Os especialistas prevêem que a produção de carne em um laboratório usando técnicas de engenharia de tecidos - ou carne cultivada em laboratório - será um dia muito mais sustentável, nutricionalmente equivalente e sem as preocupações éticas da produção típica de carne. Contudo, a produção econômica de carne em laboratório continua sendo um problema.

Agora, Os engenheiros químicos da Penn State sugerem que o uso de computadores para analisar as necessidades metabólicas das células de criação de animais - ou modelagem metabólica em escala de genoma - pode ajudar os cientistas de alimentos a projetar processos e meios de crescimento que produzem carne em escalas adequadas para comercialização.

“Até hoje as alternativas à carne cultivada permanecem proibitivamente caras, "disse Costas D. Maranas, Donald B. Broughton Professor do Departamento de Engenharia Química e associado do Institute for Computational and Data Sciences. “De longe, a maior despesa é o custo dos componentes que compõem o meio de crescimento celular. A modelagem metabólica pode ajudar a encontrar maneiras de criar combinações de nutrientes que sejam menos caras e mais sintonizadas com as necessidades metabólicas das células em crescimento. "

A modelagem metabólica usa computadores para determinar como os genes produzem proteínas em um organismo, como gado e galinhas, disse Patrick Suthers, bolsista de pós-doutorado em engenharia química. O objetivo, então, seria usar essas informações para orientar com precisão a produção de carne cultivada que seja de alta qualidade e com a melhor relação custo-benefício possível.

"Idealmente, você deseja usar a maneira mais barata de alimentar células em crescimento para obter os resultados que deseja, "disse Suthers." Mas, é realmente uma questão de eficiência, portanto, pode não ser necessariamente a mídia de crescimento mais rápido. Por exemplo, você poderia ter uma mídia de crescimento mais lento, mas pode ser substancialmente mais barato de produzir. "

Para fazer carne usando este processo, os pesquisadores pegam células de animais e, em seguida, multiplicam essas células várias vezes. Atualmente, este processo é restrito a operações de pequena escala em laboratórios, o que o torna muito caro para o consumidor médio. Contudo, ao produzir maiores volumes de carne, a carne cultivada em laboratório pode se tornar uma alternativa mais desejável para a produção de carne atual.

"Engenharia química e modelagem metabólica não foram usadas nesta área antes, "disse Suthers." O que realmente estamos tentando fazer aqui é observar algumas das etapas que os pesquisadores fizeram para outros processos e conceber um processo que se encaixa neste sistema. "

Os pesquisadores, que divulgou sua análise em uma edição recente do Journal of American Institute of Chemical Engineers, sugerem que a dependência da atual produção de carne está causando crescentes problemas ambientais e de saúde.

De acordo com os pesquisadores, a pecuária é responsável por aproximadamente 18% das emissões de gases de efeito estufa. A pecuária responde direta ou indiretamente por 70% de todas as terras agrícolas, representando 30% da superfície terrestre da Terra e mais de 8% do uso global de água pelo homem.

“A quantidade de carne que está sendo consumida está aumentando e se você olhar a quantidade de recursos necessários para atender a essa demanda, incluindo a terra e as colheitas necessárias para alimentar os animais, tem um grande impacto no meio ambiente, "disse Suthers." Na agricultura industrial, também há uma chance maior de que doenças, como vírus e bactérias, vão se espalhar dentro dos rebanhos. O gado também produz metano, então, há alguns impactos climáticos, também."

Porque a criação de gado também levanta preocupações com o bem-estar animal, a carne cultivada em laboratório pode ser uma opção atraente para pessoas que se opõem ao consumo de carne por motivos religiosos ou éticos, ele adicionou.

Embora a noção de fazer carne em um laboratório possa ser difícil de imaginar para a maioria das pessoas, compará-lo a uma cervejaria pode ser a melhor maneira de visualizar o processo, disse Suthers.

"Pode soar incomum, mas, de muitas maneiras, isso pode ser semelhante a uma cervejaria, "disse Suthers." Em uma cervejaria, você encontrará grandes tanques de aço, cubas e outros equipamentos, que as pessoas não necessariamente igualam a algo que é baseado em laboratório. Mas as mesmas coisas que as pessoas fazem em uma cervejaria para fazer cerveja ou álcool, você poderia fazer em um laboratório. "

Suthers disse que mais trabalho precisa ser feito para tornar a carne cultivada em laboratório uma realidade, mas ele acrescentou que a introdução de modelos de computador é um passo crítico nessa direção.

"Ainda estamos nos estágios iniciais de juntar as peças, "disse Suthers." Mas, achamos que a modelagem por computador pode ter um grande impacto nisso. "