Κρέας κυτταροκαλλιέργειας (cultured meat): μέθοδοι επεξεργασίας, εφαρμογές, αποδοχή καταναλωτών

Σαμαράς, Παντελής

Cultured meat: processing methods, applications and consumer acceptance

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Σαμαράς, Παντελής

Date

2022-06

Advisor

Λάζου, Ανδριάνα

Κρέας Κυτταροκαλλιέργειας (1.837Mb)

ΔΗΛΩΣΗ-ΣΥΓΓΡΑΦΕΑ-ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗΣ-ΕΡΓΑΣΙΑΣ.pdf (12.93Mb)

Keywords

Κρέας κυτταροκαλλιέργειας ; Συνθετικό κρέας

Abstract

Το κρέας κυτταροκαλλιέργειας αποτελεί ένα προϊόν που παρασκευάζεται μέσω καλλιέργειας κατάλληλων κυττάρων, τα οποία προέρχονται από οικόσιτα ζώα, μέσα σε έναν βιοαντιδραστήρα, με τη χρήση κατάλληλου υγρού μέσου και με προηγμένες τεχνικές μηχανικής ιστών. Η τεχνολογία, αν και βρίσκεται ακόμα σε αρχικά στάδια, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον καθώς υπόσχεται να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο εξασφαλίζεται η διαθεσιμότητα μιας μεγάλης ποικιλίας από προϊόντα κρέατος. Σε αντίθεση με τη συμβατική κτηνοτροφία, κατά την παραγωγή κρέατος κυτταροκαλλιέργειας, δεν υπάρχει ανάγκη για την εκτροφή ζώων και κανένα ζώο δεν θανατώνεται. Επιπλέον πλεονεκτήματα, αποτελούν το μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα, η αποτελεσματικότερη χρήση των πόρων, η βιωσιμότητα και η παραγωγή ασφαλών, ελεύθερων παθογόνων και με υψηλή διατροφική αξία, σχεδιασμένων κατά παραγγελία προϊόντων κρέατος. Ωστόσο υφίστανται ακόμα πολλές τεχνολογικές προκλήσεις πριν μπορέσει η παραγωγή να καταστεί εμπορικά εφικτή και οικονομικά βιώσιμη, ενώ η αποδοχή του προϊόντος από το καταναλωτικό κοινό αποτελεί τον μεγαλύτερο προβληματισμό. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να παρουσιαστεί μία συνολική ανασκόπηση της τεχνολογίας αιχμής στον τομέα της παραγωγής κρέατος κυτταροκαλλιέργειας, καθώς επίσης και της έρευνας που γίνεται σχετικά με τα οφέλη και τις προκλήσεις που αντιμετωπίζονται, με έμφαση στην αξιολόγηση της αποδοχής του προϊόντος από τους καταναλωτές. Η ανασκόπηση καλύπτει όλες τις πλευρές της παραγωγής, από την επιλογή των αρχικών κυττάρων έως την τελική μορφοποίηση του προϊόντος. Τα σημαντικότερα βήματα που ακολουθούνται κατά την παραγωγή, περιλαμβάνουν την επιλογή του μέσου καλλιέργειας, τον τρόπο στήριξης σε κατάλληλα υποστηρίγματα και την επιλογή του κατάλληλου βιοαντιδραστήρα για τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και την ανάπτυξη του μυϊκού ιστού. Για κάθε βήμα αναφέρονται τόσο οι προκλήσεις που αντιμετωπίζονται, όσο και οι ευκαιρίες που παρουσιάζονται, προκειμένου να επιτευχθεί η βελτιστοποίησή τους. Επιπλέον αναλύεται το σύγχρονο νομικό καθεστώς, που θα μπορούσε να καλύψει την παραγωγή του κρέατος κυτταροκαλλιέργειας στην ΕΕ και στις ΗΠΑ. Οι συνέπειες που προκύπτουν από την χρήση αυτής της νέας τεχνολογίας εκτείνονται στην κοινωνία, το περιβάλλον, την τροφική αλυσίδα και τους ίδιους τους καταναλωτές. Παρουσιάζονται αναλυτικά τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της ανάπτυξης του προϊόντος σε βιομηχανική κλίμα-κα και εξετάζεται η αποδοχή του από τους καταναλωτές μέσω μιας ανάλυσης μεγάλου αριθμού από σχετικές καταναλωτικές έρευνες. Η τεχνολογική και οικονομική βελτιστοποίηση της διαδικασίας παραγωγής, η επιτυχής γευστική και δομική παρουσίαση του προϊόντος, καθώς και η τελική αποδοχή του από το καταναλωτικό κοινό, αποτελούν τους βασικότερους παράγοντες που θα καθορίσουν την τύχη του κρέατος κυτταροκαλλιέργειας κατά την εισαγωγή του στην παγκόσμια αγορά τροφίμων. Η ανάπτυξη ενός οικονομικού μέσου καλλιέργειας, που δεν θα είναι ζωικής προέλευσης και θα μπορεί να υποστηρίξει την αποτελεσματική ανάπτυξη των κυττάρων, αποτελεί τη μεγαλύτερη πρόκληση κατά το στάδιο της παραγωγής. Προκειμένου να επιτευχθεί η παραγωγή προϊόντων συνεκτικών, με πολύπλοκη δομή, που να προσομοιάζει όσο το δυνατόν περισσότερο στα συμβατικά τεμάχια κρέατος, είναι απαραίτητη η συνέχιση της έρευνας πάνω στην μηχανική των ιστών και η ανάπτυξη κατάλληλων βιοϋλικών. Επιπλέον αποτελεί σημαντική παράμετρο της επιτυχίας του προϊόντος η εδραίωση της κοινωνικής αποδοχής του και προς αυτή την κατεύθυνση απαιτείται η ανάλυση των ηθικών, περιβαλλοντικών, κοινωνικών, πολιτικών και ατομικών προεκτάσεων που θα έχει η εμπορευματοποίησή του. Η αποτελεσματική αντιμετώπιση του συνόλου των προκλήσεων, που αντιμετωπίζει το κρέας κυτταροκαλλιέργειας ως ένα αναδυόμενο και ανατρεπτικό προϊόν, θα καθορίσει το κατά πόσο θα μπορέσει να ανταποκριθεί στην επιτυχή εξασφάλιση της βιωσιμότητας της αγοράς κρέατος για το μέλλον.

Abstract

Cell cultured meat is a product prepared by culturing suitable cells, which are derived from domestic animals, in a bioreactor, using a proper liquid medium and advanced tissue engineering techniques. The technology, although still in its infancy, is of great interest as it promises to change the way a wide variety of meat products are made available. Unlike conventional animal husbandry, in the production of cell cultured meat there is no need for animal husbandry and no animal is killed. Additional advantages are the smaller environmental footprint, the most efficient use of resources, the viability and production of safe, pathogen-free, and of high nutritional value, custom-designed meat products. However, there are still many technological challenges before production can become commercially and economically viable, while the acceptance of the product by the consumers is the biggest concern. The purpose of this dissertation is to present an overview of the state-of-the-art technology in the field of cell cultured meat production, as well as research on the benefits and challenges ahead, with an emphasis on acceptance assessment. The review covers all aspects of production, from the selection of the initial cells to the final shaping of the product. The most important steps to be taken during production include the selection of the culture medium, the way to support cells with suitable scaffolds and the selection of the appropriate bioreactor for cell proliferation and muscle tissue growth. Each step lists both the challenges faced, and the opportunities presented to achieve their optimization. In addition, the current legal status is analyzed, which could cover the production of cell cultured meat in the EU and the USA. The consequences of using this new technology extend to society, the environment, the food chain, and consumers themselves. The advantages and disadvantages of product development on an industrial scale are presented in detail and its acceptance by consumers is examined through many reviews from relevant consumer research. The technological and economic optimization of the production process, the successful taste and structural presentation of the product, as well as its final acceptance by the consumers, are the main factors that will determine the fate of the cell cultured meat when it is imported into the global food market. The development of an economical culture medium, which will not be of animal origin, and which can support the efficient growth of cells, is the greatest challenge during the production stage. To achieve the production of cohesive products, with a complex structure, which resembles as much as possible the conventional cuts of meat, it is necessary to continue the research on tissue engineering and the development of suitable biomaterials. In addition, an important parameter of the success of the product is the consolidation of its social acceptance and in this direction, the analysis of the ethical, environmental, social, political, and individual implications of its commercialization is required. Effectively addressing all the challenges facing cell cultured meat, as an emerging and subversive product, will determine whether it can successfully ensure the viability of the meat market in the future.