物理科技生物学-PHYICA

电脑模型为人立花ゆい工养殖的肉类替代品增添了活力

化学 2021-12-11 00:02:10

宾夕法尼亚州立大学马特·斯韦恩 研究人员称,如果实验室培养的肉类能够帮助肉类生产商满足需求,那么它将需要更加经济

信用:CC0公共领域 专家预测,使用组织工程技术在实验室生产肉类——或者实验室培养的肉类——有朝一日将变得更加可持续,营养相当,并且没有典型肉类生产的伦理问题

然而,在实验室里经济地生产肉类仍然是个问题

现在,宾夕法尼亚州立大学的化学工程师建议,使用计算机来分析家畜生长细胞的代谢需求——或者基因组规模的代谢模型——可以帮助食品科学家设计生产适合商业化规模的肉类的过程和生长介质

科斯塔斯·德说:“迄今为止,人工养殖的肉类替代品仍然贵得令人望而却步。”

唐纳德·马拉纳斯

布劳顿,化学工程系教授,计算和数据科学学院副教授

“到目前为止,最大的支出是组成细胞生长培养基的成分的成本

代谢模型有助于找到方法,提供更便宜、更符合生长细胞代谢需求的营养组合

" 化学工程博士后学者帕特里克·苏瑟斯说,代谢模型利用计算机来确定生物体内基因如何产生蛋白质,如牛和鸡

因此,我们的目标是利用这些信息来精确地指导高质量和尽可能低成本的养殖肉的生产

“理想情况下,你想用最便宜的方法来喂养生长中的细胞,以获得你想要的结果,”苏特斯说

“但是,这真的关乎效率,所以它不一定是增长最快的媒体

例如,你可以有一个增长较慢的媒体,但它的生产成本可能要低得多

" 为了用这种方法制作肉,研究人员从动物身上提取细胞,然后将这些细胞繁殖多次

目前,这一过程仅限于实验室的小规模操作,这对普通消费者来说太昂贵了

然而,通过大量生产肉类,实验室培养的肉类可能成为当前肉类生产更理想的替代产品

“化学工程和代谢模型以前没有在这个领域使用过,”苏特斯说

“我们在这里真正想做的是,看看研究人员为其他过程所做的一些步骤,并设想一个适合这个系统的过程

" 研究人员在最近一期的《美国化学工程师学会杂志》上发表了他们的评论,他们认为,对当前肉类生产的依赖正在导致越来越多的环境和健康问题

据研究人员称,饲养牲畜造成了大约18%的温室气体排放

牲畜直接或间接占所有农业用地的70%,占地球陆地面积的30%,占全球人类用水的8%以上

“肉类的消耗量正在增加,如果你看看满足这一需求所需的资源量,包括喂养动物所需的土地和作物,它对环境有很大影响,”苏蒂尔斯说

“在工业化农业中,病毒和细菌等疾病在畜群中传播的可能性也在增加

牛也产生甲烷,所以也有一些气候影响

" 他补充说,因为饲养牲畜也会引起动物福利问题,所以实验室培育的肉类对于那些因为宗教或伦理原因而反对吃肉的人来说可能是一个有吸引力的选择

虽然对大多数人来说,在实验室制作肉类的概念可能很难想象,但将其与酿酒厂进行比较可能是一种更好的可视化过程的方式,苏特斯说

“这听起来可能不寻常,但在许多方面,这可能类似于酿酒厂,”苏蒂尔斯说

“在酿酒厂,你会发现大型钢罐、大桶和其他设备,人们不一定会把它们等同于基于实验室的东西

但是人们在酿酒厂制造啤酒或酒精的同样的事情,你可以在实验室里做

" 萨瑟斯说,要使实验室培养的肉成为现实,还需要做更多的工作,但他补充说,引入计算机模型是朝着这个方向迈出的关键一步

“我们仍处于拼凑的早期阶段,”萨瑟斯说

“但是,我们认为计算机建模会对此产生重大影响

"

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