Как учените създават веганска алтернатива на говеждото?

Когато базираната в Калифорния хранителна компания Beyond Meat пусна безпроблемно своя нов бургер на растителна основа в Whole Foods в Колорадо през май, запасите бяха разпродадени за един час . Стартъпът твърди, че Отвъд Бургер е напълно веган и не съдържа соя или глутен, но се предполага, че се готви като истински телешки бургер.

Основната съставка на бургера е протеин от жълт грах. „Оказва се, че граховият протеин дава хубава текстура“, казва Джоузеф Д. Пуглиси, професор по структурна биология в Станфордския университет, който също е ръководител на научния консултативен съвет в Beyond Meat.

Когато този автор опита Beyond Burger, той имаше леко месесто усещане в устата и сложна, влакнеста текстура, подобна на тази на аналога му със смляно говеждо месо. Баницата беше по-малко мазна и по-лека (маслото от канола и кокосовото масло допринасят за съдържанието на мазнини), а ароматът беше по-растителен, но иначе се задържа, докато я ядох - добър знак за грилърите.

И така, как да направите изцяло веган продукт, който имитира текстурата, аромата и вкуса на бургер с телешка кайма? „Много опити и грешки, като всяка наука“, казва Пуглизи. Science Friday разговаря с Puglisi за предизвикателствата на имитирането на месо и дали можем да очакваме пържоли на растителна основа в нашето бъдеще.

Вашият опит е в областта на структурната биология. Какво общо има това със създаването на бургер на растителна основа?

Имам докторска степен. по химия, но опитът ми е във формите, структурите и физическото поведение на биологичните молекули, главно как се правят протеините. Така че изучавам протеиновия синтез.

Предизвикателството тук е месото. Обичам да ям месо; вкусно е. Но какво е месото? Месото е мускулна тъкан, нали? Това е тъкан, която сме еволюирали да ядем. Това е много функционален, биологичен набор от клетки, който изпълнява специфична функция и вече виждате предизвикателството: трябва да взема растителни протеини по някакъв начин и да имитирам нещо, което растенията не правят – растенията не се движат, защото по-голямата част. Те са статични. Мускулите са колекция от влакна - актинови влакна и миозинови влакна, които се движат едно срещу друго, използвайки енергия за генериране на движение. Това е мястото, където стигаме до моя вид свят - формите и структурите на биологичните молекули. Затова попитахме как можем да имитираме това - не на молекулярно ниво, защото вероятно няма да можем да го направим - а на ниво опит? Какво е изживяването от яденето на хамбургер?

Когато сложите хамбургер в устата си, има сочност, дъвчене, което идва от мускулните влакна и промените, които настъпват в мускулните влакна, когато ги готвите. Как можем да имитираме това?

Какъв вид експертиза търсихте, когато събирахте екипа от учени за този проект?

Трудно е, защото имаме множество цели – трябва да разработим суров хамбургер, който да удовлетворява потребителя, когато отиде и го купи, след което трябва да промени цвета и текстурата, аромата и вкуса, когато го готвим. Суровото смляно говеждо месо има много различен вкусов профил от вареното смляно говеждо месо.

Имахме нужда от типа учени, които могат да разберат естествените пигменти и как тези естествени пигменти ще променят цвета си - това са хора с химичен опит. Имахме нужда от хора, които разбираха как доставяме мазнини, които се намират между влакната в естествените мускулни клетки. Това са хора, които идват от малко повече хранителна химия или химия. И тогава трябваше да разработим аромат и вкус от естествени компоненти. Така че това също са хора, които идват с химия. Един от начините, по които често се развива вкусът в храната, е нещо, наречено реакция на Мейлард, което се случва при високи температури, когато захарите реагират с компонентите на протеините и създават приятен, богат на вкус вкус, който се развива, когато запечете хубаво парче месо, например. Така че трябваше да накараме тези реакции да се появят. След това също трябваше да разберем как месото променя текстурата си, докато го готвите. Един нормален бургер с телешка кайма започва много гъвкав, като Play-Doh, а след това, докато го готвите, той се втвърдява. Така че трябваше да имаме хора, които разбират как температурата влияе върху материалните свойства на протеините.

И тогава ни трябваше и готвач. В края на деня трябва да има добър вкус и трябва да е нещо, което готвачът казва: „Да, бих сервирал това в моя ресторант.“

Каква част от предизвикателството при приготвянето на този бургер беше количествено измеримо? Например, можете ли да измерите усещането в устата?

Бих казал, че значителна част беше количествено измерима. Очевидно неща като цвят и промени в текстурата, които се случват по време на готвене - всички те са много измерими. Молекулите, които допринасят за вкуса, са неща, които можем да измерим. Но нюансите на усещането в устата, на взаимодействието на аромат и вкус, леки промени, когато някой би доловил горчивина - там човешкото тяло беше по-добро измервателно устройство от всичко в лаборатория. Искам само да изясня, че не всичко в производството на хранителен продукт е наука. Все още има изкуство в това и това е така, защото човешкото преживяване на хранене е толкова сложно сетивно събитие.

Новите бургери на растителна основа, идващи от Beyond Meat and Невъзможни храни отбелязват, че се опитват да имитират истинско смляно говеждо месо, вместо просто да бъдат техен вид веган продукт. Защо мислите, че изборът тук беше да се имитира истинско месо?

Мисля, че миналите продукти, които бяха веган, може би смятаха, че тази цел е твърде трудна. Така че мисля, че част от това е, че си поставяме ясна цел. Разбрахме параметрите от гледна точка на биологично и физическо и химическо поведение, което искахме в хамбургера. Разбихме проблема на по-прости компоненти и направихме ясни експерименти. Силно вярвам, че науката трябва да бъде сведена до нейните основни принципи и прости подходи.

Голяма част от причините, поради които вярвам, че това е страхотен момент за този тип подход, причината, поради която има невъзможни храни и отвъд месото, не е само защото потребителите са готови за това и има нужда от това - по отношение на намаляването консумацията на месо и животновъдството за месо поради екологични и обществени причини, но науката е готова за това. Ние сме в състояние да правим измервания, които никога не сме могли да правим преди. Ние сме в състояние да изобразим биологични системи, за да разберем микроструктурите, които водят до грубите свойства на храната, по-добре, отколкото преди. Ние разбираме генетичния състав на всички растения, с които работим. Ние разбираме взаимодействието между храната и здравето много повече от всякога. Така че има толкова много неща, които са довели до това да бъде страхотен момент. Голяма част от тях са само позволяващи технологии. Да, имаше много опити и грешки, но в основата на това бяха много измервания, които да ни насочат как да подобрим нещата. И много дегустация, очевидно. Забавното в този вид наука е, че можете да изядете своя експеримент.

И така, какво следва - пържола на растителна основа?

Може да си представите, че следващото предизвикателство е да създадете смляно говеждо месо, от което да направите месна питка и кюфтета. Точно сега се фокусираме върху хамбургер, който е определено готварско изживяване, но говеждото също се използва за направата на рагу, където го готвите за много дълъг период от време. Можем ли да имитираме цялото поведение при готвене на смляното говеждо месо? Това беше страхотен основополагащ проект. Това ще създаде изключителни хамбургери, които хората наистина ще се насладят на яденето, но това ни дава база от знания, която след това да разширим и да отидем в много различни посоки, като например да се опитаме да пресъздадем пържола или други парчета месо.

Това интервю е редактирано за пространство и яснота.