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  [] 2025년 배양육의 시대가 온다. 축산농가가 배양육산업으로 대체된다. 지금까지 배양 된 고기는 주로 햄버거에 사용되었다. 다음으로 큰 도전은 동물이 없는 스테이크이다. 이것은 배양 된 육류 제품이 경작 된 육 제품과 가격 경쟁력을 가질 수 있도록 비용을 낮추고 프로세 게시글을 twitter로 보내기 게시글을 facebook으로 보내기
write date : 2019-07-15 12:55:53   
 

2025년 배양육의 시대가 온다. 축산농가가 배양육산업으로 대체된다. 지금까지 배양 된 고기는 주로 햄버거에 사용되었다. 다음으로 큰 도전은 동물이 없는 스테이크이다. 이것은 배양 된 육류 제품이 경작 된 육 제품과 가격 경쟁력을 가질 수 있도록 비용을 낮추고 프로세스를 확대하는 게임이 된다.

박영숙 블록체인혁명2030 저자  
    입력 : 2019.07.15 08:41   트위터 페이스북 구글 네이버블로그

육식 동물이라면 먹는 고기는 동물의 근육에서 나온다. 그러나 동물은 근육보다 훨씬 더 많이 구성되어 있다. 그들은 대부분의 미국인들이 소비하지 않는 장기와 뼈를 가지고 있다. 그들은 음식, , 공간, 사회적 연결이 필요하다. 그들은 폐기물을 생산한다. 이런 폐기물이 없이 근육을 배양하는 세포 배양육시장이 30년 연구끝에 열리고 있다. 2025년이되면 축산농가의 소멸과 배양육산업의 대체가 일어날 것이다.

농민들은 복잡한 유기체를 키울 수 있는 많은 에너지와 자원을 소비하면서 그 과정에서 낭비를 일으키며 수익을 낼 수 있는 수확량에 초점을 맞추기만 한다.

 

사람들이 원하는 부분만 생산하는 것이 더 쉽고, 인도적이며, 낭비가 적다. 세포 생물학과 조직 공학을 통해 근육과 지방 조직을 성장시킬 수 있다. 교양 고기라고 한다. 과학자들은 동물 외부에서 자라는 데 필요한 것과 동일한 입력을 셀에 제공한다. 양분, 산소, 습기 및 세포 이웃의 분자 신호이다.

 

지금까지 연구원들은 햄버거나 소시지처럼 가공 된 고기로 바뀔 수 있는 세포를 많이 재배했다. 이 교양 고기 기술은 상업화의 어려움에 대비하기 위해 프로토 타입을 확장하고 미세 조정하여 연구 개발 초기 단계에 있다. 그러나 이미 생명 공학자들은 스테이크나 치킨 커틀릿과 같은 육류의 구조적 절단을 재배하는 등 더 어려운 과제를 수행하고 있다.

 

고기가 만든 것

현미경으로 생고기 조각을 보면 세포 수준에서 먹는 음식을 볼 수 있다. 각 물린은 근육과 지방 세포의 매트릭스이며, 혈관과 얽혀 있고 결합 조직에 의해 입혀지게 된다.
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근육 세포는 단백질과 영양소로 가득 차 있으며 지방 세포는 지방으로 가득 차 있다. 이 두 가지 세포 유형은 햄버거나 스테이크를 먹을 때 육식 동물의 경험과 입맛에 가장 큰 영향을 준다.

 

혈관은 동물의 조직에 영양분과 산소를 공급하면서 살아 있다. 도축 후 혈액은 독특하고 금속적인 우마미 뉘앙스를 고기에 더한다.

 

콜라겐과 엘라스틴과 같은 단백질로 구성된 결합 조직은 근섬유를 수축 방향으로 정렬 된 묶음으로 조직화 한다. 이 결합 조직은 요리하는 동안 변화하고 질감과 단단한 고기를 추가한다.

 

세포 농업 연구자들이 직면한 문제는 이러한 복잡한 고기를 바닥에서 위로 에뮬레이트하는 것이다. 우리는 배양 접시에서 근육과 지방 세포를 키울 수 있다. 그러나 혈관과 결합 조직은 동물에서처럼 자발적으로 생성되지 않는다. 우리는 영양분 확산과 조직 유도를 위해 생체 물질과 생물 반응기를 어떻게 조작하여 두껍고 조직적인 고기를 만들 수 있을까?

 

배양 된 고기 버거가 첫 번째 단계이다.

교양 있는 고기를 만들기 위해 연구원은 대리석 크기의 작은 양의 조직을 소, 돼지 또는 닭에서 꺼내 개별 세포를 분리한다. 그런 다음 필자와 같은 생명 공학자들은 세포를 플라스크 플라스크에 넣고 영양분, 산소 및 습기를 체온에 맞춰서 제공한다. 세포는 행복하고 기하 급수적으로 나눌 수 있어 세포가 점점 더 많이 생성된다.

 

플라스틱 위에서 자랄 때, 세포는 이용 가능한 모든 표면적에 존재할 때까지 계속 나눈다. 그 결과 셀이 두꺼운 혼잡한 레이어가 생성된다. 세포가 분열을 멈추면 그들은 성숙하기 시작한다. 근육 세포가 융합하여 긴 근육 섬유를 만들고 지방 세포가 지질 생성을 시작한다. 연구자들은 햄버거, 핫도그, 소세지와 같은 가공육 제품을 만들기 위해 이 셀들을 함께 결합 할 수 있다.

 

동물 세포만으로 고기 경험의 대부분을 복제 할 수 있다. 그러나 혈관과 결합 조직이 없으면 조직화 된 3 차원 조직으로 끝나지 않는다. 스테이크, 닭 가슴살, 베이컨과 같은 고기를 구조화하는 데 필요한 것이다.

 

이러한 어려움을 극복하기 위해 과학자들은 생체 물질을 사용하여 혈관의 구조와 기능 (영양분과 산소 전달)과 결합 조직 (조직과 조직을 위한)을 재현 할 수 있다. 이 연구 영역은 발판 개발이라고 한다.

 

스캐폴드(Scaffolds)은 스테이크를 위한 비밀 성분이다.

스캐폴드의 개념은 의학 응용 분야의 조직 공학 분야에서 시작된다. 과학자들은 세포와 비계를 결합하여 연구, 독성학 검사 또는 임플란트용 기능성 생체 재료를 생산한다.

 

이러한 생체 적합 물질은 결과물인 조직에서 원하는 성질에 따라 필름, , 스폰지 등의 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 평평한 콜라겐 필름으로 피부 세포를 성장시켜 피부 이식 편을 만들면 뼈 재생을 위해 수산화 인회석 스폰지에서 희생자 또는 뼈 세포를 태울 수 있다.

 

의료 응용 분야의 경우 인공 지지체는 일반적으로 이식 시 안전해야 하며 신체의 면역 체계로부터의 반응을 유도하지 않아야 하며 분해 가능해야 하며 세포 성장을 지원할 수 있어야 한다.

 

식품 응용 분야의 경우, 비계의 설계 고려 사항이 다르다. 그들은 여전히 세포 성장을 지지해야 하지만, 저렴하고, 식용하며, 환경 친화적으로 생산하는 것이 중요하다. 식품 응용을 위한 몇 가지 일반적인 바이오 소재는 식물에서 셀룰로오스, 버섯에서 키토산이라고 하는 탄수화물 및 조류에서 알지네이트라는 탄수화물을 포함한다.

 

실험실에서 연구한 교양 고기에 대한 하나의 "제조법"이 있다. 먼저 적절한 발판을 만든다. 버섯에서 키토산을 분리하고 물에 녹여 점성 젤을 만든다. 겔을 튜브에 넣고 한쪽 끝을 드라이 아이스 또는 액체 질소와 같은 차가운 물질에 노출 시켜라. 끝 부분에서 시작하여 젤 튜브 전체가 서서히 얼어 붙는다. 그런 다음 냉동 젤을 매우 낮은 온도에서 젤을 당기는 진공으로 동결 건조시켜 궁극적으로 마른 스폰지 같은 물질을 만든다. 방향 동결 과정은 빨대 묶음과 비슷한 작고 길고 정렬 된 모공이 있는 스폰지를 만든다.

 

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그런 다음 평평한 플라스틱 위에 고기를 재배하는 대신 세포를 이 3 차원 스폰지로 옮겨 더 두꺼운 조직을 성장시킬 수 있는 더 많은 표면적을 제공 할 수 있다. 모공은 또한 조직 전체에 영양분과 산소를 분배하는 것을 도울 수 있다. 지금까지 이 기술로 내 연구실에서는 1cm 미만의 작은 고기 조각을 생산할 수 있었다. 쿡 아웃을 위해 작지만 강한 시작이다.

 

다른 발판 가능성은 알지네이트 기반 섬유, 젤 또는 스폰지 내에서 세포를 성장시키는 것을 포함한다. 또는 기술자들은 식물 세포를 세포분열화(decellularization)라고 불리는 과정에서 씻어 내고 동물 세포가 남은 셀룰로오스 틀을 다시 채울 수 있다.

 

일단 연구자가 실제로 잘 작동하는 재료와 방법을 찾으면 더 큰 배치를 만들려고 노력할 것이다. 그 시점에서, 그것은 배양 된 육류 제품이 경작 된 육 제품과 가격 경쟁력을 가질 수 있도록 비용을 낮추고 프로세스를 확대하는 게임이 될 것이다.

 

신생 기업이 미트볼, 소세지, 버거를 선보이는 것은 언제나 신나는 일이다. 그러나 필자 앞으로 무언가를 기대하고 있다. 연구, 시간, 자금 및 행운이 추가로 투입된 교양 고기 메뉴 2.0에는 많은 육식 동물이 알고 사랑하는 스테이크와 돼지 고기 찹쌀이 포함된다.

 

저자: Tufts University의 셀룰러 농업 박사 학위 후보자인 Natalie R. Rubio

 

이 기사는 크리에이티브 커먼즈 라이선스에 따라 The Conversation에서 다시 게시된다.

이미지 출처 : Lisovskaya Natalia / Shutterstock.com

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