Присъединете се към WIRED за най-дълбокото гмуркане досега в науката за невъзможния бургер, генетично конструираното фалшиво месо с мисия да разшири телешкото производство.

Готвачът, пълен с мрежа за коса, слага червената баничка върху скарата и я притиска с шпатула. И там, този безпогрешен писък и мирис. Тя хвърля баницата и й дава друга преса, оставя я да седне, притиска я и я издърпва от скарата на кок.

бургер

Това не е вечеря и това не е обикновен готвач. Тя е облечена не с престилка, а с лабораторно палто и предпазни очила, стоящи в хибрид между лаборатория и кухня в офис парк в Силициевата долина. Тук компания, наречена Impossible Foods, е направила през последните шест години нещо не съвсем невъзможно, но определено малко вероятно: Проектиране на растителен бургер, който мирише, вкусва, изглежда и дори се чувства като говеждо месо.

На пазара има и други вегетариански бургери, разбира се, но Impossible Foods иска да продаде на потребителите истински аналог на месо - такъв, който изисква съвсем различен вид инженеринг от вашите бургери от Boca или черен боб. Така че WIRED иска да ви отведе на най-дълбокото гмуркане досега в науката зад Невъзможния бургер.

Ухапването в невъзможен бургер означава ухапване в бъдеще, в което човечеството трябва по някакъв начин да нахрани взривяващо се население, а не допълнително да застрашава планетата с все повече добитък. Тъй като добитъкът и по-специално кравите преминават през непостижими количества храна и вода (до 11 000 галона годишно на крава) и заемат огромни площи земя. И техните емисии на метан от стомашно-чревния тракт също не са в полза на борбата с глобалното затопляне (говедовъдният газ съставлява 10 процента от емисиите на парникови газове в целия свят).

Това е вътрешната история на инженерството на невъзможния бургер, фалшивото месо на мисия да промени света с една част соево растение, една част генно инженерни дрожди - и една част активизъм. Както се случва обаче, не можете да повдигнете ада в доставките на храна, без първо да повдигнете няколко вежди.

Слабата, средна машина за хем

Какво прави бургер бургер? Миризмата, от една страна, и вкусът и текстурата, всички работят съвместно за създаване на нещо животинско. Той е зареден с всякакви протеини, които взаимодействат помежду си по уникални начини, създавайки някакъв пъзел. Но Impossible Foods смята, че същността на месото се състои в съединение, наречено хем, което придава на смляното говеждо цвят и неясно метален вкус - благодарение на желязото в молекулата на хема. В кръвта хемът живее в протеин, наречен хемоглобин; в мускулите, това е в миоглобина.

Интересното е, че ще намерите глобини (клас протеини) не само в животинското царство, но и в растенията. Например соевите корени носят версия, наречена leghemoglobin, която също носи хем. Легхемоглобинът в соята и миоглобинът в месото споделят подобна триизмерна структура, състояща се от това, което е известно като алфа спираловидна глобинова гънка, която се увива около хема.

И какво, ако можете да извлечете хема от растение, за да получите тази тайна съставка в говеждо месо? Е, основният проблем, открит от Impossible Foods, е, че ще ви трябва много соя: Един декар соя би дал само килограм соев легемоглобин.

Повече наука за храните

Група пекари, мелничари и учени работят, за да направят пълнозърнестите храни вкусни.

Регулаторната сцена в Европа не може да изглежда направо към правилата за нови видове редактиране на генома

Тази есен фермерите събират 50 000 акра памук, засаден с микробен спрей, предназначен да подобри добивите при условия на ниска вода.

Основателят и главен изпълнителен директор на Impossible Foods Пат Браун измисли как да хакнем заедно по-добър начин. Техниците вземат гени, които кодират соевия белтък хемоглобин и ги вмъкват във вид дрожди, наречен Pichia pastoris. След това те подхранват модифицираната мая с захар и минерали, което я кара да расте и репликира и произвежда хем с част от отпечатъка от полска соя. С този процес Impossible Foods твърди, че произвежда фалшив бургер, който използва 20-та част от земята, необходима за хранене и отглеждане на добитък и използва една четвърт от водата, като същевременно произвежда осма от парниковите газове (въз основа на метрика, наречена жизнен цикъл Оценяване).

Сега, проектирането на „говежди“ бургер от нулата, разбира се, е нещо повече от просто хем, който „Невъзможни храни“ смята за основна съставка. Мляното говеждо месо съдържа плеяда от различни съединения, които взаимодействат помежду си, превръщайки се в готвенето на месото. За да сглобите растителен бургер, който не може да се различи от истинския, трябва да идентифицирате и пресъздадете колкото се може повече от тези вкусове.

За да направи това, Impossible Foods използва така наречената система за газова хроматография с масова спектрометрия. Това загрява проба от говеждо месо, освобождавайки аромати, които се свързват с парче влакно. След това машината изолира и идентифицира отделните съединения, отговорни за тези аромати. „Така че сега ще имаме някакъв пръстов отпечатък на всеки един аромат, който се съдържа в говеждото,“ казва Селесте Холц-Шиетингер, главен учен в Impossible Foods. „Тогава можем да кажем: Колко близо е невъзможният бургер? Къде можем да направим подобрения и да повторим, за да определим как да направим всяко от тези специфични ароматични съединения? "

Този вид деконструкция е често срещан в науката за храните, начин да се разбере как точно различните съединения произвеждат различни вкусове и аромати. „На теория, ако знаехте всичко, което е там, в правилните пропорции, бихте могли да пресъздадете от самите химикали този специфичен вкус или аромат“, казва Staci Simonich, химик от държавния университет в Орегон.

Тогава има проблем с текстурата. Нищо не се чувства като говеждо месо. Така че невъзможните храни изолират отделни протеини в месото. „След това, когато идентифицираме какви точно са тези протеинови свойства, ние разглеждаме растенията за растителни протеини, които имат същите тези свойства“, казва Холц-Шиетингер. Растителните протеини са склонни да имат по-горчив вкус, така че Impossible Foods трябва да развива протеини с по-чист вкус.

Това, върху което са се приземили в текущата итерация, е изненадващ микс. Съставките включват пшеничен протеин, за да придадат на бургера толкова твърдост и дъвчене. И картофен протеин, който позволява на бургера да задържа вода и да премине от по-меко състояние в по-твърдо състояние по време на готвене. За мазнини Impossible Foods използва кокос с изсмукан аромат. И тогава, разбира се, се нуждаете от легемоглобин за хем, който придава у дома вкуса на „месото“.

За нещо, което толкова точно имитира вкуса, външния вид и усещането и миризмата на месо (и повярвайте ни, наистина го прави), Impossible Burger всъщност не е толкова сложен. „По-ранните итерации бяха много по-сложни, защото не ги разбирахме напълно“, казва Холц-Шиетингер (експерименти с краставица и известния миризлив плод дуриан не се изчерпват, нито се опитва да възпроизведе различните съединителни тъкани на крава ). „Сега разбираме кой компонент движи всяко сетивно изживяване.“

В момента Impossible Burger се предлага само в избрани ресторанти, въпреки че Impossible Foods току-що отвори завод с идеята да увеличи производството от 300 000 паунда на месец на милион. Но тъй като те се фокусират върху разширяването, някои критици повдигат въпроси за утрешния бургер.

Правителство, запознайте се с бъдещето. Бъдещето, правителство

През 2014 г. Impossible Foods подаде до FDA това, което е известно като GRAS известие или „общопризнато като безопасно“. В него компанията изброява причините, които счита, че соевият легемоглобин е безопасен за консумация от хората. Те твърдят, че Leghemoglobin е химически подобен на други глобини, които се считат за безопасни, така че той трябва да носи същото доверие сред потребителите. Хранителните компании не са длъжни да казват на FDA, когато въвеждат нови съставки, и подаването на този вид самостоятелно определяне на GRAS не е задължително, но Impossible Foods казва, че е направило това в името на прозрачността.

„Легхемоглобинът по структура е подобен на протеините, които консумираме през цялото време“, казва главният научен директор на Impossible Foods Дейвид Липман. "Но все пак направихме проучванията за токсичност и те показаха, че това е безопасно." Например те сравниха протеина с известни алергени и не намериха съвпадение.Кампанията получи и ОК от група експерти, включително ученият по храните Майкъл Париза от Университета на Уисконсин, Мадисън.

Но компанията не получи благословията, която търсеше от FDA. Както е описано подробно в документи FOIA, издадени от екологични групи и публикувани от The New York Times през август, FDA постави под съмнение заключенията на компанията. „FDA вярва, че представените аргументи, индивидуално и колективно, не установяват безопасността на SLH [соев легемоглобин] за консумация, нито сочат към общо признание за безопасност ...“, пише FDA в бележка. Това не означава, че FDA стигна до заключението, че легемоглобинът е опасен, просто че има въпроси.

FDA също така отбеляза, че инженерните дрожди на компанията не произвеждат само легемоглобин - тя също така произвежда 40 други нормално срещащи се протеини от дрожди, които попадат в бургера, което „повдига допълнителен въпрос за това как аргументът за безопасността може да бъде направен единствено на SLH. " Impossible Foods настоява, че тези протеини са безопасни и отбелязва, че дрождите, които е проектирал, са нетоксични и че проучванията му за токсичност изследват цялата съставка на легемоглобина.

Impossible Foods оттегли съобщението си за GRAS през ноември 2015 г., за да извърши ново проучване. Те хранеха плъхове повече от 200 пъти количеството на съставката на легемоглобина, отколкото средният американец би консумирал, ако говеждото месо в диетата им - средно 25 грама на ден - бъде заменено с фалшиво месо на Impossible (коригирано спрямо теглото). Те не откриха неблагоприятни ефекти.

Междувременно на пазара е „Невъзможният бургер“, на който са разгледани някои екологични групи. Това е и по-големият въпрос дали уведомленията по GRAS трябва да бъдат доброволни или задължителни. „Общо признатото като безопасно изключение беше предназначено за обикновени хранителни съставки, а не за водещите продукти, особено за иновативните като легемоглобин“, казва Том Нелтнер, директор на политиката за химикалите във Фонда за защита на околната среда, който не участва в FOIA. . „Не смятаме, че това трябва да бъде доброволен преглед, не смятаме, че законът го позволява.“ Съответно групата съди FDA за процеса на GRAS на агенцията.

Други са загрижени, че leghemoglobin - отново нова съставка в доставките на храни, тъй като хората обикновено не ядат соеви корени - не е преминал през достатъчно тестове, за да докаже, че е безопасен, и са съгласни с FDA, че GRAS съобщението на Impossible Foods накратко. „Въпросът на някои от нас, които критикуват това, не е, че всичко, което е проектирано, е опасно или нещо подобно“, казва Майкъл Хансен, старши учен от персонала в Потребителския съюз, който също не участва в FOIA. „Това е като вижте каквато и да е нова хранителна съставка, някаква нова хранителна добавка, разбира се, трябва да премине през процес на оценка на безопасността.“

Hansen оспорва идеята, че leghemoglobin е подобен на други ядливи глобини, следователно са безопасни. „Както FDA посочи в своя отговор, само защото протеините имат сходни функции или подобни триизмерни структури, не означава, че са сходни", казва Хансен. „Те могат да имат много различна аминокиселинна последователност и просто леките промени могат да окажат въздействие. "

Това се случва, когато бъдещето на храната попадне в чинията на правителството. Основният въпрос: Трябва ли американците да се доверят на компаниите да направят свои собствени тестове за безопасност на храните или това винаги трябва да бъде работа на федералните служители?

Реалността е, че различните видове модифицирани храни привличат различни нива на регулаторно внимание. „Това е пачуърк система с малко рима или разум“, казва ученият по култури Уейн Парот от университета в Джорджия. „Зависи от това какво се прави, как се прави и предназначението му.“ Чувате много за реколтата и най-сигурно за дългия хулабалу над тази ГМ сьомга. Но не и инженерни микроорганизми, които са изключително разпространени. Защо?

„Извън погледа, извън ума“, казва Парот. "И хората също се чувстват по-емоционални за животните, отколкото за другите неща. Със сьомгата беше политическо. Много, много политическо."

Наистина, няма генетична модификация на храната, която да е опасна. В края на краищата FDA не повишава гласа си за соевия легемоглобин, защото произхожда от генно инженерни дрожди. Работата на агенцията е да определя безопасността на храните. "Всеки риск, който е свързан, идва от черти," казва Парот. „Не идва от начина, по който влагаш тези черти там.“

Това е само началото на нова ера на високотехнологични храни с генно инженерство. Защото, ако искаме да храним бързо разрастващ се вид на планета, която остава със същия размер, ще трябва да хакнем доставките на храна. Нашите култури ще трябва да преживеят климат в хаос. „Искаме да подобрим ефективността, за да можем да храним 9 милиарда души без повече земя, без повече вода, без повече тор или пестициди“, казва Парот.

И човечеството със сигурност ще трябва да намали консумацията на месо. „Ще променим света по-драматично, отколкото която и да е компания в историята някога е правила“, казва основателят на Impossible Foods Браун. „Защото, когато погледнете въздействието на системата, която заместваме, почти половината от земната площ на Земята е заета от животновъдната индустрия, паша или производство на фуражни култури.“ Тази система, разбира се, няма да се откаже тихо.

Но кой знае. Може би шокиращата система все пак не е толкова невъзможна.

Готвачът, пълен с мрежа за коса, слага червената баничка върху скарата и я притиска с шпатула. И там, този безпогрешен писък и мирис. Тя хвърля баницата и й дава друга преса, оставя я да седне, притиска я и я издърпва от скарата на кок.