Tanpa Tulang, Tanpa Sisik, Tanpa Bola Mata: Nafsu Makan Tumbuh untuk Makanan Laut yang Dikembangkan di Lab

0



Dalam beberapa minggu terakhir, perusahaan yang mengembangkan ikan dan kerang berbasis sel telah menarik perhatian saat mereka mempromosikan penawaran mereka dan memperluas bisnis mereka secara global. BlueNalu yang berbasis di San Diego akan memperkenalkan finfish buatan laboratorium ke Eropa melalui kolaborasi yang diumumkan pada bulan September dengan distributor makanan beku Inggris Nomad Foods. Pada bulan yang sama, Avant Meats yang berbasis di Hong Kong menandatangani kesepakatan dengan Institut Teknologi Bioproses Singapura untuk meningkatkan ekonomi produksi ikan budidayanya. Pada bulan Juni, Wildtype membuka ruang pencicipan yang berdekatan dengan pabrik percontohan San Francisco, di mana ia telah menawarkan gigitan salmon kelas sushi yang ditanam di laboratorium.

Langkah-langkah ini mencerminkan minat yang tumbuh pada ikan alternatif yang berasal dari biotek. Kebutuhan akan keberlanjutan telah membawa mereka ke permukaan: Dari semua makanan laut yang dikonsumsi di dunia, sekitar setengahnya dibudidayakan di akuakultur dan setengahnya lagi ditangkap secara liar. Beberapa spesies ikan tangkapan liar mungkin mengandung merkuri, mikroplastik dan polutan dari pencemaran lingkungan; stok sedang habis oleh dampak perubahan iklim pada ekosistem dan penangkapan ikan yang berlebihan. Panen makanan laut yang ditangkap dari alam tidak dapat ditingkatkan secara berkelanjutan, namun populasi global dan permintaannya akan protein terus meningkat. “Jadi kita harus menemukan banyak cara berbeda untuk mengatasi tantangan ini,” kata Kevan Main, wakil presiden asosiasi untuk penelitian di Laboratorium dan Akuarium Kelautan Mote di Sarasota, Florida. “Saya percaya bahwa makanan laut berbasis sel akan menjadi salah satu peluang itu.”

Dari perusahaan yang memamerkan berbagai prototipe atau meningkatkan produksi, BlueNalu termasuk yang paling dekat dengan pasar. Selain kemitraannya dengan Nomad Foods, BlueNalu telah bermitra dengan Mitsubishi di Jepang, produsen makanan laut Thai Union di Thailand, dan perusahaan makanan kesehatan Pulmuone di Korea Selatan untuk mengembangkan strategi pasar di Asia untuk produk-produk BlueNalu.

Makanan laut berbasis sel—berasal dari ikan yang biasa dikonsumsi (misalnya, salmon dan tuna) atau kerang (misalnya, krustasea seperti udang dan kepiting)—juga dikenal sebagai makanan laut budidaya, seluler, atau in vitro. Itu berasal dari jaringan spesies air, tetapi tidak pernah menjadi bagian dari hewan yang hidup dan berenang. Daging dibuat di laboratorium dengan mengambil sel dari sejumlah kecil ikan atau kerang donor dan membiakkannya dalam bioreaktor. Untuk jaringan tiga dimensi seperti fillet, perancah biokompatibel yang dapat dimakan diperlukan untuk menyediakan struktur untuk pertumbuhan sel dan pematangan. Daging buatan laboratorium yang dihasilkan, campuran sebagian besar sel otot dan lemak, rasanya mirip dengan versi tangkapan hidup, tetapi tidak memiliki ‘kotoran’ hewan: tidak ada tulang, tidak ada sisik, tidak ada bola mata.

Strategi tersebut telah diterapkan dan dikomersialkan dalam kultur in vitro jenis daging lain, termasuk daging sapi, ayam, dan babi. Memang, lusinan perusahaan sedang mengembangkan daging terestrial berbasis sel, dan beberapa dari mereka masing-masing telah mengumpulkan lebih dari seratus juta dolar dalam modal ventura. Ayam yang dikembangkan oleh Eat Just menjadi daging budidaya pertama yang mencapai pasar ketika regulator Singapura pada Desember 2020 menyetujui penjualannya.

Singapura dan regulator global lainnya kemungkinan akan mengawasi budidaya ikan secara in vitro menggunakan kriteria dan jalur yang sama dengan yang mereka gunakan untuk ayam dan sapi. Amerika Serikat, bagaimanapun, membuat perbedaan. Baik Departemen Pertanian AS (USDA) dan Food and Drug Administration (FDA) mengawasi daging terestrial yang dibudidayakan, tetapi untuk ikan budidaya, FDA akan memiliki yurisdiksi tunggal. Aturan itu berlaku untuk semua makanan laut kecuali ikan lele, sebagai akibat dari beberapa sejarah politik.

Sejauh ini, makanan laut yang dibudidayakan telah tertinggal dari rekan-rekan terestrialnya. Menurut Institut Makanan yang Baik, yang melacak dan mengadvokasi industri daging berbudaya, hanya ada sekitar 14 perusahaan di dunia yang mengembangkan jenis makanan laut ini.

Kesenjangan itu, menurut beberapa ahli biologi, karena bias penelitian terhadap spesies terestrial. “Sungguh menakjubkan bagi saya seberapa jauh kemajuan ilmu pengetahuan dengan hewan darat,” kata Main di Mote. “Saya pikir itu karena lebih mudah: mereka tepat di samping Anda, Anda dapat mengakses sumber daya tersebut, dan Anda dapat melihat apa yang terjadi dengan sangat mudah. Sedangkan dengan makanan laut, semuanya terjadi di dalam air, jadi Anda harus terlebih dahulu memahami bagaimana membuat segala sesuatunya bekerja di lingkungan air itu, ”katanya.

Penelitian tentang daging terestrial juga mendapat manfaat dari pemilihan spesies yang relatif sempit. “Ketika kita berbicara tentang ayam, kita berbicara tentang satu jenis produk dengan rasa tertentu,” kata Reza Ovissipour, asisten profesor di Virginia Tech yang mengkhususkan diri dalam keamanan pangan dan pertanian seluler. Namun, setiap spesies makanan laut memiliki rasa, tekstur, dan garis selnya sendiri yang memerlukan serangkaian parameter unik untuk tumbuh.

Dan mengembangkan garis sel dari spesies ini terbukti sulit dipahami. Para ilmuwan mulai dengan memanen sel induk dewasa atau embrionik dari spesies yang diminati. Mereka kemudian mencari garis sel yang memperbaharui diri, stabil dari generasi ke generasi, dan dapat berdiferensiasi menjadi otot, lemak dan jaringan ikat. Tujuannya adalah untuk membangun garis sel yang diabadikan yang terus beregenerasi dengan sendirinya, menghilangkan kebutuhan untuk kembali ke spesies donor.

Para peneliti awalnya menumbuhkan sel dalam satu lapisan yang menempel pada permukaan labu kecil atau peralatan laboratorium lainnya. Sel-sel tumbuh dalam media yang kaya nutrisi biasanya terdiri dari kombinasi spesifik spesies glukosa, asam amino, peptida, asam lemak, vitamin, garam dan faktor pertumbuhan seperti hormon, protein rekombinan dan sitokin. Banyak peneliti di industri awalnya menggunakan komponen dari serum sapi di media pertumbuhan mereka, tetapi kebanyakan bereksperimen dengan alternatif.

Langkah selanjutnya adalah meningkatkan skala untuk menghasilkan cukup biomassa untuk dimakan, dan ini terbukti menantang. Para ilmuwan harus membujuk sel-sel untuk tumbuh dalam volume yang lebih tinggi, bioreaktor tiga dimensi, di mana sel-sel tersuspensi dalam lingkungan pertumbuhannya.

Setelah ini tercapai, para peneliti secara bertahap meningkatkan operasi ke bioreaktor yang lebih besar dan lebih besar. Daging seluler yang dihasilkan dalam bioreaktor ini menjadi lunak, seperti daging cincang. Jika peneliti ingin memberi daging tekstur fillet, mereka harus membujuk sel untuk bergabung dan tumbuh di perancah yang dapat dimakan.

Setiap langkah dari proses menghadirkan serangkaian tantangannya sendiri. Mengembangkan lini sel, misalnya, dapat menghabiskan anggaran R&D awal perusahaan selama bertahun-tahun, kata Jennifer Lamy, yang memimpin upaya makanan laut alternatif Good Food Institute. Bluu Biosciences yang berbasis di Berlin mendapat manfaat di bidang ini dari penelitian dasar pendirinya, Sebastian Rakers. Ahli biologi kelautan sebelumnya telah membuat lebih dari 80 garis sel yang berbeda dari lebih dari 20 spesies laut yang berbeda selama 12 tahun bersama Fraunhofer Society.

Pada Mei 2020, Rakers membantu meluncurkan Bluu, yang berfokus pada ikan mas, salmon Atlantik, dan trout pelangi. Produk pertama adalah daging tanpa struktur, tanpa perancah yang disiapkan dalam bentuk bola, yang biasa ditemukan dalam masakan Asia. Sel ikan terdiri dari setengah produk, sedangkan protein nabati dan sebagian kecil protein nabati membentuk setengah lainnya. Perusahaan belum mengadakan pencicipan produknya.

Untuk Wildtype, sebuah perusahaan yang mengembangkan salmon kelas sushi, butuh tiga tahun untuk membangun garis sel ke titik di mana mereka dapat tumbuh dalam suspensi dalam bioreaktor, kata salah satu pendiri Aryé Elfenbein. Dalam perpindahan dari pelat kaca ke bioreaktor, para ilmuwan Wildtype awalnya menggunakan pembawa mikro, yaitu manik-manik yang menyediakan tempat bagi sel untuk menempel dalam kultur sel tersuspensi, untuk membantu meningkatkan viabilitasnya. Dari sana perusahaan beralih ke menumbuhkan sel dalam kelompok, dan akhirnya ke suspensi sel tunggal.

Pengunjung ruang pengecapan Wildtype dapat melihat bagaimana makanan mereka dibuat melalui pintu kaca—ide yang tidak pernah terdengar di industri daging konvensional. “Bisakah Anda membayangkan ruang mencicipi di sebelah rumah jagal?” Elfenbein bertanya.

Beberapa orang keberatan dengan gagasan bahwa daging mereka ditanam di laboratorium, tetapi pendiri Wildtype mengatakan bahwa lebih banyak kesadaran tentang penyembelihan mengubah itu. “Banyak orang sengaja menutup mata tentang bagaimana daging dan makanan laut kami dibuat karena kita semua tahu itu bukan cerita yang bagus,” kata Justin Kolbeck, yang ikut mendirikan perusahaan dengan Elfenbein. “Kondisi rumah pemotongan hewan terkenal tidak menyenangkan bagi pekerja dan hewan, dan operasi akuakultur tidak jauh lebih baik,” katanya. “Namun, saya pikir ada perubahan besar dalam hal orang yang ingin tahu lebih banyak dan memiliki lebih banyak visibilitas dan transparansi tentang apa yang mereka makan.”

Untuk membuat salmon tingkat sushi, Wildtype harus menggunakan scaffolds, yang dikembangkan perusahaan sendiri dengan menggunakan bahan-bahan yang berasal dari tumbuhan. Scaffolds rumit karena mereka harus mendorong pertumbuhan sel, memastikan stabilitas termal dan juga memberikan tekstur yang tepat untuk langit-langit mulut manusia. “Proses integrasi sel-perancah dalam skala yang sangat besar adalah sesuatu yang tidak ada saat ini,” kata Elfenbein. Ilmuwan Wildtype menghabiskan beberapa tahun menyaring ribuan kandidat perancah dengan atribut ini. Ketika mereka menemukan yang juga berbiaya rendah, berbasis tanaman, tersedia secara luas dan saat ini digunakan dalam pasokan makanan AS, mereka mengembangkan metode throughput tinggi untuk memproduksinya.

Seperti semua perusahaan di industri daging budidaya, Wildtype menghadapi tantangan berat untuk meningkatkan dengan cara yang layak secara ekonomi. Faktanya, Wildtype tidak pernah membuat lebih dari beberapa pon sushi salmon sekaligus.

Itu karena scaling up bukanlah masalah sederhana mengalikan setiap komponen dengan faktor. Pengoperasian pada skala yang lebih besar memerlukan peralatan dan pengelolaan yang berbeda dari serangkaian laju perpindahan panas dan gas yang berbeda, kontrol pH, suplai nutrisi dan oksigen, dan pengotor bahan mentah. “Pada skala yang lebih besar, mengendalikan lingkungan tidak semudah itu, dan terkadang sel tidak menunjukkan sifat yang sama seperti ketika mereka berada pada skala yang lebih kecil,” kata Ovissipour. “Jadi, Anda berurusan dengan pengaturan yang sama sekali berbeda yang membutuhkan lebih banyak pengoptimalan dan pemodelan,” katanya.

Apa pun skala operasinya, biaya produksi daging budidaya sangat tinggi dibandingkan dengan daging konvensional—lebih dari $20.000 per kilogram pada harga tertinggi, menurut satu perkiraan yang disiapkan oleh perusahaan konsultan CE Delft untuk Good Food Institute. Itu tidak akan berubah tanpa sejumlah besar R&D dan pendekatan kultur sel yang berbeda secara radikal dari cara para ilmuwan menumbuhkan sel selama 70 tahun terakhir. “Seluruh industri biofarma telah dibangun dengan memanen protein yang diproduksi sel dan membuang sel,” kata Kolbeck. Produksi antibodi monoklonal adalah salah satu contohnya. “Dalam sistem kami, kebalikannya benar: [We want to learn] bagaimana memusatkan sejumlah besar sel sambil menjaga mereka tetap layak untuk perjalanan selanjutnya ke perancah.”

Artikel ini direproduksi dengan izin dan telah pertama kali diterbitkan pada 15 November 2021.

Leave A Reply

Your email address will not be published.