O uso de proteínas vegetais derivadas de resíduos de colheitas e grãos usados adiciona uma nova dimensão às carnes sustentáveis cultivadas em laboratório.
Muitas pesquisas estão sendo feitas para desenvolver carne cultivada em laboratório, com muitos esperando que uma alternativa sintética aos animais de criação possa ajudar a resolver questões de longa data, como bem-estar animal, transmissão de doenças zoonóticas, uso excessivo de antibióticos e um redução de emissões de carbono.
Embora estejamos mais perto do que nunca de trazer carnes artificiais para a mesa de jantar, ainda há obstáculos a serem superados. Dejian Huang, professor do Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos da Universidade Nacional de Cingapura, trabalha na área há uma década e espera eliminar alguns dos obstáculos por meio de abordagens novas e inovadoras para a criação de carne cultivada em laboratório. .
“A carne baseada em células mantém a promessa de revolucionar a indústria da carne para o desenvolvimento sustentável […] e a desaceleração do aquecimento global”, explicou Huang. “A carne cultivada pode ser customizada para obter melhores valores nutricionais e sabores variáveis para atender às diferentes preferências dos consumidores. [It] podem ser realizadas fábricas em lugares, como Cingapura, onde a terra agrícola é escassa. A carne cultivada em laboratório pode ser uma solução para o crescente problema de segurança alimentar”.
Ser criativo com a impressão 3D
Cultivar carne em laboratório envolve muito mais do que apenas células-tronco. Para obter a aceitação do consumidor, os cientistas devem recriar com sucesso não apenas o sabor, mas também a forma e a textura da carne convencional. Imagine a visão nada apetitosa de uma bolha de células – qual a probabilidade de você querer comê-la, independentemente do sabor?
“Existem muitos desafios para cultivar carne a partir de células, e um deles é a falta de andaimes que fornecem o suporte estrutural para as células se multiplicarem e se desenvolverem em tecidos”, acrescentou Huang.
Para construir tecidos modificados, são necessários andaimes biológicos para ajudar a guiar e apoiar as células à medida que crescem em suas estruturas 3D.
A impressão 3D oferece um meio barato e eficiente de produzi-los, mas qualquer impressora 3D serve. Uma técnica especializada de impressão 3D chamada impressão eletrohidrodinâmica pode ser usada para criar andaimes ultrafinos e fibrosos que são os ambientes perfeitos para o crescimento de células para obter os nutrientes e o suporte de que precisam.
As fibras produzidas por impressão eletrohidrodinâmica são amplamente utilizadas na medicina regenerativa, pois esses andaimes fibrosos se assemelham à estrutura do tecido muscular natural, onde as células são alinhadas e organizadas em feixes semelhantes a cabos chamados fascículos. No entanto, a tradução para carnes cultivadas não é totalmente direta, pois os andaimes usados na biomedicina são normalmente feitos de materiais sintéticos, como plásticos.
Mas Huang e sua equipe não se intimidaram. “O uso de andaimes comestíveis impressos em 3D para a cultura da carne veio naturalmente para nós”, disse Huang. “No entanto, comestíveis […] os andaimes permanecem escassos na produção de carne cultivada”.
Proteínas derivadas de animais são candidatas naturais para fazer as tintas necessárias para construir os andaimes. Mas isso pode ser caro e Huang também queria abordar o elemento de sustentabilidade em sua abordagem.
“Andaimes de proteína vegetal impressos em 3D podem trazer novos [opportunities] desenvolver carne à base de células com aparência de carne real”, explicou. “Mas não apenas isso, eles fornecem um material comestível e econômico para substituir as caras proteínas derivadas de animais, porque essas proteínas vegetais podem ser extraídas de grãos usados, como farinha de milho em fábricas de bioetanol e malte usado na indústria cervejeira.”
As tintas e, posteriormente, os andaimes que a equipe fez foram, portanto, derivados de proteínas de cereais, como milho, cevada e centeio, que são culturas abundantes, acrescentou Huang.
“Hordeína ou secalina, de cevada ou centeio, foram misturadas com zeína (obtida da farinha de milho) para formular tinta com capacidade de impressão favorável”, continuou ele. “Os andaimes resultantes feitos a partir da tinta contêm apenas proteínas desses grãos e, portanto, comestíveis (embora possam não ser saborosos). Possuem alta porosidade e microestrutura adequada para que as células desenvolvam a textura da carne.”
Ainda mais obstáculos a superar
Mais trabalho é necessário antes que uma carne sintética acessível e realista possa ser disponibilizada comercialmente. Atualmente, as células são colhidas de animais e depois proliferadas em biorreatores para obter maiores quantidades antes da semeadura nos andaimes. “Muitos cientistas estão trabalhando nesta área e estão procurando eventualmente produzir carne sem ter que abater nenhum animal”, disse o outro autor principal do estudo, Linzhi Jing.
Huang também enfatizou que, para que haja um mercado para carnes cultivadas em laboratório, o público também precisa aderir. “Sabor, textura, custo e segurança alimentar são preocupações que precisam ser abordadas”, disse ele. “Precisamos dar aos consumidores tranquilidade e grande alegria de consumir carne cultivada em laboratório que seja segura, saborosa e com valor nutricional superior em comparação com a carne convencional”.
“Ainda não experimentamos a carne cultivada”, disse Jing. “Ainda estamos trabalhando para aprimorar o processo de produção e otimizar o sabor e o cozimento antes de organizar uma sessão de avaliação sensorial.”
Avanços na impressão 3D ainda são necessários para alcançar a impressão em massa de andaimes de maneira econômica, bem como desenvolver tintas comestíveis que dotem os andaimes com a funcionalidade desejada. Mas Huang está otimista de que esses problemas podem ser resolvidos em apenas alguns anos.
Ele diz que ele e sua equipe não estão se restringindo apenas à impressão 3D e que atualmente estão desenvolvendo métodos alternativos para produzir seus andaimes estruturados, reduzindo o custo de fabricação em escala comercial.
“Para expandir o escopo de nossa tecnologia, nosso laboratório vem trabalhando na cultura de diferentes tipos de células animais, incluindo células de gordura, em andaimes que podem ser feitos em diferentes formas e compostos de proteínas vegetais”, continuou ele. “Fundamentalmente, queremos abordar a relação entre os andaimes e o cultivo de várias células animais, para que possamos projetar racionalmente andaimes que sejam ideais para o cultivo de tipos específicos de carnes”.
Referência: Lingshan Su, Linzhi Jing, Dejian Huange outros, Estruturas de prolamina impressas em 3D para cultura de carne baseada em células, Materiais Avançados (2023). DOI: 10.1002/adma.202207397
Imagem em destaque: Demonstração de carne de porco cultivada em andaimes impressos
