La consommation de viande dans les aliments est contraire à l'éthique envers les animaux et conduit à une augmentation significative des émissions nocives dans l'atmosphère, qui affectent le changement climatique mondial. Cette situation peut-elle être modifiée? Il est peu probable que tous les habitants de la terre deviennent végétaliens, mais la viande peut être cultivée artificiellement à partir de cellules souches animales. Alors la sortie a été trouvée? Oui, disent les scientifiques. Pas vraiment, affirment les écologistes et les technologues. La production de viande artificielle est encore trop coûteuse économiquement - et, curieusement, laisse une empreinte carbone plus abondante que la culture de la viande conventionnelle. Néanmoins, les partisans du nouveau produit ne perdent pas l'espoir de le commercialiser à l'échelle industrielle.
En septembre, les producteurs russes ont annoncé qu'ils rejoignaient la tendance mondiale de la «viande cultivée». Selon les idéologues de ce métier, au lieu de tuer des animaux pour la viande, les fibres musculaires peuvent être cultivées dans un bioréacteur à partir de cellules souches dans un milieu nutritif spécial.
Ce produit est également connu sous le nom de «viande de tube à essai» et de «viande propre». Ce dernier terme implique que vos galettes seront respectueuses de l'éthique et de l'environnement.
Le jeûne et sa viande
L'idée de produire de la viande dans un tube à essai (ou plutôt dans une boîte de Pétri) est venue de la biomédecine: les progrès de la culture de cellules souches et de l'impression 3D d'organes ont également inspiré les technologues alimentaires. En effet, si le tissu peut être cultivé en laboratoire pour la transplantation, pourquoi ne pas le cultiver pour la nourriture?
Le principe de la culture de la viande sous une forme simplifiée reprend le principe de la culture de n'importe quel tissu: les cellules souches sont isolées à partir d'un échantillon de muscle animal, qui sont ensuite multipliées dans un milieu nutritif spécial contenant des hormones et des facteurs de croissance, et forcées de se différencier en fibres musculaires.
Le processus de cuisson de la viande artificielle dans le laboratoire de l'usine d'ingrédients alimentaires d'Ochakovo.
Vidéo promotionelle:
Échantillons de cellules de viande artificielle dans le laboratoire de l'usine d'ingrédients alimentaires d'Ochakovo.
Des expériences similaires dans le but d'obtenir un produit comestible ont été menées dans des laboratoires depuis les années 1990, mais la vulgarisation de l'idée est largement due au mérite du scientifique Mark Post de l'Université de Maastricht (Pays-Bas). En 2013, il a présenté aux journalistes le premier hamburger avec une côtelette à base de cellules musculaires de vache cultivées dans son laboratoire.
Lors de la présentation, la côtelette a été préparée par le chef et mangée cérémonieusement par les critiques culinaires. À en juger par les critiques, le produit ressemblait à tous égards à de la viande «traditionnelle», sauf qu'il n'était pas si juteux. En 2015, Post a fondé Mosa Meat, une entreprise qui optimise la production de viande en laboratoire, en vue de mettre le produit sur le marché d'ici 2021.
La première côtelette a été cultivée en trois mois et a coûté aux créateurs trois cent mille dollars. Cependant, la présentation a stimulé l'intérêt des entreprises et des investisseurs pour la «viande propre», ce qui a conduit à l'émergence de nombreuses startups visant à rationaliser le processus. Déjà en 2017, le coût des fibres musculaires du laboratoire était de 5000 dollars le kilogramme, et à ce jour, il a chuté plusieurs fois plus.
Selon Forbes, au moins 26 entreprises développent actuellement de la «viande propre» dans le monde, dont le but est de mettre un produit à la disposition du consommateur de masse.
Combien ça coûte de cultiver
Imaginons que nous voulions faire pousser un morceau de cette viande à partir de rien. Tout d'abord, nous devons équiper le laboratoire: acheter des centrifugeuses, un microscope, une boîte à flux laminaire pour le travail stérile, un autoclave, un incubateur à CO2 pour maintenir la concentration requise de dioxyde de carbone dans la culture de départ et plusieurs bioréacteurs de volumes différents afin de faire pousser de la biomasse à différents stades de «maturité».
Ensuite, vous devez obtenir des cellules souches à partir desquelles la culture sera cultivée. Ils sont mieux isolés à partir d'un échantillon musculaire d'un jeune animal (par exemple, un veau nouveau-né) à l'aide d'une technologie spéciale qui comprend la lyse des tissus et la sélection des cellules.
Les scientifiques impliqués dans l'optimisation de la technologie discutent de la création d'une biobanque de cellules souches à partir de laquelle il sera possible de prélever l'échantillon nécessaire à la production - cela devrait réduire légèrement le coût du processus.
En outre, la culture cellulaire doit être cultivée dans un flacon de culture, puis séquentiellement cultivée dans plusieurs bioréacteurs avec agitation et aération dans un milieu nutritif (si nous voulons vraiment faire pousser beaucoup de cellules). Après cela, les cellules devront être retirées du bioréacteur et ensemencées sur un échafaudage comestible (par exemple, à partir de collagène), ce qui donnera au produit l'apparence d'un morceau de viande.
L'ensemble du processus prendra environ 40 jours, pendant lesquels il sera nécessaire de surveiller la stérilité du processus.
Schéma du processus technologique proposé pour la culture de la viande en laboratoire.
Le coût du milieu nutritif représentera la part du lion du coût final du produit final; en production, il sera consommé en centaines de litres. Les analystes estiment que le coût de la "viande propre" sera comparable à celui de la viande traditionnelle, alors que le prix d'un litre de milieu ne sera pas beaucoup plus élevé qu'un dollar.
En attendant, cela coûte plus de trois cents dollars le litre dans la version la moins chère.
Comment optimiser votre environnement
Le milieu a une composition complexe et doit contenir les protéines, lipides, sels, acides aminés, vitamines et hormones nécessaires. Les développeurs se sont donné pour tâche, d'une part, de se débarrasser des sources d'origine animale (par exemple, le sérum de veau foetal, qui est souvent ajouté au milieu pour fournir la composition souhaitée), et d'autre part, de rendre le milieu aussi bon marché que possible.
Pour ce faire, les scientifiques tentent de minimiser le nombre de composants, de collecter des milieux à partir de protéines recombinantes (c'est-à-dire produites dans des micro-organismes tels que E. coli et la levure) et recherchent des composants végétaux appropriés.
Selon les calculs des experts du Good Food Institute, le prix du milieu de culture peut être réduit de 10 à 1000 fois encore si la production de facteurs de croissance recombinants est optimisée - les composants les plus chers du milieu, sans lesquels les cellules souches ne se développeront tout simplement pas et ne se différencieront pas.
La liste des composants du milieu avec le coût indiqué pour 20 mille litres.
L'usine d'ingrédients alimentaires d'Ochakiv, dont il a été question au début de l'article, a rapporté que le premier morceau de «viande» de 40 grammes leur a coûté 900 000 roubles. Ce montant n'incluait pas le matériel de laboratoire, pour lequel 9 millions de roubles supplémentaires ont été dépensés.
Le directeur de l'entreprise, Alexander Savkov, a confirmé que les principaux coûts associés à la croissance des cellules revenaient au milieu de croissance. Certes, dans son laboratoire, ils ont utilisé un environnement importé de fabrication suisse utilisé en biomédecine. Les principaux efforts des technologues de l'entreprise, comme leurs collègues étrangers, seront dirigés vers la création d'un analogue bon marché.
Les technologues sont confrontés à des tâches vraiment difficiles, car la "viande propre" devra être cultivée à grande échelle - beaucoup plus grande que l'industrie ne cultive actuellement des cellules de mammifères, qui, par exemple, sont utilisées pour produire des anticorps.
Quel est le problème avec les vaches
Outre l'aspect éthique évident (mise à mort d'animaux), obligeant de nombreuses personnes à devenir végétariennes, l'élevage provoque des dommages environnementaux importants. L'élevage représente 14,5 pour cent des émissions totales de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, et les pâturages et les cultures fourragères représentent 80 pour cent des terres agricoles.
Dans le même temps, l'élevage ne fournit que 37 pour cent des protéines alimentaires. Les principaux gaz à effet de serre du bétail sont le méthane du bétail. En termes d'accélération du réchauffement climatique, il est 28 fois plus dangereux que le dioxyde de carbone.
Cependant, la plus grande contribution aux émissions n'est pas faite par le bétail lui-même, mais par les opérations de son entretien - élimination du fumier, production d'engrais, labour des terres et production de fourrage. Selon les prévisions de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, d'ici 2050, la demande de produits de l'élevage augmentera de 70 pour cent. Il semble que cette industrie ait vraiment besoin d'être optimisée.
Ces faits sont utilisés par les développeurs de «viande propre» lorsqu'ils se tournent vers les investisseurs pour obtenir un financement. Ils promettent qu'en cas de succès, la part de la viande «traditionnelle» sur le marché dans les 20 prochaines années tombera à 40 pour cent, et le nombre de bovins passera d'un milliard et demi à plusieurs dizaines de milliers.
Mosa Meat, en particulier, affirme que la production de son produit nécessitera 99 pour cent de moins de terres et 96 pour cent moins d'eau que les conditions d'élevage conventionnelles, et que les émissions de gaz à effet de serre seront réduites de 96 pour cent.
Dont la piste est pire
Cependant, les scientifiques s'interrogent déjà sur le caractère écologique inconditionnel de la viande provenant d'un tube à essai. Des chercheurs d'Oxford ont calculé quelle empreinte carbone laissera la production de «viande propre» dans un bioréacteur sur un milieu nutritif contenant un extrait de cyanobactéries et des facteurs de croissance produits dans les cellules d'E. Coli.
Les calculs comprenaient non seulement des facteurs tels que la production d'engrais pour la culture de cyanobactéries, mais même l'électricité dépensée pour stériliser les composants du milieu. Le modèle a été compilé pour trois sites avec un «coût carbone» différent de la production d'électricité - Thaïlande, Espagne et Californie.
Selon la technologie de production, les résultats variaient de 1,7 à 25 kilogrammes d'équivalents de dioxyde de carbone par kilogramme de produit. Dans le même temps, les scientifiques ont estimé la répartition des valeurs de l'empreinte carbone pour la production d'un kilogramme de viande bovine à 28-43 kilogrammes d'équivalents CO2.
Comparaison de l'impact sur le réchauffement climatique de la production traditionnelle de viande bovine (Suède, Brésil, USA) et de viande cultivée selon différents scénarios (cultivée) sur le long terme. Le diagramme suppose que la viande de culture remplacera le bœuf.
Si à première vue, la viande cultivée présente en effet un avantage écologique par rapport à la viande bovine, les auteurs de l'ouvrage rappellent que la principale contribution à la valeur carbone de la viande bovine provient du méthane. Sa durée de vie dans l'atmosphère est de 12 ans, tandis que le dioxyde de carbone ne va nulle part à partir de là. Ainsi, à long terme, la viande cultivée peut être encore plus dangereuse pour le réchauffement climatique en raison de sa contribution en carbone «pur».
Cependant, Alexei Kokorin, directeur du programme climat et énergie du Fonds mondial pour la nature (WWF), estime qu'à court terme, le méthane, produit principalement par les vaches laitières, ne doit pas être écarté. «L'énergie issue de la décomposition du méthane s'accumule finalement dans les couches supérieures de l'océan. Le résultat de cela, entre autres, est une augmentation de la fréquence des phénomènes naturels extrêmes, par exemple les vents d'ouragan - ce que nous voyons en ce moment », commente le climatologue.
Il convient également de considérer que la production de bœuf est la plus chère par rapport aux autres types de viande. Produire un kilogramme de poulet nous coûte environ cinq kilogrammes d'équivalents CO2, ce qui est déjà assez comparable à la production de «viande propre», dont l'empreinte carbone ne dépend pas de la viande cultivée dans le bioréacteur.
Le coût d'un kilogramme de produits agricoles en équivalent carbone. Les valeurs minimales sont pour les plantes-racines et les valeurs maximales pour le bœuf et l'agneau.
Qu'est-ce que la viande
La viande propre n'a pas encore été mise sur le marché, mais les producteurs de viande traditionnels prennent déjà des mesures pour protéger leurs produits des concurrents. L'année dernière, la US Cattleman's Association a demandé à l'Inspection nationale de l'agriculture (FSIS) d'interdire que tous les aliments autres que ceux dérivés directement d'animaux soient nommés viande.
Les éleveurs sont concernés non seulement par les muscles cultivés en laboratoire, mais également par une variété de produits protéinés végétaux végétaliens qui sont commercialisés comme substituts de viande. Contrairement à la viande cultivée, leurs produits sont déjà disponibles dans les magasins et les restaurants.
Fondé par Patrick Brown, professeur de biochimie à Stanford, Impossible Foods a fait de nombreuses recherches pour fabriquer un produit qui ressemble à de la viande à tous égards. Les chercheurs ont réalisé que l'hémoglobine (une protéine contenant de l'hème dans le sang) conférait de nombreuses propriétés à la viande et l'ont remplacée par de l'hémoglobine des pattes, isolée des nodules sur les racines de soja.
Pour la production de masse de «viande végétale», l'entreprise a mis en place la production de leghémoglobine recombinante dans des cellules de levure. La Food and Drug Administration des États-Unis a déjà reconnu l'hémoglobine des cuisses cuites comme un aliment sûr, et l'Impossible Burger, qui est censé être impossible à distinguer du bœuf, est maintenant disponible dans plusieurs chaînes de restaurants aux États-Unis, y compris la célèbre chaîne Burger King.
Fondée en 2009, Beyond Meat vend des imitations végétales de pépites de poulet, de hamburgers de bœuf et de saucisses de porc dans le monde entier. Le développement de leurs produits a également été parrainé par Bill Gates et Tyson Foods Corporation. La galette de hamburger est à base d'extrait de protéine de pois, ainsi que de protéines de riz, d'huile de coco, d'amidon, de lécithine et d'autres composants non animaux.
Alors que ces produits sont toujours axés sur les végétaliens, la «viande propre» se positionne comme un remplacement complet de la viande ordinaire. Néanmoins, à en juger par les enquêtes, les consommateurs potentiels sont à peu près également répartis en deux camps: certains sont enthousiastes à l'idée et même prêts à payer trop cher, tandis que d'autres déclarent qu'ils ne mangeront rien de ce qui est cultivé en laboratoire.
Les technologues, bien sûr, sont un peu rusés: contrairement à un morceau de viande traditionnel, qui contient de la graisse et d'autres composants, pour lesquels beaucoup aiment le goût du barbecue, la viande cultivée est un muscle «sec».
Les autorités de régulation se méfient également encore du nouveau produit: selon les experts, la «viande propre» due à la technologie de production peut contenir des quantités excessives d'hormones ou de facteurs de croissance, et un milieu nutritif à base de plantes peut provoquer des allergies chez les consommateurs.
Besoin de manger moins
Compte tenu des difficultés technologiques décrites ci-dessus et de la nécessité de passer par les procédures de certification du produit, il est peu probable que nous essaierons de la «viande propre» dans un proche avenir. Alors que les simulateurs de viande à base de plantes entrent sur le marché asiatique en plein essor, les scientifiques confirment que les régimes à base de plantes sont en effet les plus durables.
«Le dernier rapport du GIEC estime que les émissions de gaz à effet de serre de tous les aliments de la planète représentent environ 30 pour cent des émissions totales. Dans le même temps, si l'humanité passe complètement à un régime végétalien, la part des émissions alimentaires peut être réduite de 15 à 20%. Même si vous passez à un régime méditerranéen contenant suffisamment de viande et de poisson, les émissions seront sensiblement réduites », déclare Aleksey Kokorin.
Le processus de cuisson de la viande artificielle dans le laboratoire de l'usine d'ingrédients alimentaires d'Ochakovo.
S'éloigner de la viande et des produits laitiers traditionnels réduira de 75% les terres agricoles, tout en ayant suffisamment de nourriture pour tout le monde, selon une étude récente publiée dans Science.
Pour ceux qui ne sont pas prêts à abandonner complètement les aliments d'origine animale et à passer aux protéines de soja, Nature recommande un régime flexitarien toujours très respectueux de l'environnement qui contient du poulet, du poisson et des œufs.
Cependant, comme le montrent les statistiques, dans les pays développés, au moins un tiers de la nourriture est jetée et la population prend rapidement du poids, de sorte que la première étape de la lutte contre le changement climatique peut être une simple règle «manger moins» - quoi qu'il arrive.
Daria Spasskaya
