»Koen bliver disrupted og er færdig om 10 år!«. Sådan nogenlunde lyder overskrifterne af og til, når der udkommer rapporter om perspektiverne for produktion af mælk og kød i store ståltanke uden medvirken af levende kvæg.
En produktion i bioreaktorer spås på den måde at kunne erstatte stalde og marker fyldt med køer. Og et vigtigt aspekt er, at en sådan produktion kan mindske de udfordringer med miljø og klima, som kvægproduktionen står for.
Men hvor langt er vi egentlig nået i retning af at kunne »disrupte« koen og den mælke- og kødproduktion, som vi kender i dag? Og hvordan kan en produktion af produkter, som ligner mælk og kød, i givet fald foregå?
En gruppe forskere på Aarhus Universitet arbejder for tiden med flere projekter, som kan kaste lys over nogle af spørgsmålene.
Cellebaseret mælk
En af aktørerne på universitetet er seniorforsker Stig Purup, som har forsket i cellebiologi i mange år, og som i dag leder et projekt om forskning i produktion af laboratoriemælk.
- I vores laboratorie prøver vi nu at efterligne det, der sker i koens yver, og produktionen af laboratoriemælk sker derfor ved hjælp af levende yverceller. Til en start oprenser vi yverceller fra en slagtet ko, eller vi kan isolere cellerne fra mælken selv, forklarer Stig Purup om det princip, forskerne bruger i laboratoriet.
I laboratoriet skaber forskerne et miljø, som får cellerne til at dele sig, og når der er celler nok, er målet at stoppe delingen og så i stedet at få cellerne til at producere mælk.
- For først at få cellerne til at formere sig skal vi bruge forskellige vækstfaktorer og så en række næringsstoffer i form af aminosyrer, sukker, fedt, mineraler mv., og når vi har celler nok, kan vi starte selve produktionen af mælk ved at tilføre hormoner som insulin og prolaktin, siger Stig Purup videre om processen.
Cellebaseret produktion af kød
Det er ikke kun mælk, men også oksekød, som forskerne på Aarhus Universitet prøver at producere i laboratoriet.
- Som udgangspunkt prøver vi også her at efterligne den vækst af muskelceller og produktion af kød, som sker i en levende ko, fortæller lektor Margrethe Therkildsen, som leder et projekt, hvor målet er at fremstille kultiveret oksekød i laboratoriet.
- For kødets vedkommende baserer vi in vitro-processen på muskelbiopsier fra slagtede køer. I dem findes hvilende stamceller, som vi kan aktivere til at dele og differentiere sig til muskelceller med flere kerner. Og produktet bliver så muskelfibre, som vi kender fra kød, forklarer Margrethe Therkildsen.
I vores laboratorie prøver vi nu at efterligne det, der sker i koens yver.
Stig Purup,
Seniorforsker Aarhus Universitet
Det aktuelle initiativ på Aarhus Universitet har fokus på oksekød, men rundtom i verden er der tilsvarende initiativer og projekter, som forsøger at fremstille svinekød, kylling og andre kødprodukter.
Udfordringer med dyrkningsmediet
En af udfordringerne i laboratorieproduktion af både mælk og kød bliver at finde et tilpas billigt medie, som cellerne kan vokse i. Og så skal der bruges masser af næringsstoffer i form af aminosyrer, fedtsyrer og sukker.
I dag bruger forskerne føtalt kalveserum i laboratoriet, fordi det indeholder alle nødvendige vækstfaktorer.
- Men føtalt kalveserum er både dyrt og sandsynligvis ikke etisk acceptabelt for forbrugeren. Så vi skal finde ud af noget andet, når produktionen skal skaleres op. En mulighed kan blive plantebaserede vækstmedier, og det er også noget, vi vil undersøge nærmere, vurderer de to AU-forskere.
Svært med kødstrukturen
På kødsiden er det allerede nu realistisk at få cellerne til at dele sig og differentiere sig til celler med flere kerner, som danner muskelfibre på samme måde som i kød.
- Så produktion af et produkt, som svarer til hakket kød, er inden for rækkevidde, men herefter har vi en stor udfordring i at få skabt en form for struktur – et »staffeli« – som fibrene kan hæfte sig fast på og danne en struktur, som vi kender fra kød, siger Margrethe Therkildsen.
Som muligheder peger hun på strukturer skabt af vegetabilske råvarer fra fx soja eller danske afgrøder som ærter. Men også gelatine fra slagterierne kan blive en mulighed.
- På mælkesiden er en af udfordringerne, at vi i dag ikke kender alle komponenterne i mælk. Det er derfor svært at måle, om produktionen kører rigtigt, og hvornår vi er i mål med den rigtige proces, tilføjer Stig Purup.
Opskalering bliver svært
Når forskerne har fået processen til at køre i laboratoriet, kommer der en stor udfordring med at opskalere til en egentlig storproduktion af kultiveret mælk og kød. Spørgsmålet er så, om det er muligt engang i fremtiden at opnå en dansk mælkeproduktion på fx 5 mio. ton mælk og tilsvarende dansk produktion af oksekød årligt i bioreaktorer/ståltanke.
- Det ved vi slet ikke i dag, og det vil jo i høj grad afhænge af cellernes levedygtighed, og at vi får udviklet den nødvendige teknik til opskalering. Men det er umiddelbart svært at forestille sig, at en så stor produktion lige bliver erstattet af mælk produceret i bioreaktorer, vurderer Stig Purup.
- At få produktion af kultiveret mælk til at lykkes i et laboratorie betyder ikke, at det let kan opskaleres i fx bioreaktortanke. Fysikken ved at producere i stor skala er meget anderledes – de forskellige elementer interagerer anderledes, og det kan blive rigtig svært at styre processerne, forklarer Stig Purup.
Også Margrethe Terkildsen ser store udfordringer i at opskalere produktionen fra laboratorie til bioreaktorer i stor skala.
- Godt nok har vi set lovende teoretiske beregninger fra Holland, som blandt andet viser, at 500 mg cellekultur er meget livskraftig og kan formere sig over 30 gange og resultere i 5.000 kilo oksekød. Men at få det til at ske i virkeligheden i stor skala kræver rigtig meget forskning og udvikling fortsat, siger hun.
Stadig brug for levende køer
Teknologierne til produktion af kunstig mælk og kød indebærer høst af levende celler fra køer, så i et vist omfang bliver der stadig brug for koen som leverandør af celler.
- Man vil stadig skulle have celler fra donordyr, men det kan være celler fra køer, der slagtes, man kan isolere cellerne fra komælk. Så det er derfor svært at forestille sig, at vi slet ikke har køer længere, vurderer Stig Purup.
Margrethe Terkildsen vurderer, at produktionen af kultiveret kød måske kan blive en sideproduktion til en traditionel produktion af oksekød.
- På den måde kan vi producere den samme mængde kød på langt færre dyr og dermed nedbringe miljø- og klimabelastningen fra produktionen markant, siger hun.
Beregninger over klimatrykket ved selve processen med at producere kultiveret kød er ifølge Margrethe Terkildsen i niveauet en procent af CO2-belastningen ved traditionel kødproduktion.
- Hertil kommer så, at processen er meget energikrævende, men baseres den på grøn energi, kan den del fint blive CO2-neutral, siger hun.
En væsentlig forklaring på, at kultiveret kød ikke er så CO2-belastende, er fraværet af den store produktion og udledning af metan, som kommer fra levende dyr.
Lang tidshorisont
Ingen af AU-forskerne tør sætte en konkret tidshorisont på, hvornår en økonomisk bæredygtig produktion af kultiveret mælk og kød er på banen. Men vurderingen er, at det nok ikke bliver de første 10 år, at det for alvor tager fart og kommer til at fylde på hylderne i supermarkedet.
- Forskningen og udviklingen indtil nu har været karakteriseret af mange enkeltaktører. Men forestiller vi os, at flere aktører og interessenter begynder at arbejde sammen, kan det sikkert gå meget hurtigere, end det er gået hidtil, siger Margrethe Terkildsen.
