Laboriliha oodates: eestlaste tehnoloogia aitaks rakkudel odavamalt kasvada

$content['photos'][0]['caption'.lang::suffix($GLOBALS['category']['lang'])]?>
Uudne masin Gelatexi tegevjuhist Märt-Erik Martensist vasakul toodab nanokiust materjale senisest neli korda kiiremini ning kümneid kordi odavamalt. See muudab odavamaks ka laboriliha tootmise. Autor/allikas: Ken Mürk/ERR

Eestlaste välja töötatud tehnoloogia võimaldaks laboriliha kasvamist toetavaid nanokiust materjale toota senisest kordades odavamalt ja suuremates kogustes. See muudaks odavamaks ka laboriliha hinna, mis praegu veel küündib taevasse. Sellest hoolimata ei usu osa teadlasi, et laboriliha masstootmisel tulevikus üldse perspektiivi oleks.

Eelmise aasta detsembris Singapuris turule tulnud kanapalad ehk kananuggetid otseselt Eesti kiirtoidurestoranides müüdavatest paladest ei erine. Nad näevad välja samasugused ning maitsevad ja lõhnavadki samasuguselt. Olemuselt on nad aga hoopis midagi muud kui tavalised kanalihatooted, sest nendes sisalduv kanaliha on laboris kunstlikult kasvatatud ega pärine surmatud loomalt.

Ameerika Ühendriikide läänerannikult San Franciscost pärit ettevõtte Eat Just (tõlkes "söö õiglast" või "toitu õiglaselt") kanapalad on esimene näide tootest, mis sisaldab tehisliha ning mille mõne riigi toiduamet on heaks kiitnud. Neid kanapalasid saavad külastajad nüüd Singapuris asuvas restoranis vabalt tellida.

Esimese laborilihast burgeri valmistas Hollandi Maastrichti ülikooli professor Mark Post juba 2013. aastal. Burgeri valmistamine läks toona maksma umbes 250 000 eurot. Burgerit maitsnud kriitikud ütlesid toona, et kuigi burgeris olnud liha oli täitsa hea, oleks see võinud olla rasvasem ja mahlasem.

Toiduteadlane Mariliis Holm ütles, et laboriliha valmistamiseks vajalik tehnoloogia on praegu põhimõtteliselt juba välja töötatud. Nüüd on vaja saada laboriliha hind nii alla, et see oleks tavalise lihaga võrreldes konkurentsivõimeline.

Holm elab ja töötab USAs Põhja-Carolina osariigis, kus ta juhib laboriliha iduettevõtetesse investeerivat firmat Sustainable Food Ventures. Enne seda töötas ta teadusjuhina ettevõttes Finless Foods, kus tema töö oli arendada tüvirakkudest välja tuunikala lihale identne alternatiiv.

Holmi sõnul on maailmas praegu umbes 80 ettevõtet, mis aretavad rakubaasil lihatooteid. Singapuris turule tulnud kanapalad on tema sõnul vaid algus, sest need sisaldasid peale liha veel ka muid taimseid koostisaineid. Veel sel aastal plaanib USA ettevõte Upside Foods tulla turule päris esimese laboris kasvatatud kanafileetükiga. Hollandlased loovad veiseliha, austraallased aga känguruliha. Tulemas on ka esimesed lambaliha- ja molluskiettevõtted.

McKinsey juhtimiskonsultatsioonifirma hinnangul on laboriliha tööstuse väärtus 2030. aastaks ligikaudu 21 miljardit eurot ning sellel on mõju ka teistele majandussektorile. Olgugi, et tegutsevaid ettevõtteid on vähem kui sada, oli tööstus 2021. aastaks kaasanud juba 210 miljoni euro väärtuses investeeringuid.

Singapuri toiduametilt nõusoleku saanud Eat Justi kanapalad on veel suhteliselt kallid. Nii näiteks maksab eine üle 14 euro. Kuigi kanapalad sisaldavad ka laboriliha, on nende koostis siiski veel enamjaolt taimne. Autor/allikas: Eat Just.

Laboriliha tootmine eeldab tehnoloogilist innovatsiooni

Laboris kasvatatud liha on turule tulles oluliselt kallim tavalisest poes müüdavast lihast. Mariliis Holm ütles, et arvatavasti muutub laboriliha hind tavalise lihaga konkurentsivõimeliseks kümne aasta jooksul. Eriti, kui loota, et riigid jagavad ka põllumajandustoetusi niimoodi ümber, et need tehisliha arvesse võtaks.

Üks takistusi on, kuidas toota seni grammides arvestatud laboriliha kilogrammides või tonnides. Vaja on ka suuremaid bioreaktoreid, ehk spetsiaalseid tootmisüksuseid, kus lihasrakke kasvatada. Kui seni on need olnud pigem mõneliitrised, siis nüüd tekib vajadus tuhandetes kordades suuremate reaktorite järele. Aastakümneid laboritasemel kasvatatud rakke on nüüd vaja kasvatada kordades suuremal tööstuslikul skaalal. Välja on vaja arendada tööstuslik koetehnoloogia.

Kallis on ka rakukasvuks vajalik kasvuvõrestik ehk kasvusubstraadid, kuhu lihasrakud kasvades kinnituksid. Seda probleemi soovib osaliselt lahendada eestlaste iduettevõte Gelatex, mis arendab nanokiulisi materjale ja nende tootmise tehnoloogiaid.

Nanokiud on kiud, mille läbimõõtu mõõdetakse nanomeetrites. Üks nanomeeter on miljardik meetrist. Nanomõõtmetes kiud on olulised ehituskivid elussüsteemidele, näiteks HIV-viiruse läbimõõt on 20 nanomeetrist 450 nanomeetrini.

Gelatexi tegevjuht Märt-Erik Martens seletas, et looma lihast biopsiaga võetud grammist proovitükikest paljundatakse bioreaktorites, kus lõpuks tekib suur struktuuritult ulpiv rakumass. Järgmine ülesanne ongi võtta need rakud ja panna nad sellisesse asetusse, nagu nad on lihatükis.

"See on see, kus meie materjalid tulevad mängu," ütles ta.

Loomaliha tükk koosneb rakkudest ja rakkudevahelisest vaheainest. Nanokiulised materjalid ongi alternatiiv sellele looduslikule vaheainele, et moodustuks lihaskude.

"Siis ongi tulemuseks lihatükk, mis näeb välja, maitseb ja tundub hamba all täpselt samasugune nagu loomne liha, ilma, et ta oleks kunagi looma küljes kasvanud," ütles Martens.

Tagasihoidlikus tootmisruumis Mustamäel Kadaka puiestee ääres paiknevas ärimajas on Gelatex välja arendanud uudse tehnoloogiaga masina, mis võimaldab toota neid nanokiust materjale senisest kordades odavamalt ja suuremates kogustes.

Nanokiust materjalides ei ole iseenesest midagi uut. Need on olemas olnud juba üle 50 aasta ning ülikoolid ja ettevõtted tegelevad aktiivselt nende välja arendamisega. Puudub aga tehnoloogia, mis võimaldaks neid materjale toota suurtes kogustes.

"Peamine tehnoloogia on praegu elektroketrus, mis on väga hea tehnoloogia ning suudab toota väga hea kvaliteediga kiude. Selle tootlikus kõige suuremal masinal maailmas on aga vaid ligi 360 grammi tunnis. Meie pooltööstuslik seade suudab tööta aga juba poolteist kilogrammi tunnis," ütles Martens.

Gelatexi patenteerimisjärgus olev masin on ka kümneid kordi odavam kui kaheksa miljonit maksev elektroketrusseade.

Zeinist ehk maisivalgust nanokiust materjalid võimaldavad rakkudel lihaskoeks kasvada. Autor/allikas: Gelatex.

Laboriliha pooltargumendid

Maailma Põllumajanduse- ja Toiduorganisatsiooni hinnangul kasutatakse 26 protsenti maailma maast loomade karjatamiseks. 30 protsenti põllumajandusmaast on kasutusel aga loomadele sööda kasvatamiseks.

Märt-Erik Martens ütles, et see, inimkonnal on nii suured hektarid maast loomade kasvatamiseks ja loomatoiduks, ei ole pikas plaanis jätkusuutlik. Ta lausus, et maailma rahvaarvu kasvades tõuseb vajadus ka uudsete toidutootmise tehnoloogiate järele.

"Kui mõelda, et liha kasvatamiseks on vaja võtta vaid lihasrakk ning paljundada seda puhtas ja steriilses keskkonnas, siis saaksime seda tulevikus teha ka kas või Lasnamäe kortermaja keldrikorrusel," ütles ta.

Mariliis Holm tõi välja, et rakubaasil liha- või kalatoote kasvatamine võtab vähem ressursse, nagu näiteks vett või toitaineid. Ta tõi välja, et tavalisest lõhest läheb inimesele toiduks näiteks vaid pool. Ülejäänud osa, nagu näiteks pea või luud, jääb aga järele. Laboris kasvatatud lihast või kalast läheb toiduks aga kõik ning midagi kaotsi ei lähe.

Laboriliha oleks ka tervislikum, sest lihas olevaid toitaineid on võimalik timmida. Loomses laborilihas puudub vajadus ka antibiootikumide järele, mida loomakasvatuses kasutatakse, et vältida karja haigeksjäämist. "Omega rasvhapete poole pealt on võimalik suurendada näiteks inimesele kasuliku omega-3 osakaalu ning vähendada omega-6 osakaalu," tõi Holm välja.

Laborilihas puuduvad luud. Samas sõnas Holm, et ta on rääkinud ka ettevõtjaga, kes soovib konte kasvatada. Need ei oleks meelehärmi tekitavad väiksed kalaluud, vaid pigem mõeldud lihalõigu ehk steigi sisse.

Holm tõi välja ka eetilise argumendi laboriliha kasuks - loomi ei pea enam toidu saamiseks tapma. See tähendab, et tulevikus võib toidulauale üha sagedamini sattuda ka ohustatud liike, nagu näiteks tuunikala, mille varud on viimastel kümnenditel ülepüügi tõttu drastiliselt vähenenud.

Laboriliha lahendab rikka maailma probleeme

Tartu Ülikooli rakubioloogia professor Toivo Maimets rakkudest kasvatatud tehislihast nii vaimustuses ei olnud. Ta ütles, et eeskätt lahendab laboriliha rikka maailma probleeme.

"Sa muutud söögi vastu pepsiks siis, kui sul on piisavalt süüa. Kui süüa ei ole, siis ei ole sa ka nii valiv," sõnas ta.

Erinevalt Mariliis Holmist ja Märt-Erik Martensist ei usu Maimets, et laboriliha tavalisest lihast odavamaks muutuks. "Loodus teeb alati kõike palju ökonoomsemalt. Kui hakkad ise tegema, siis on see kallis," ütles ta.

Maimets ise kasvatab oma meeskonnaga Tartu Ülikoolis nii vähirakke, tüvirakke kui ka biopsiarakke. Ta seletas, et selleks, et rakud bioreaktorites kasvada ja poolduda saaksid, peab neile korrapäraselt süüa andma. Rakusöödet peab paari päeva tagant vahetama ja see sisaldab nii glükoosi, süsivesikuid, vitamiine, mineraale kui ka muud rakueluks vajalikku. Need on kõik veel suhteliselt odavad ja lihtsad hankida.

Keerulisem on olukord aga raku eluks vajalike kasvusignaalidega. Need on spetsiifilised kehavalgud, nagu näiteks hormoonid või ensüümid, mis edastavad rakule teabe, millal ja kuidas poolduda.

Maimets ütles, et kuigi suure osa nendest kehavalkudest saab hankida enam-vähem hõlpsalt, siis ei tea teadlased siiski päris lõpuni kõiki aineid, mida rakkudel vaja on. Seetõttu pöördutaksegi tavaliselt looduse poole ning kasutatakse rakusöötmena vereseerumit ehk verevadakut. Teadlased võtavad vere, tsentrifuugivad vererakud välja, lõpetavad vere hüübimine ning järele jääb puhas vedelik, mis sisaldab kõiki rakule elamiseks, kasvamiseks ja pooldumiseks vajalikke toitaineid.

Kõige sagedamini kasutatakse veiseloote seerumit. Seda teeb ka Maimets oma meeskonnaga. "Tiined lehmad, kes tapamajja satuvad, nende lootelt võetakse veri välja ja sellest tehakse seerumit," seletas ta. Lootevadak on kõige parem seetõttu, et seal on väga vähe antikehasid ning palju rakukasvuks vajalikke aineid.

Veiseloote seerumi hind on praegu ligikaudu tuhat eurot liitri kohta. Selleks, et laborilihast hamburger oleks konkurentsivõimelise hinnaga, peaks Maimetsa sõnul rakusöötme hind olema aga umbes euro liitri kohta. Isegi arvestades, et seerumit peab rakusöötmesse sisse panema väiksemates kogustes, tuleb rakusöötme hind ikkagi sadades eurodes.

Sealt lõpuks Maimetsa sõnul see hinnavahe laboriliha ja tavalise liha vahel tulebki. "Investoritele tulebki rääkida mesijuttu, et ülehomme on hinnad all. Öeldakse, et vaadake, mis arvutitega juhtus: esimene arvuti oli ka nii kallis, aga kümne aastaga läksid kõik arvutite hinnad alla ja nüüd kasutavad neid kõik. Siin see ei kehti," sõnas Maimets. "Massiliselt neid tiineid lehmi juurde toota nii, et see tööstusliku tootmise vajadused ära kataks, seda ma lihtsalt ei näe."

Veiseloote alternatiiv on GMO

Enamik laboriliha tootvatest ettevõtetest kasutavad rakutoiduna praegu veel verevadakut. Kõige sagedasemini kasutatakse veiseloote seerumit. Autor/allikas: Stijn te Strake/Unsplash

Mariliis Holm sõnas, et veiselooteseerum oli laboriliha ettevõtetele probleem paar aastat tagasi, kuid nüüd on nad sellele leidnud juba taimse alternatiivi.

Maimets nentis, et mõned rakule vajalikud toitained annab tõesti taimselt ära asendada. Kuid samas mitte kõiki, sest taimed ja loomad on päeva lõpuks siiski erinevad. "Kõik vajalikud toitained on võimalik kätte saada selliselt taimelt, mis näeb välja, nagu lehm,"  ütles ta.

Võimalik on toota ka selliseid söötmeid, kus veiseseerumit vaja ei ole. Siis on aga vaja hakata rakke ükshaaval tootma, geene geneetiliselt muundades. See on aga veel kallim kui verelooteseerum. "Kus iganes me üritame loobuda loomade tapmisest, on meil kohe ülim vajadus geneetiliselt muundatud organismide järele," ütles rakubioloog.

"Ma küsiksin ikkagi küsimuse, miks me seda teeme? Milleks me tahame teha tehiskotletti, kui ta ei ole odavam, kui ta ei lahenda meil eetilisi probleeme seoses loomade tapmisega ning kui seda kotletti toodab loodus igal juhul efektiivsemalt, kui inimene sellega hakkama saab," küsis Maimets.

Professor ei usu, et kunagi massiliseks laboriliha tootmiseks läheb. See, et ettevõtted aga laboriliha arendamisega tegelevad, on positiivne. Ta sõnas, et tänu laboriliha arendamisele, arendavad teadlased välja tehnoloogiaid, mille mõistlik ja efektiivne kasutus võib olla hoopis teises kohas.

Teadlased õpivad niiviisi palju rakkude kasvamise kohta ning lõpptehnoloogiad võivad kasutusele tulla hoopis seni teadmata aladelt. Ka Gelatexi nanokiu tootmistehnoloogia arendati algselt välja tekstiilmaterjalide tootmiseks, kuid nüüdseks on ettevõte seadnud fookuse ka teistele turgudele, kus nanokiu kallis hind on probleemiks.

Ka inimeseliha on liha

Ouroboros Steak ehk Uroborose lihatükk Londoni Disainimuuseumis on kasvatatud inimese enda rakkudest. Autor/allikas: Londoni Disainimuuseum.

Kokkuvõttes on laboriliha kasvatamisel peamine küsimus tänasel päeval ikkagi see, kas laboris kasvatatud loomse liha hind õnnestub tuua piisavalt madalale tasemele, kus ta oleks võimeline konkureerima tavalise lihaga.

Kujutlusvõimel lendu lastes võib siit mõelda aga edasigi. Niiviisi jõuab lõpuks kannibalismini.

Londoni disainimuuseumis on üleval näitus, kus esitletakse inimese enda rakkudest kasvatatud lihatükke. Näituse autorid lubavad õige hinna eest ka juhiseid ühes vajalike tööriistade ja ainetega, kuidas inimesed enda rakke lihaks saaksid kasvatada (tegelikult nad neid siiski välja ei jaga ning tegu on pelgalt näitusega). Näituse nimi Ouroboros Steak on nime saanud Vana-Egiptuse Uroborose sümboli järgi, mis kujutab end sabast õgivat müstilist madu või lohet.

Pennsylvania Ülikooli kaunite kunstide dotsendi Orkan Telhani eestveetud projekt on satiiriliseks vastuseks maailmas kasvavale lihavajadusele, mis teadlaste sõnul vähendab looduslikku mitmekesisust ning suurendab süsinikuheitmeid ehk kasvuhoonegaase. Disainerid kritiseerivad ka laboriliha tööstust, mis reklaamib end kui loomi mitte tapvat, kuid reaalsuses tugineb tiinetelt lehmadelt tapmise käigus saadavale veiselooteseerumile.

"Meie projekt pakub tõsisele probleemile absurdse lahenduse," ütles New York Timesile biofüüsik Andrew Pelling, kes Orkan Telhaniga koostööd tegi. "Meie stsenaariumi järgi annad sa endale rakke võttes vähemalt nõusoleku. Laboriliha maailmas võtad sa loomadelt rakke ilma nende nõusolekuta," sõnas Pelling.

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: