Zájem o hamburgery z hrachoviny obarvené červenou řepou už opadává, fritovaní cvrčci a mouka z larev narážejí na těžko překonatelný faktor odporu. Novou nadějí, jak lidstvo uživit, se stávají potraviny přirozené, ale vzniklé z buněk v laboratoři. Říká se tomu celulární zemědělství..

V belgickém Gentu si hýčkají Margaret. Je ocelová, výkonnosti špičkových dojnic sice zdaleka nedosahuje, ale oproti nim se stále vyvíjí a má budoucnost. Margaret je bioreaktor a takto láskyplně ji jménem oslovuje skupinka biochemiků a technologů ze start-upu Those vegan cowboys, kteří se o ni starají.

Projekt vyrostl z úspěšných bioinženýrských pokusů, kdy naprogramovali potravinářskou plíseň, jejíž název je výrobním tajemstvím, aby začala vytvářet mléčnou bílkovinu kasein.

Metoda naopak žádným tajemstvím není. Vychází z přírody, protože ta má recept prakticky na vše a samozřejmě tedy také na mléko nebo na genetické nůžky, kterými se tenhle recept dá vystřihnout a přenést jinam. To je podstata produkce mléka bez krav.

Sýry nové generace

Oproti rostlinným náhražkám sýru má produkce kaseinu bioreaktorem nepopíratelnou výhodu – kasein umí opravdový sýr. A to díky unikátním vlastnostem, kterým se z rostlinných zdrojů blíží jen sója, jenže té zas chybí chuťové přednosti.

Čím je tedy kasein jiný? Přirozeně vytváří shluky podobné klubíčkům, který se říká micely. Ty využívají stejný geniálně jednoduchý fígl jako například buněčné membrány, ale naruby: Směrem dovnitř se orientují konci molekul, které odpuzují vodu, a naopak povrch pokrývají ty části molekul, jež umožňují snadné mísení kaseinu s vodou.

Díky této schopnosti je mléko hladce homogenní tekutina. Toho se dá u rostlinných náhražek dosáhnout jen za pomoci dalších látek. Nesráží se dokonce ani při teplotách nad 50 °C, které už jsou pro jiné bílkoviny destruktivní.

Navíc právě tento speciální charakter kaseinu umožňuje výrobu sýra i jeho tavení.

Jak se kasein dělá?

Protože je kasein jedinečný a protože ho dokážou vytvářet pouze savci, nezbývá, než to jiné organizmy naučit. Vezmete genetické nůžky, vystřihnete gen pro tvorbu kaseinu dejme tomu z DNA krávy a usadíte ho do DNA vybraného organizmu.

Může to být potravinářská plíseň, ale také kvasinky nebo některé bakterie. Ty se pak, jak vysvětluje profesorka Kathleen Piensová z projektu Those vegan cowboys, nechávají namnožit. Když vyrostou a začnou skutečně produkovat kasein, vkládají se do bioreaktoru.

V bioreaktoru se rozbíhá podstatná fáze výroby, které se říká precizní fermentace. Podobá se výrobě piva, jen při ní dobře krmené mikroorganizmy neprodukují alkohol, ale mléčnou bílkovinu.

Přesně to umí ocelová kráva Margaret.

Pojme 300 litrů živného roztoku, v němž plavou geneticky modifikované mikroorganizmy. Péče o ně není jednoduchá, takže se neustále sleduje a koriguje spotřeba krmiva, teplota roztoku, hodnota pH a obsah kyslíku.

Větší vychýlení od vhodných podmínek představuje pro mikroorganizmy stres: „A příliš mnoho stresu znamená, že přestanou fungovat nebo uhynou,“ dodává profesorka Piensová.

Čistší než přírodní

Zpracování vzniklého kaseinu je už snazší. Nejdřív se obsah nádrže přecedí a kasein se oddělí. Přidá se vápník a syřidlo, které rozběhne stejný proces jako u kaseinu z mléka: Syřidlo rozštěpí molekuly na povrchu micel, takže odpadnou části, které zajišťují rozpustnost ve vodě.

Micely se začnou shlukovat a vznikne sraženina, základ budoucího sýra. Protože u kaseinu z bioreaktoru chybí další mléčné složky, je to sýrovina bez laktózy a cholesterolu, ale také bez stop škodlivin ze zemědělské produkce, uvádí profesorka Piensová.

Vědci také ujišťují, že do budoucího sýra ale nedostanou ani geneticky pozměněné mikroorganizmy, už jen proto, že by snižovaly jeho kvalitu. Navíc je pro výrobce výhodnější vrátit je do bioreaktoru a nechat pracovat dál.

Nejen sýr, i mléko

Precizní fermentací se vedle kaseinu, který tvoří 80 % obsahu bílkovin v mléce, dá vyrábět také syrovátková bílkovina představující zbývajících 20 %. Obě složky pak stačí ve správném poměru smíchat, přidat vodu, cukr, vitaminy a olej a mléko si tak sestavíte.

A v tom je slabina této metody – kompletní produkt mikroorganizmy prostě neumí, za pomoci genetických nůžek se naučí vytvářet jen bílkoviny.

I to se ale dá prezentovat jako výhoda – třeba proto, že přidaný cukr nebude problematická laktóza a také tuk se použije zdravější rostlinný, tudíž mléko bude bez cholesterolu. Potravinářskému průmyslu navíc mnohdy více vyhovují dílčí produkty a není to jen čistý kasein pro výrobu sýrů.

Syrovátková bílkovina z bioreaktorů se dává do zmrzlin nebo veganských směsí na pečení, které se už dají koupit v USA, Izraeli nebo Singapuru. Evropské start-upy, které by jim mohly konkurovat, zatím brzdí složitější schvalování produktů celulárního zemědělství pro vstup na trh.

Pro představu, v Singapuru trvá proces schvalování nových potravin necelých 6 měsíců, v USA asi 9 měsíců, ale v EU asi rok a půl. Those Vegan Cowboys proto předpokládájí vstup na trh až v roce 2026. Berlínský start-up Formo cce začít s prodejem už letos, ale v USA nebo Asii.

Více se dočtete v čísle 6/2023, které je momentálně na stáncích.

Autor: Kateřina Pavelcová