افزایش کیفیت طعم و بافت مرغ آزمایشگاهی با الیاف هوشمند

تکه‌های کوچک و خوش‌خوراک از مرغ‌های پرورش‌یافته در آزمایشگاه، این روزها توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. این قطعات از نظر بافت، شباهت زیادی به گوشت مرغ معمولی موجود در فروشگاه‌ها دارند.

یکی از پیشگامان این حوزه، «شوجی تاکئوچی» از دانشگاه توکیو است. او به همراه همکارانش، فرایندی را توسعه داده‌اند که از الیاف توخالی نیمه‌تراوا برای انتقال مواد مغذی و اکسیژن به سلول‌های در حال رشد استفاده می‌کند.

نقش الیاف در بهبود مرغ آزمایشگاهی

شباهت الیاف به دستگاه دیالیز

محققان با الهام از دستگاه‌های دیالیز، الیاف باریکی را طراحی کرده‌اند که جریان پیوسته‌ای از مواد مغذی و اکسیژن را به سلول‌ها منتقل می‌کنند. این فرایند باعث می‌شود سلول‌ها در زمان رشد فعال باقی بمانند و به بافت عضلانی مرغ تبدیل شوند.

نحوه قرارگیری سلول‌ها

سلول‌ها درون ترکیبی از کلاژن اطراف الیاف قرار می‌گیرند. با شروع کشت، این سلول‌ها با هم ترکیب می‌شوند و ساختاری شبیه به گوشت واقعی مرغ ایجاد می‌کنند.

تأثیر الیاف بر طعم و بافت نهایی مرغ

بافت: فشردگی سلول‌ها و هم‌راستایی عضلات

بافت گوشت ارتباط مستقیمی با نحوه فشردگی و اتصال سلول‌ها دارد. دانشمندان از شاخص‌هایی مانند زنجیره سنگین میوزین برای تشخیص تشکیل صحیح عضلات استفاده می‌کنند. با توزیع بهتر مواد مغذی، الیاف عضلانی هم‌راستایی بهتری نشان می‌دهند و نتیجه آن، محصولی متراکم‌تر است.

طعم: فراتر از ادویه‌ها

طعم تنها به ادویه و چاشنی وابسته نیست. بررسی‌ها نشان داده‌اند که اسیدهای آمینه آزاد نیز نقش مهمی در طعم دارند. سیستم جدید قادر است میزان بیشتری از این مولکول‌های طعم‌دهنده را تولید کند؛ در نتیجه، طعم نهایی برای مصرف‌کننده لذت‌بخش‌تر است.

حل مشکلات قدیمی پرورش گوشت در آزمایشگاه

محدودیت روش‌های سنتی

در روش‌های قبلی، نفوذ ساده مواد مغذی نمی‌توانست برای زنده نگه داشتن بافت‌های ضخیم کافی باشد. معمولاً بافت‌هایی که ضخامت آن‌ها بیش از ۱.۳ سانتی‌متر می‌رسید، دچار کمبود اکسیژن در نواحی میانی می‌شدند.

مزیت روش جدید

در این روش، مواد مغذی و اکسیژن از طریق کانال‌های باریک به بافت در حال رشد تزریق می‌شوند. این امر نه‌تنها باعث ضخیم‌تر، آبدارتر و مستحکم‌تر شدن گوشت تولیدی می‌شود، بلکه تولید را از حالت دسته‌های کوچک و ناسازگار خارج می‌کند و ضایعات را کاهش می‌دهد.

امکان‌سنجی تولید انبوه با کمک اتوماسیون

اتوماسیون در چینش الیاف

تولید در مقیاس وسیع نیازمند سخت‌افزارهای قابل اطمینان و کمک رباتیک است. محققان روش‌هایی خودکار برای چینش الیاف ابداع کرده‌اند تا در فضای کوچک، تعداد زیادی الیاف جای بگیرد. این امر منجر به توزیع یکنواخت سلول‌ها و کاهش زمان تلف‌شده می‌شود.

پتانسیل‌های آینده

استفاده از الیاف خوراکی ممکن است مراحل پایانی تولید را ساده‌تر کند، زیرا نیازی به حذف آن‌ها نخواهد بود. همچنین گفت‌وگوهایی درباره جایگزینی محیط رشد حیوانی با گزینه‌های ارزان‌تر و گیاهی در جریان است که البته نیاز به تحقیقات بیشتر دارد.

کاربردهای گسترده‌تر این فناوری

فراتر از مرغ آزمایشگاهی

این فناوری می‌تواند در تولید انواع دیگر گوشت، بافت‌های موردنیاز برای پزشکی بازساختی، و حتی رباتیک نرم مبتنی بر عضله نیز کاربرد داشته باشد. از آن‌جا که سلول‌ها قابلیت انطباق بالایی دارند، دامنه‌ کاربردهای این روش به شاخه‌های مختلف مهندسی زیستی گسترش می‌یابد.

چالش‌های باقی‌مانده

با این حال، انتقال اکسیژن در برش‌های بزرگ‌تر همچنان یک معما است. برخی دانشمندان به استفاده از خون مصنوعی یا مولکول‌های ناقل خاص اشاره می‌کنند. برخی دیگر نیز معتقدند کل این زنجیره تولید می‌تواند با ابزارهای پیشرفته پایش شرایط سلول‌ها در زمان واقعی ارتقا یابد.

کاهش آسیب به حیوانات

مزایای استفاده از سلول‌های فیبروبلاست جاودانه

استفاده از سلول‌های فیبروبلاست جاودانه، نیاز به برداشت بافت از حیوانات زنده را از میان می‌برد. این امر می‌تواند نگرانی‌های اخلاقی مرتبط با جمع‌آوری بافت حیوانی را کاهش دهد.

کاهش زمان رشد و تولید

این سلول‌ها توانایی تقسیم مکرر در مقیاس‌های بزرگ را دارند؛ بنابراین روند تولید سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر خواهد بود.

«این سیستم باعث توزیع سلولی، هم‌راستایی، انقباض‌پذیری، و بهبود خواص غذایی می‌شود»، تاکئوچی چنین می‌گوید.

آینده تولید گوشت

نقش افکار عمومی و سیاست‌گذاری

با پیشرفت این فناوری، برداشت مردم و سیاست‌گذاری‌ها اهمیت زیادی خواهند داشت. مصرف‌کنندگان می‌خواهند بدانند آیا این محصولات ایمن، خوش‌طعم و مقرون‌به‌صرفه هستند یا خیر.