Keinolihaa kasvatetaan kohta soluviljelmästä

Laboratoriossa kasvanut naudanlihapihvi. Soluviljelmä, jossa kasvaa ruokaa. Proteiini, joka syntyy aurinkoenergiasta ja hiilidioksidista.

– Sen, minkä aikaisemmin tuotti kasvi tai eläin, tuottaa nyt mikrobi tai yksisoluinen olio. Ruokaa voidaan pian tuottaa missä tahansa ja milloin tahansa, sanoo tutkija Lauri Reuter VTT:ltä.

Parhaimmillaan uudet tuotantotavat voivat mullistaa ruoantuotannon ja vastata globaaleihin ongelmiin. Ensimmäisiä vaihtoehtoja markkinoille odotetaan jo neljän viiden vuoden päästä.

Kulttuurisidonnainen tuotantotapa

Tuotantotapa vaikuttaa tapaan ajatella ruokaa. Se, mitä pidämme luonnollisena, on kulttuurisidonnaista.

– Ajattelemme, että porkkana on luonnollisin mahdollinen syötävä, mutta se on jalostettu tuote, joka kasvaa ihmisen muokkaamassa elinympäristössä, Reuter sanoo.

Vuonna 2013 hollantilaisprofessori Mark Post toi parisataapäisen yleisön eteen maailman ensimmäisen clean meat -lihapihvin. Se oli kantasolusta täysin ilman eläintä kasvatettua lihaa. Ensimmäisenä pihviä maistoivat Post itse, ruokatoimittaja Schonwald ja ravitsemustieteilijä Rützler. Se maistui samalta kuin muutkin pihvit.

Pihvi todisti, että ruokaa voi tuottaa toisin kuin ennen. Keinolihaa ja sen yhteiskunnallisia vaikutuksia on Hollannissa tutkittu jo vuodesta 2004.

Parhaillaan Mark Post johtaa MosaMeat -yritystä, joka tähtää keinolihan tuomiseen kuluttajamarkkinoille. MosaMeatsista kerrotaan, että lihan koostumusta viilataan ja eläinpohjaisista ainesosista yritetään päästä eroon. Tuote vaatii myös viranomaisten hyväksynnän.

Laboratoriolihaa kantasoluista

Laboratorioliha syntyy lehmän kantasolusta. Solut eristetään, niiden annetaan lisääntyä, niitä ruokitaan ja lopuksi ne niputetaan 1,5 miljoonan solun ryhmiin, jotka muodostavat lihaskudospaloja. Pihvin saa 10 000 tällaisesta palasta. Paksumpi pala vaatisi 3D-rakenteen solujen kasvatukseen.

Haastetta tuo nimenomaan mittakaavan muutos. Tämäntyyppisiä soluja ei ole aiemmin tuotettu teollisesti. Prosessi koostuu solujen tuottamisesta ja kudoksen muodostamisesta. Kudoksen muodostuminen täytyy automatisoida, eikä vielä tiedetä, miten.

Yhden pihvin kasvattaminen vie tällä hetkellä kolme kuukautta. Rasva- ja lihakudos kasvatetaan erikseen, ja niiden yhdistäminen on haaste. Rasvakudos tuo pihviin suutuntumaa ja makua.

Suurin haaste on asenne

Vaihtoehtoisten ruoantuotantotapojen kehitys ei ole enää ihan marginaalissa. Kasvipohjaisia vaihtoehtoja edistävän amerikkalaisen Good Food Instituten asiantuntija Matt Ballin mukaan vaihtoehtoiset proteiinit kattavat kolmanneksen markkinoista vuoteen 2064 mennessä. Jo nyt isot firmat ovat hankkineet osuuksia yrityksiin kuten Quorn, Gold & Green Foods ja Sweet Earth.

Vegemessujen vastaava tuottaja Suvi Auvinen sanoo, että suurin haaste on ihmisten asenne.

– Keinoliha on aihe, jota kannattaa miettiä. Monella on siihen suuret ennakkoluulot. Esimerkiksi labraliha koetaan luonnottomana, lihan tehotuotanto ei. Jos näistä asioista keskusteltaisiin ja tietoa olisi tarjolla enemmän, ennakkoluulot hälvenisivät. Nyt koko juttu kuulostaa monen mielestä scifiltä. Jotain ruoantuotannolle täytyy kuitenkin tehdä, hän sanoo.

Ruokaa bioreaktorilla

Vaihtoehtoisilla tavoilla voidaan tuottaa myös kasveja tai proteiinia. Eikä niitä tarvitse etsiä Piilaaksosta.

Espoon Otaniemessä VTT:n tutkija Lauri Reuter tiimeineen on kehittänyt bioreaktorin. Se tuottaa kasvisoluista lähes mitä tahansa.

Samaa tekniikkaa käytetään jo lääketeollisuudessa. Uutta bioreaktorissa on se, että se tuottaa syötävää ruokaa ja niin, että sitä voisi tehdä vaikka omassa kodissa. Se on Reuterista mullistavaa. Otaniemessä on jo kasvatettu muun muassa puolukoita.

Reuter uskoo, että 50 vuoden päästä uudet ruoan tuotantotavat ovat jo arkipäivää.

– Silloin on normi, että ruokaa fermentoidaan suoraan ilmasta. Jo aikaisemminkin monet komponentit ruokaan tuotetaan bioteknisesti mikrobeilla. Se ei välttämättä näy lautasella, lopputulos on sama kuin eläin- tai kasvikunnasta saatu.

Tämä mahdollistaa elintarviketuotannon ilmastosta, säästä ja maaperästä riippumatta.

Esimerkiksi juuston juoksute on jo pitkään tehty mikrobeilla.

– Hiivaa on käytetty jo kauan, quorn on meille tuttu ja nyt mikrobit on saatu myös tuottamaan maitoproteiinia, Reuter sanoo.

Bioreaktori ei vaadi kasvin solua, vaan kasvin dna:ssa olevan informaation. Kun informaatio on kopioitu, geenin alkuperäistä omistajaa ei enää tarvita. Varsinaiseen keinolihaan Reuter ei juuri usko.

– Sen kehittäminen on niin kallista, että sitä tuskin voi järkevästi kasvattaa. Kasviperäiset vastineet ovat myös niin vahvoja, että ne vievät markkinat.

Vaikutus ilmastonmuutokseen

Toisella puolen VTT:tä on kehitetty, yhteistyössä Lappeenrannan teknillisen korkeakoulun kanssa, jotain vielä mullistavampaa. Systeemi, joka tuottaa hiilidioksidista ja sähköstä proteiinia.

– Se on tutkijallekin häkellyttävää. Meillä on laitos, jonka voi pakata konttiin, viedä keskelle Saharaa, kytkeä aurinkopaneeliin ja joka tuottaa kilon proteiinia päivässä, Reuter sanoo.

Johtava tutkija Juha-Pekka Pitkänen uskoo, että systeemi voi vastata kahteen isoon kysymykseen: kasvihuonekaasuihin ja ruoan tuottamiseen maapallon väestölle.

– Tämä syö ilmastonmuutoksen pois suupala kerrallaan. Kehitämme radikaalisti uutta puhtaan proteiinin tuotantoa. Raaka-aineina ovat hiilidioksidi, uusiutuva sähkö, vesi ja kivennäisaineet. Tämä mahdollistaa elintarviketuotannon ilmastosta, säästä ja maaperästä riippumatta. Proteiinia voi tuottaa jopa Marsissa, hän sanoo.

Soluviljelmä, jossa kasvaa ruokaa. Proteiini, joka syntyy aurinkoenergiasta ja hiilidioksidista.

Tuotettu proteiini sisältää puolet proteiinia ja tarvittavat aminohapot. Tuotteet voisivat olla esimerkiksi paloja, rouhetta, makkaraa tai mifun tyyppistä raetta. Sitä voisi käyttää myös jugurtissa ja leivässä.

Proteiinin tuottaminen voi olla myös taloudellisesti kannattavaa.

– Yhdestä paperitehtaan hiilidioksidista saa proteiinia 50 miljoonaa kiloa, Pitkänen sanoo.

Markkinoille Pitkänen toivoo proteiinin tulevan noin viidessä vuodessa.

– Suurin haaste on turvallisuuden testaaminen. Miten kauan menee ja mitä maksaa, on vielä auki, hän sanoo.

Impossible Burger

Kasvipohjaiset, lihanmakuiset vaihtoehdot ovat jo tulossa vahvasti. Yksi niistä on Kalifornian Redwood Cityssä sijaitseva Impossible Burger, jossa on tutkittu pitkään sitä, mikä tekee lihasta lihan. Impossible Burgerin pihvit tehdään vehnästä ja perunaproteiinista ja terästetään lihamaisuutta tuovalla, kasviperäisellä valmisteella, hemellä. Lihaburgeriin verrattuna sen tuottamiseen kuluu yksi kahdeskymmenesosa maata, neljäsosa vettä ja se tuottaa yhden kahdeksasosan verran kasvihuonekaasuja.

– Myös investoijien keskuudessa sekä kasvipohjaiset että clean meat -yritykset ovat kuuma trendi. Kasvipohjaiset vaihtoehdot ovat vahvoilla. Keinolihan valtti on, että se on oikeaa lihaa ja sopii nykyiseen jakeluketjuun ilman että kenenkään täytyy valita mitään erilaista. Tärkeintä on tuotantokulujen nopea lasku. Aiemmin kuvittelimme, että keinoliha tulee vuosikymmenten päästä, nyt sitä odotetaan markkinoille 2020, Matt Ball sanoo.

Keinolihaa kestävästi

Tutkija Hanna Tuomisto on tutkinut keinolihan ja vaihtoehtoisten ruoantuotantomenetelmien ympäristövaikutuksia. Hän uskoo, että soluviljelyteknologialla voi tulevaisuudessa olla mahdollisuus tarjota ympäristöä vähemmän kuormittavampi tapa tuottaa lihaa.

‒ Paljon on kiinni siitä, onnistutaanko keinolihan tuotanto skaalaamaan järkevästi. Tällä hetkellä kehitys on laboratoriotasolla.

Tuomisto on seurannut keinolihan kehitystä vuodesta 2008 ja tekee yhteistyötä brittiläisen Bathin yliopiston kanssa. Siellä kehitteillä on bioreaktori, jolla voisi tuottaa myös lihasoluja.

‒ Ympäristövaikutuksienkin arviointi on vähän arvailua. Ensin täytyy mallintaa, miten keinolihaa tuotettaisiin isossa mittakaavassa. Kukaan ei ole rakentanut vielä edes pienen mittakaavan bioreaktoria.

Jos keinolihaa pystyttäisiin tuottamaan tehokkaasti, maa-alan käyttö ja kasvihuonepäästöt vähenisivät tavanomaisesti tuotettuun lihaan verrattuna.

‒ Keinolihan tuotannossa vältetään karjantuotannon metaanipäästöt, jotka syntyvät märehtijöiden ruoansulatuksessa ja lannankäsittelystä. Keinolihan kasvihuonekaasupäästöt syntyvät energian käytöstä sekä solujen ravinneliuoksen raaka-ainetuotannossa ja niiden suuruus riippuu tuotantotavoista. Keinoliha voisi vähentää myös vesistöjen rehevöitymisvaikutusta, hän sanoo.

Siitä, mitä keinoliha oikeastaan on, ei juuri puhuta. Tutkimus keskittyy solujen monistamiseen ja niiden muuttamiseen lihassoluiksi.

‒ Se ei ole vielä lihaa. Jotta soluihin syntyy lihan rakenne, niitä täytyy treenata liikunnalla tai sähköimpulsseilla. Se, miten tämä tapahtuu, on vielä täysin auki, Tuomisto sanoo.

Jos keinolihaa kehitetään lihanomaisemmaksi, myös ympäristövaikutukset kasvavat.

Tuomistosta lupaavimpia ovat tuotannot, joissa proteiinia tehdään hiivalla tai sienellä.

‒ Esimerkiksi The Perfect Day Foods valmistaa maitoproteiinia hiivan avulla. Myös VTT:ssä tehdään sienen avulla maito- ja kananmunaproteiineja.