Tutti ne parlano, ma tecnicamente come si fa? La carne coltivata è il risultato della tecnologia dell’agricoltura cellulare, un approccio che differisce notevolmente dai metodi tradizionali di produzione di carne. A differenza dell’allevamento animale, la carne coltivata non richiede ovviamente la riproduzione, l’allevamento o la macellazione del bestiame. Invece, la coltivazione della carne avviene attraverso il processo di crescita di cellule animali in un bioreattore, chiamato anche coltivatore, che fornisce un ambiente controllato e pulito per la crescita delle cellule.
Indice
La biomimesi: alla base della carne coltivata
La carne coltivata è frutto della biomimesi, una pratica che “impara” dalla natura per sviluppare tecnologie che “mimano” i processi naturali. Nel caso dell’agricoltura cellulare, vengono replicate in laboratorio le fasi naturali di crescita cellulare che avvengono all’interno di un animale. Il primo passo è ottenere un campione di cellule, che teoricamente potrebbe provenire da qualsiasi specie. Attualmente, molte aziende si concentrano su bestiame già comunemente allevato per il consumo umano, mentre altre stanno esplorando diverse specie per ottimizzare il potenziale di crescita e il gusto.
La selezione delle cellule iniziali è cruciale per la produzione ottimale di carne coltivata. Le cellule iniziali devono crescere facilmente, maturare in diversi tipi di cellule che compongono il tessuto e produrre carne con un ottimo sapore e profilo nutrizionale. Attualmente, la maggior parte proviene da animali vivi attraverso biopsie muscolari o campioni di pelle inoffensivi. Tuttavia, in futuro, si prevede che la maggior parte delle cellule iniziali verrà prelevata da banche cellulari, contribuendo a ottimizzare il processo di produzione. Il processo di coltivazione coinvolge anche la selezione di cellule staminali embrionali, che possono moltiplicarsi indefinitamente e differenziarsi in diversi tipi di cellule. Sebbene queste offrano notevoli vantaggi, il loro utilizzo potrebbe rendere il processo di produzione più complesso e costoso. Al contrario, le cellule muscolari, adipose o cutanee possono essere utilizzate come nuclei iniziali, poiché possono essere riprogrammate per moltiplicarsi e differenziarsi in modo simile alle staminali embrionali.
Carne coltivata: quello che c’è da sapere | Lo Speciale di QuiFinanza Green
Un ambiente vitale per la crescita della carne coltivata: i bioreattori
I bioreattori, o coltivatori, svolgono un ruolo fondamentale nel processo di produzione della carne coltivata fornendo un ambiente vitale per la crescita cellulare. Questi dispositivi offrono un ambiente controllato in cui le cellule possono moltiplicarsi e maturare in carne. Realizzati in acciaio inossidabile o vetro per facilitare la sterilizzazione tra i lotti, i bioreattori contengono sistemi di riscaldamento e raffreddamento, tubazioni per fornire nutrienti e ossigeno, e sensori per monitorare il pH e l’ossigeno. Le cellule iniziali, attaccate a una struttura solida chiamata impalcatura, si trasformano in muscolo e grasso mentre vengono alimentate con nutrienti liquidi.
Questi coltivatori sono ampiamente utilizzati in diverse industrie, dalla produzione alimentare a quella biomedica, per produrre ad esempio vitamine, vaccini, insulina, enzimi e altri prodotti. Nell’ambito dell’agricoltura cellulare, vengono sviluppati coltivatori specializzati per produrre carne con la stessa, o maggiore, efficienza rispetto all’allevamento animale. Questa innovazione potrebbe portare a sistemi più piccoli adatti a regioni specifiche o persino alla produzione per singoli ristoranti. La ricerca in corso per identificare i tipi di cellule ottimali e per migliorare l’efficienza e il profilo nutrizionale della carne coltivata mostra come questa tecnologia stia plasmando il futuro della produzione alimentare.
Mezzi di crescita: il nutrimento vitale per le cellule della carne coltivata
Tra i vari passaggi di produzione della carne coltivata, un ruolo cruciale è svolto dai mezzi di crescita, il nutrimento essenziale per le cellule coinvolte nel processo di coltivazione della carne. Questi mezzi operano mimando i processi biologici che si verificano all’interno di un animale, ma in questo caso, tutto avviene al di fuori dell’organismo animale.
Nel corpo dell’animale, il sangue trasporta i componenti necessari per la vita e la crescita cellulare: carboidrati, aminoacidi, proteine, grassi, vitamine, minerali e fattori di crescita. All’interno del coltivatore, i mezzi di crescita contengono gli stessi componenti: carboidrati, aminoacidi, grassi, vitamine, minerali e stimolatori di crescita. In combinazione, questi elementi sono cruciali per la vita cellulare, facilitando la crescita, la duplicazione e la differenziazione nelle molte tipologie cellulari che compongono la carne.
Produzione senza siero di carne coltivata
Nel campo biomedicale, la coltura cellulare ha da sempre impiegato il siero (un componente ricco di nutrienti e proteine del sangue, tipicamente proveniente da feti bovini) come ingrediente per i mezzi di crescita. Nelle prime fasi della ricerca e sviluppo sulla carne coltivata, è stato utilizzato il siero fetale bovino poiché non erano ancora disponibili alternative.
Oggi, i produttori di carne coltivata stanno concentrando i loro sforzi nello sviluppo di mezzi di crescita senza siero. Questi mezzi, simili al siero fetale bovino, ma prodotti senza coinvolgere animali, offrono una composizione nutrizionale controllata e priva di contaminazioni. Alcune formulazioni specializzate di mezzi senza siero sono già utilizzate in specifiche applicazioni biomediche. Gli studiosi di agricoltura cellulare stanno ottimizzando tali mezzi per adattarli a diverse specie, tipi di cellule e condizioni di crescita.
Come sono fatti i mezzi di crescita della carne coltivata
I componenti dei mezzi di crescita possono essere ottenuti da estratti di piante e funghi o prodotti attraverso la fermentazione, seguendo lo stesso processo utilizzato per la produzione di molte vitamine e medicinali. Alcuni esempi specifici dei componenti presenti nel siero includono proteine come l’albumina, che ha proprietà antiossidanti e trasporta molecole, vitamine, acidi grassi e colesterolo. Un gruppo di proteine chiamate transferrine trasporta il ferro alle cellule, svolgendo un ruolo fondamentale nella respirazione cellulare. Gli acidi grassi, costituenti fondamentali del grasso immagazzinato, insieme al colesterolo, che è un componente strutturale della membrana cellulare, sono anch’essi presenti. I fattori di crescita a base proteica, come l’insulina, che permette l’assorbimento da parte delle cellule del glucosio e quindi di usarlo poi come nutriente, e gli ormoni derivati dalla tiroide, che influenzano la crescita cellulare, sono anch’essi elementi cruciali. Infine, elementi traccia come zolfo, ferro, cloro, cromo, cobalto, rame, zinco, manganese, molibdeno, iodio e selenio sono essenziali per il funzionamento cellulare.
I mezzi di crescita senza siero, pur offrendo una fonte di nutrienti priva di contaminazioni, sono attualmente costosi. In entrambi i settori biotecnologico e dell’agricoltura cellulare, sono in corso numerosi studi per sviluppare mezzi di crescita senza siero, ricchi di nutrienti ed economici, adatti a specifiche applicazioni. Alcune aziende si stanno specializzando nella produzione di supplementi o formulazioni complete di mezzi senza siero, accelerando la transizione dell’industria della carne coltivata dalla fase di ricerca a quella produttiva. Lo sviluppo di questi mezzi è fondamentale per garantire che la carne coltivata contenga gli stessi componenti e nutrienti della carne prodotta in modo convenzionale.
