La carne artificiale, nonostante le resistenze da parte del mondo scientifico legato alle produzioni animali e del pubblico in generale, continua la sua avanzata sia nell'ambito della ricerca che in quello delle produzioni. Nonostante i benefici annunciati dai promotori del settore, restano ancora numerosi dubbi su questa nuova tipologia di alimento, soprattutto per gli effetti che potrebbero verificarsi nel lungo periodo per l'uomo, l'ambiente e il settore animale. Vediamo i dettagli del nuovo studio.
Sebbene le aziende produttrici di carne artificiale siano emerse solo negli ultimi 10 anni, la scienza di base risale a circa 4 decenni fa ed è stata sviluppata in campo medico, principalmente nei laboratori accademici. Lo scopo della ricerca di ingegneria tissutale sottostante era (ed è) creare costrutti tridimensionali basati su cellule che assomiglino a un tessuto così come si presenta nel corpo. Le applicazioni includono la sostituzione dei tessuti (danneggiati), lo screening dei farmaci e la modellazione delle malattie.
Per quanto riguarda il tessuto muscolare scheletrico, è interessante notare che gli sviluppi iniziali si sono basati su miotubi di pollo in coltura per poi passare successivamente ai miotubi umani verso applicazioni cliniche. Nonostante questo lasso di tempo, rimangono ancora molti problemi da risolvere per ricreare pezzi di tessuto di grandi dimensioni (superiori a 1 mm di spessore), alcuni dei quali si applicano anche al campo della carne artificiale. Le sfide per il settore delle carni artificiali sono state riassunte in Thorrez e Vandenburgh 2019 e attualmente rimangono.
Definizione di carne artificiale
La carne artificiale è un termine che copre diversi tipi di prodotti. In senso lato si tratta di un prodotto ibrido che contiene in parte cellule animali. Altri ingredienti potrebbero derivare da piante, alghe, batteri o funghi per formulare la maggior parte del prodotto. Inoltre, potranno essere aggiunti anche ingredienti di sintesi, quali coloranti, leganti, aromi, per esaltare le proprietà tecno-sensoriali del prodotto. Il prodotto finale ha tipicamente la forma di carne macinata, utilizzata per produrre salsicce, hamburger e crocchette.
L’esempio più noto di tale prodotto è l’hamburger di carne artificiale presentato nel 2013 da Mark Post, basato su migliaia di strisce di tessuto coltivato. Queste strisce contenevano collagene di derivazione animale o fibrina mescolata con cellule bovine. Non è noto se le cellule fossero differenziate in miotubi e, in tal caso, in quale misura. Poiché queste strisce erano bianche, per colorarle furono aggiunti succo di barbabietola rossa e zafferano. Sono stati aggiunti pangrattato e un legante per conferire una certa consistenza, e il sapore è stato esaltato dal caramello e dalla cottura nel burro.
Un altro esempio di prodotto ibrido a base di carne artificiale sono le crocchette di pollo Good Meat, che è stato il primo prodotto a base di cellule autorizzato alla vendita e può essere acquistato, previa prenotazione, in una macelleria e in alcuni ristoranti di Singapore. Le crocchette contengono fibroblasti di pollo immortalati, che non sono in grado di formare miotubi e probabilmente si affidano ad altri componenti di origine vegetale per imitare la struttura fibrosa.
Si potrebbe sostenere che la carne artificiale dovrebbe essere indistinguibile dalla carne. Ciò implicherebbe che la struttura del tessuto venga coltivata in vitro con un risultato simile a quello che si verifica in vivo. Una bistecca viene quindi tipicamente utilizzata come riferimento, che rappresenta miofibre organizzate in modo complesso con depositi di grasso intramuscolare circondati da matrice extracellulare. Nel 2018, Aleph Farms ha affermato di aver prodotto la prima bistecca artificiale, basata su proteine di soia testurizzate, rendendola un prodotto ibrido discusso sopra.
Per comprendere in che modo la carne artificiale differisce dalla carne, è importante fare riferimento allo sviluppo e alla struttura del muscolo scheletrico. Durante lo sviluppo embrionale, le cellule si fondono per formare miotubi, contenenti tipicamente centinaia di nuclei. In vitro, questa fusione può essere indotta dopo l'espansione cellulare e il processo di fusione richiede alcuni giorni. Tuttavia, i miotubi risultanti in vitro sono composti nella migliore delle ipotesi da decine di nuclei, non centinaia. Il passo successivo nello sviluppo muscolare è la maturazione dei miotubi.
Affinché i muscoli possano esercitare la loro funzione contrattile vengono sintetizzate grandi quantità di proteine contrattili che successivamente vengono organizzate in un apparato contrattile dall'aspetto striato. Durante questo processo di maturazione, l'apparato contrattile altamente organizzato occupa la maggior parte del volume cellulare e spinge i nuclei verso la periferia, e il miotubo si trasforma in miofibra. La differenza con i miotubi bovini fusi in vitro può essere facilmente apprezzata confrontando la quantità di proteine contrattili.
Le immagini microscopiche rivelano miotubi bovini fusi che tipicamente sono molto sottili con nuclei centrali. Contemporaneamente, le cellule circostanti producono una matrice extracellulare, che è di fondamentale importanza per l'organizzazione e le caratteristiche meccaniche del tessuto muscolare. Questo processo di maturazione richiede un tempo molto più lungo, iniziando durante lo sviluppo fetale e continuando dopo la nascita. A seconda della specie, lo sviluppo muscolare fino allo stato maturo richiede mesi o addirittura anni. Allo stato attuale, i miotubi formati in vitro mancano di maturazione.
Per raggiungere una migliore maturazione è necessario sviluppare ulteriormente protocolli e dispositivi che consentano la stimolazione del tessuto. In ogni caso, l’ulteriore sviluppo dei tessuti oltre la fusione cellulare aggiungerà tempo al processo di produzione e comporterà inevitabilmente costi di produzione più elevati. Pertanto, ad oggi, la bistecca coltivata rimane del tutto ipotetica. Nonostante la mancanza di prove, i media mainstream hanno fatto eco acriticamente alle affermazioni delle aziende produttrici di carne coltivata.
Prospettive future
Attualmente in tutto il mondo ci sono più di 150 aziende attive nel campo della carne artificiale che insieme hanno raccolto 2,8 miliardi di dollari dal 2016. Le affermazioni secondo cui la carne artificiale è simile nel gusto alla carne tradizionale, ma migliore per gli animali e l’ambiente, attirano sicuramente investimenti. Tuttavia, ci sono pochissime prove pubblicamente disponibili che queste affermazioni siano vere al momento. Superare le sfide esistenti richiederà una serie di sviluppi tecnologici, difficili da seguire e verificare in un ambiente altamente competitivo e riservato delle start-up di ricerca e sviluppo.
Anche la ricerca accademica sta guadagnando interesse nei 10 anni trascorsi dalla dimostrazione del primo hamburger di carne artificiale. Sono stati compiuti alcuni progressi scientifici per quanto riguarda lo sviluppo di terreni privi di siero e la caratterizzazione dell'espansione delle linee cellulari animali. Nel prossimo decennio, molte questioni riguardanti la creazione della struttura dei tessuti, la determinazione del contenuto nutrizionale, la caratterizzazione dei rischi potenziali e il calcolo dell’impatto ambientale dovranno essere affrontate ulteriormente. Per indagare in modo indipendente tutte le questioni aperte, è importante che oltre agli investimenti nelle imprese venga finanziata la ricerca accademica.
Fonti:
Il presente articolo è un estratto della pubblicazione originale intitolata "Cultured meat production: what we know, what we don’t know and what we should know" consultabile in versione integrale nell'Italian Journal of Animal Sciences al seguente link:
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