyere produksjonskostnader - Vanskeligere å differensiere |
- Storskala produksjon - Allsidige kjøttprodukter |
Ulike selskaper jobber med en rekke startceller, som skjelettmuskelstamceller, fibroblaster, mesenkymale stamceller og fettvev-avledede celler.Utvikling av nye cellelinjer egnet for produksjon kan ta alt fra 6 til 18 måneder.
Når de optimale cellelinjene er på plass, blir det essensielt å sikre deres langsiktige levedyktighet gjennom riktig lagring.
Cell Storage Systems
Effektiv lagring er nøkkelen til å opprettholde cellelevedyktighet og sikre konsistens i produksjonen. Kryopreservering ved -80°C har vist utmerkede resultater. For eksempel beholdt bovine myogene celler 97,9% vitalitet etter ett år i kryopreservering, uten tap i deres evne til å vokse eller differensiere.
Steffen Mueller, European Business Manager hos CARR Biosystems, fremhever:
"Det viktige er å starte tidlig med å fullt ut karakterisere kritiske prosessparametere som påvirker produktets produksjonseffektivitet og kvalitet."
For å opprettholde cellekvalitet, er riktige lagringssystemer avhengige av:
- Temperaturkontrollerte miljøer
- Spesialisert bevaringsmedium
- Rutinemessig levedyktighetstesting
- Strenge protokoller for forebygging av forurensning
- Detaljert journalføring og dokumentasjon
Nylige regulatoriske godkjenninger fremhever suksessen til disse metodene. I 2024 godkjente Israels helsedepartement Aleph Farms' dyrkede biffprodukt, mens i Storbritannia fikk Meatly grønt lys til å selge dyrket kylling som dyrefôr. Disse milepælene understreker fremgangen som gjøres innen produksjon av dyrket kjøtt.
Trinn 2: Forberede vekstmedium
Vekstmedium utgjør ryggraden i produksjon av dyrket kjøtt, og gir næringsstoffene som trengs for cellevekst og utvikling.Dens sammensetning påvirker ikke bare effektiviteten av cellevekst, men spiller også en rolle i kvaliteten på det endelige produktet. Her er en nærmere titt på dens nøkkelkomponenter, nylige fremskritt og kostnadsbesparende tilnærminger som baner vei for storskala produksjon.
Vekstmedieingredienser
Ingrediensene i vekstmedier er nøye utvalgt for å støtte celledannelse og sikre optimale vekstforhold:
| Komponent | Funksjon | Eksempel |
|---|---|---|
| Glukose | Energikilde | Matkvalitet dekstrose |
| Aminosyrer | Proteins byggesteiner | L-glutamin, essensielle aminosyrer |
| Uorganiske salter | Opprettholde cellulær balanse | Natriumklorid, kaliumklorid |
| Vitaminer | Støtte metabolske prosesser | B-kompleks, askorbinsyre |
| Buffere | Regulere pH-nivåer | HEPES, bikarbonatsystemer |
For å oppnå de beste resultatene må disse ingrediensene balanseres nøyaktig.Vannet som brukes i mediet gjennomgår grundig behandling - omvendt osmose, deionisering og filtrering - før det steriliseres med et 0,22 µm filter.
Serumfrie alternativer
Overgangen til serumfrie løsninger har vært en banebryter for industrien. I en stor utvikling fikk Aleph Farms godkjenning fra Israels helsedepartement i januar 2024 for deres serumfrie dyrkede biff, noe som markerer et betydelig fremskritt.
The Good Food Institute fremhever den kritiske rollen til vekstmedier, og uttaler:
"Cellkulturmediet er den viktigste faktoren for den kortsiktige suksessen til den dyrkede kjøttindustrien."
Mosa Meat, i samarbeid med Nutreco, har gjort betydelige fremskritt ved å erstatte 99,2% av deres basale cellefôr med matvarekomponenter, samtidig som de opprettholder lignende cellevekstrater.Disse innovasjonene fremmer ikke bare vitenskapen, men bidrar også til å redusere kostnadene.
Redusering av mediekostnader
Å redusere kostnadene for vekstmedier er avgjørende for å gjøre dyrket kjøtt skalerbart og rimelig. Her er noen effektive strategier som benyttes:
- Optimaliserte formuleringer: Forskere ved Northwestern University har oppnådd en kostnadsreduksjon på 97 % i stamcellemedier gjennom optimaliserte formuleringer og storkjøp.
- Matkvalitetskomponenter: Bruk av matkvalitetsingredienser i stedet for reagenskvalitetsalternativer kan redusere kostnadene med opptil 82 % når de kjøpes i bulk (1 kg skala).
- Innovative produksjonsmetoder: Believer Meats har utviklet et serumfritt medium som koster kun £0,50 per liter ved å erstatte dyre proteiner med optimaliserte konsentrasjoner av mer rimelige komponenter.
IntegriCulture Inc., i samarbeid med JT Group, har også gjort fremskritt ved å redusere antall mediekomponenter fra 31 til 16, og innlemme gjærekstrakt som en mer økonomisk aminosyrekilde. Disse fremskrittene er avgjørende for å sikre at produksjonen av dyrket kjøtt til slutt kan nå en kostnadseffektiv og bærekraftig skala.
Trinn 3: Vekst i bioreaktor
Bioreaktorer er ryggraden i cellevekst i kontrollerte miljøer, og tilbyr presise forhold og skalerbarhet for å møte produksjonskravene.
Bioreaktoralternativer
Det finnes ingen universell løsning når det gjelder bioreaktorer.Ulike design imøtekommer spesifikke behov, hver med sine egne fordeler:
| Bioreaktortype | Nøkkelfunksjoner | Best egnet for |
|---|---|---|
| Omrørt tank | Mekanisk blanding, kapasitet opptil 20,000L | Storskala suspensjonskulturer |
| Luftløft | Ingen bevegelige deler, minimal skjærspenning | Ultra-store volumer (>20,000L) |
| Hul fiber | Overflate for cellefeste, lav mekanisk stress | Spesialisert vevsvekst |
| Vippeplattform | Skånsom blanding, engangssystemer | Liten til middels skala produksjon |
For eksempel utvikler Cellular Agriculture Ltd en hul fiberbioreaktor skreddersydd spesielt for dyrkede kjøttcelletyper. Dette reflekterer et skifte i bransjen mot å lage utstyr designet for disse applikasjonene, i stedet for å omforme farmasøytiske verktøy.
Vekstforhold
Når den riktige bioreaktoren er valgt, blir det å opprettholde det perfekte miljøet for cellevekst hovedfokuset. Moderne bioreaktorer er utstyrt med avanserte overvåkingssystemer for å holde kritiske parametere under kontroll:
- Temperatur: Holdes stabil på 37°C, da selv en liten økning over 38°C kan skade cellehelsen.
- pH-nivåer: Nøyaktig styrt mellom 7,0 og 7,4 med automatiserte buffersystemer.
- Oksygenmetning: Holdes innenfor 20–50% av luftmetning for å fremme vekst.
Marie-Laure Collignon, Senior Bioprocess Application Scientist hos Cytiva, fremhever viktigheten av disse parameterne:
"Å kontrollere de viktigste parameterne i en bioreaktor, som temperatur, pH, ren O2 (pO2), agitasjon og trykk, er essensielt for å opprettholde celler i et fysisk og kjemisk miljø, og optimalisere deres ytelse."
Produksjonsoppskalering
Ifølge McKinsey kan produksjonsvolumene hoppe fra 1 000–75 000 tonn innen 2025 til hele 400 000–2,1 millioner tonn innen 2030. For å oppnå dette kreves det fremskritt innen bioprosesser, medieformuleringer og bioreaktorteknologi, som allerede viser lovende resultater:
- Prosessforbedringer: Genetisk konstruerte cellelinjer konverterer nå glutamat til glutamin internt, noe som reduserer ammoniakkoppbygging.
- Kontinuerlig prosessering: Et nytt peptidbelegg gjør det mulig for celler å feste seg, vokse og løsne kontinuerlig, noe som effektiviserer operasjonene.
- Avkastningsøkning: Avkastningen har økt fra 5–10 g/L til 300–360 g/L, takket være forbedrede bioreaktordesign og optimaliserte prosesser.
Mens de fleste selskaper for tiden produserer i kilogramskala, er store bioreaktorer på horisonten, med planer om betydelig vekst i løpet av de neste årene. Disse utviklingene legger grunnlaget for at kommersiell produksjon skal bli en realitet.
Trinn 4: Lage kjøttstruktur
Å bygge strukturen til dyrket kjøtt begynner med å velge de riktige stillasmaterialene. Disse materialene gjenskaper den ekstracellulære matrisen som finnes i naturlige vev, og gir nødvendig støtte for cellevekst og utvikling.
| Stillastype | Brukte materialer | Fordeler |
|---|---|---|
| Naturlig | Fibrin, gelatin, hyaluronsyre | Oppmuntrer til naturlig celleinteraksjon |
| Plantebasert | Soyaprotein, aspargesvev, alginat | Rimelig og miljøvennlig |
| Syntetisk | PEG, PGA, PHEMA | Tilpassbare egenskaper |
| Kompositt | Naturlig-syntetiske blandinger | Kombinerer styrkene til forskjellige materialer |
Forskere ved National University of Singapore (NUS) har gjort fremskritt ved å bruke planteproteiner avledet fra mais, bygg og rug for å lage spiselige stillaser.Disse stillasene støtter ikke bare cellevekst, men opprettholder også sin struktur gjennom hele dyrkingsprosessen. Med hjelp av avansert 3D-printing, gjør disse konstruerte materialene det mulig å forme kjøttstrukturer presist.
3D-printing Metoder
3D-printing spiller en nøkkelrolle i utformingen av strukturen til dyrket kjøtt. Aleph Farms har utviklet en bioprintingsplattform som fikk regulatorisk godkjenning i Israel i januar 2024.
"Du kan kontrollere formen, strukturen, smakprofilen og næringsverdien til en matvare ved å integrere ulike ingredienser. Dette er spesielt viktig for industrien for dyrket kjøtt, hvor forskjeller i tekstur, smak og farge er essensielle for å produsere kjøttprodukter på nivå med den konvensjonelle kjøttindustrien." – Bryan Quoc Le, matforsker
Prosessen involverer tre hovedtrinn:
- Bio-blekk forberedelse: Kombinere kultiverte celler med støttematerialer for å lage en utskrivbar blanding.
- Lag-for-lag konstruksjon: Bruke digitale design for å avsette bio-blekk med presisjon.
- Strukturstabilisering: La den utskrevne strukturen modnes og utvikle vevslignende egenskaper.
Denne graden av presisjon bidrar til å skape kjøtt med den teksturen og strukturen som forbrukerne forventer.
Teksturutvikling
Tekstur er en avgjørende faktor for forbrukertilfredshet. Forskere ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) har utviklet en innovativ metode kalt immersion Rotary Jet-Spinning (iRJS).Denne teknologien produserer nanofibre som ligner tett på den fibrøse strukturen til naturlig kjøtt.
Viktige aspekter ved teksturutvikling inkluderer:
| Aspekt | Metode | Resultat |
|---|---|---|
| Muskelstruktur | Justerte nanofiberskafolder | Produserer lange, kjøttlignende fibre |
| Fettfordeling | Strategisk plasserte fettceller | Oppnår ideell marmorering, omtrent 36% fett |
| Vevsmodning | Kontrollerte miljøforhold | Sikrer riktig konsistens og tekstur |
"Smak, farge og tekstur vil være avgjørende for forbrukerens aksept av dyrket kjøtt", sier David Kaplan, Stern Family Professor of Engineering ved Tufts University School of Engineering.
Selskaper som Steakholder Foods setter disse prinsippene ut i livet. De har skapt høyt marmorert biff ved å lagre muskel- og fettvev med utrolig presisjon. Deres teknologi tillater til og med programmerbare marmoreringmønstre, som viser hvor langt produksjonen av dyrket kjøtt har kommet i å replikere teksturen og utseendet til tradisjonelt kjøtt.
sbb-itb-c323ed3
Trinn 5: Endelig bearbeiding
Etter dyrkingen i bioreaktorer og utviklingen av kjøttets struktur, er neste trinn å forberede produktet for detaljhandel. Denne fasen handler om å sikre at kjøttet er trygt å konsumere og oppfyller høye kvalitetsstandarder.
Kjøttinnsamling
Det dyrkede kjøttet skilles forsiktig fra vekstmediet i et sterilt og kontrollert miljø. På dette tidspunktet utføres en innledende kvalitetskontroll for å verifisere at vevet har dannet seg og differensiert som tiltenkt før man går videre.
Sikkerhetskontroller
Når kjøttet er samlet inn, gjennomgår det strenge sikkerhetsprotokoller beskrevet i FSIS Directive 7800.1. Disse inkluderer mikrobiologiske tester for aerobe tellinger, Salmonella, og Listeria monocytogenes. Ytterligere trinn, som kvalitetsvurderinger, miljøovervåking og grundige dokumentasjonsgjennomganger, sikrer at produktet er trygt og i samsvar.
"Mat laget med dyrkede dyreceller må oppfylle de samme strenge kravene, inkludert sikkerhetskrav, som all annen mat regulert av FDA." – FDA Pressemelding
Produktavslutning
I denne fasen blir det dyrkede kjøttet pakket for å sikre at det forblir friskt og visuelt tiltalende samtidig som det forlenger holdbarheten.Flere emballeringsmetoder brukes avhengig av produktets behov:
- Modifisert Atmosfære Emballasje (MAP): Bruker en gassblanding (50% O₂, 30% CO₂, 20% N₂) for å opprettholde farge og minimere oksidasjon.
- Vakuumemballasje: Reduserer fettoksidasjon ved å fjerne luft.
- Aktiv Emballasje: Inkorporerer naturlige antioksidanter for å gi ekstra beskyttelse mot oksidasjon.
Valget av emballasje avhenger av produktets egenskaper og ønsket holdbarhet. Etter hvert som teknologien utvikler seg, fortsetter prosesserings- og emballeringsmetoder å tilpasse seg for å møte både regulatoriske krav og forbrukerforventninger. Tiden som kreves for dette stadiet varierer basert på produksjonsskala og spesifikke produktkrav.
Sammenligning av produksjonstid
Laboratoriedyrket kjøtt produseres på bare 2–8 uker, et dramatisk fremskritt sammenlignet med tradisjonelle tidslinjer for storfekjøttproduksjon. Konvensjonelt storfekjøtt tar vanligvis 14–15 måneder, mens gressforet storfekjøtt kan strekke seg til 24–30 måneder. Disse kortere produksjonstidene omformer hvordan industrien møter økende forbrukeretterspørsel.
Tradisjonell storfeoppdrett krever at dyrene når en vekt på 540–590 kg før de kan sendes til markedet, noe som krever store mengder tid, ressurser og land i prosessen.
Nylige fremskritt presser disse grensene enda lenger. For eksempel har Meatable's Opti-Ox-teknologi halvert tiden for celledifferensiering, og redusert den fra åtte dager til bare fire.
"Dette er virkelig et bemerkelsesverdig øyeblikk for Meatable og den dyrkede kjøttindustrien som helhet, da vi nettopp har gjort den raskeste prosessen i bransjen enda raskere." - Daan Luining, medstifter og CTO i Meatable
Her er en sammenligning av produksjonstidslinjer for ulike kjøtttyper:
| Kjøttype | Tradisjonell produksjonstid | Dyrket produksjonstid |
|---|---|---|
| Storfe | 14-15 måneder (standard) / 24-30 måneder (gressforet) | 2-8 uker |
| Svin | 244-284 dager (inkludert 114 dagers drektighet) | 2-8 uker |
| Kylling | 6-7 uker | 2-4 uker |
Bruken av bioreaktorer i produksjon av dyrket kjøtt sikrer et kontrollert og konsistent miljø året rundt. Dette betyr at produksjonen ikke påvirkes av sesongmessige endringer eller vær, noe som gir stabile forsyningskjeder og forutsigbar produksjon.Slik pålitelighet er en spillveksler for å møte markedets krav effektivt.
Meatable's fire-dagers prosess er nå den raskeste i bransjen, og gjør den omtrent 60 ganger raskere enn tradisjonelle metoder for svinekjøttproduksjon. Denne hastigheten tillater rask markedsadaptasjon og bedre utnyttelse av produksjonsfasiliteter.
Konklusjon: Neste steg
Etter hvert som den dyrkede kjøttindustrien utvikler seg, er fokuset nå på å skalere opp produksjonen, tilpasse regulatoriske rammeverk og forberede markedet for bredere adopsjon. Fremskritt innen teknologi reduserer kostnadene, med serumfrie medieformuleringer som forventes å falle under £0.19 per liter - et lovende tegn for fremtiden.
Skaleringsinnsats står i sentrum.Bioreaktorer med kapasiteter på opptil 15 000 liter er nå i bruk, noe som driver utviklingen av mer effektive anleggsdesign, større automatisering og forbedrede beregningsverktøy for å optimalisere medieformulering. Samtidig akselererer fremskritt innen celleteknikk fremgangen på alle områder.
For å opprettholde dette momentumet er regulatorisk tilpasning og økonomisk støtte avgjørende.
"For å utvide teknologien [nødvendig for å produsere dyrket kjøtt], trenger vi investeringer i capex [kapitalutgifter], som er veldig dyre for denne typen teknologi. Regjeringer bør delta [i innsamling av midler], da det for tiden hovedsakelig ledes av private investorer." - Neta Lavon, teknologidirektør ved Aleph Farms
Den britiske regjeringen har allerede lovet £75 millioner til bærekraftige matinitiativer, og Food Standards Agency sitt regulatoriske sandkasseprogram jobber for å fremskynde godkjenningsprosesser.Å forenkle disse regulatoriske prosessene er avgjørende, da det nåværende systemet med kostbare og tidkrevende innleveringer kan bremse fremgangen.
Markedspotensialet er enormt, med prognoser som antyder at industrien kan nå £68,4 milliarder innen slutten av tiåret. En teknisk-økonomisk analyse anslår at dyrket kylling til slutt kan koste £4,71 per pund, noe som gjør det konkurransedyktig med økologisk kylling. Denne utviklingen er bygget på et fundament av sikkerhet og innovasjon.
"Sikker innovasjon er kjernen i dette programmet. Ved å prioritere forbrukersikkerhet og sørge for at nye matvarer, som celle-dyrkede produkter, er trygge, kan vi støtte vekst i innovative sektorer. Vårt mål er å til slutt gi forbrukerne et bredere utvalg av ny mat, samtidig som vi opprettholder de høyeste sikkerhetsstandardene." - Prof Robin May, chief scientific advisor at the FSA
Fokuset skifter nå til å forbedre smak og tekstur, øke rimeligheten og utvide tilgjengeligheten. Disse innsatsene har som mål å etablere dyrket kjøtt som et praktisk og attraktivt proteinvalg for forbrukere over hele Storbritannia.
Vanlige spørsmål
Hvordan gjør bioreaktorer produksjonen av dyrket kjøtt mer bærekraftig?
Bioreaktorer spiller en nøkkelrolle i å produsere dyrket kjøtt på en mer bærekraftig måte. De gir et kontrollert miljø hvor dyreceller kan vokse til vev, og eliminerer behovet for å oppdra eller slakte dyr. Denne tilnærmingen reduserer betydelig utslipp av klimagasser og krever langt mindre land sammenlignet med tradisjonelt jordbruk.
Studier indikerer at dyrket kjøtt kan redusere utslipp med opptil 92% og landbruk med 90%.I tillegg kan bioreaktorer operere ved bruk av fornybar energi, noe som ytterligere reduserer deres miljøpåvirkning. Ved å håndtere etiske bekymringer og miljøpress, presenterer denne teknologien en lovende løsning for å møte den økende globale etterspørselen etter protein.
Hva gjør det så utfordrende å redusere kostnadene for vekstmedier for dyrket kjøtt, og hvordan takler selskaper dette problemet?
Å redusere kostnadene for vekstmedier er en av de største hindringene i produksjonen av dyrket kjøtt, da det kan utgjøre så mye som 95% av de totale kostnadene. De viktigste utfordringene inkluderer å finne rimelige ingredienser, oppfylle strenge regulatoriske standarder, og sikre at mediet gir de nødvendige næringsstoffene for at cellene skal vokse effektivt.
For å takle disse hindringene jobber mange selskaper med serumfrie medier, som fjerner dyre komponenter basert på dyr.De finjusterer også formuleringer for å inkludere mer budsjettvennlige ingredienser. Andre ser på alternative kilder til proteiner og vekstfaktorer, samtidig som de forbedrer bioprosesseffektiviteten for å minimere medieforbruket. Disse fremskrittene er avgjørende skritt mot å gjøre dyrket kjøtt mer rimelig og allment tilgjengelig.
Hvordan forbedrer 3D-printing og avanserte stillas teksturen og smaken av dyrket kjøtt?
Fremskritt innen 3D-printing og stillasmaterialer omformer måten dyrket kjøtt etterligner teksturen og smaken av tradisjonelt kjøtt. Ved å bruke spiselige, plantebaserte stillas, forbedrer disse teknologiene den generelle munnfølelsen samtidig som de veileder cellevekst for å replikere de intrikate mønstrene som finnes i naturlige kjøttstykker.
Det som er enda mer spennende er potensialet for stillas å inkludere smaksforsterkende komponenter.Disse kan frigjøre spesifikke forbindelser under matlaging, og levere en smaksopplevelse som føles nærmere konvensjonelt kjøtt. Sammen hjelper disse innovasjonene dyrket kjøtt ikke bare til å se ut som ekte vare, men også smake og føles som det, noe som gjør det til et mer fristende valg for forbrukere.
