Keinoliha

Keinoliha (synteettinen liha, tankkiliha, tekoliha, in vitro -liha) on bioreaktorissa eläimen kantasoluista kasvatettua lihaa. Menetelmä muistuttaa biologisissa tutkimuksissa käytettyjä soluviljelyä ja kudosviljelyä. Keinolihaa kasvatetaan steriilissä bioreaktorissa, jossa solujen kasvuun käytetään erityistä kasvatusnestettä sekä tarkasti säädeltyä lämpötilaa, kaasukoostumusta, kasvutekijöitä ja hormoneja. Post, M.J. (2012). Cultured meat from stem cells: Challenges and prospects. Meat Science, 92(3), 297–301. 

 Tuotantoprosessi 
Prosessi alkaa, kun elävästä eläimestä otetaan neulalla lihaskudosnäyte. Kudoksesta erotellaan kantasoluja ja siirretään kasvatusnesteeseen, jonka keskeinen ainesosa on FBS (Fetal Bovine Serum), eli teurastettujen tiineiden lehmien sikiöistä ennen hyytymistä suoraan sydämestä kerätty veri. van der Valk, J. et al. (2010). Optimization of chemically defined cell culture media – replacing fetal bovine serum in mammalian in vitro methods. Toxicology in Vitro, 24(4), 1053–1063.

Luonnollisessa kehossa solut kasvaisivat osana toimivaa kudosta, mutta laboratorio-olosuhteissa niiden kasvu pysähtyisi nopeasti. Tämän estämiseksi solujen perimää muokataan, jotta ne eivät vanhene eivätkä kuole normaalisti, vaan jakautuvat rajattomasti ilman kehon tavanomaisia säätelymekanismeja. Näin solut pysyvät jakautumiskykyisinä keinotekoisessa kasvatusnesteessä elimistön ulkopuolella.Shay, J.W. & Wright, W.E. (2019). Telomeres and telomerase: three decades of progress. Nature Reviews Genetics, 20(5), 299–309.

Koska elimistö ohjaa solujen järjestäytymisen, laboratorio-olosuhteissa tätä joudutaan keinotekoisesti jäljittelemään. Solut kelluvat kasvatusnesteessä (glukoosiliuos, synteettiset aminohapot, rasvahappoemulsiot, mineraalikonsentraatit ja sikiöseerumi), mutta ilman kehon tukirakenteita ne jäävät vetiseksi ja limamaiseksi massaksi. Rakenteen muodostumista pakotetaan mekaanisella venytyksellä ja sähkövirralla, jotta solut ojentuisivat säikeiksi kuten lihaskudoksessa.Powell, C.A. et al. (2002). Mechanical stimulation improves tissue-engineered human skeletal muscle. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 283(5), C1557–C1565.Morimoto, Y. et al. (2018). Biohybrid robot powered by an antagonistic pair of skeletal muscle tissues. Science Robotics, 3(18), eaat4440.

Myös kasvu tarvitsee luonnollisesti esiintyviä hormoneja ja viestiaineita, joita ei synny tässä ympäristössä. Ne korvataan laboratorioissa geenimuokatuilla mikrobeilla tuotetuilla kasvutekijöillä ja hormoneilla (FGF, IGF, TGF-β). Pilaantumisen estämiseksi käytetään kemiallisia suoja-aineita ja tarvittaessa antibiootteja.Post, M. J. (2012). Cultured meat from stem cells: Challenges and prospects. Meat Science, 92(3), 297–301.

Valmis kudos on edelleen biologisesti keskeneräistä, eli siinä ei ole lihaksen normaaleja sidekudoksia, verisuonia eikä hermoja. Siksi rakenne kovetetaan kemiallisilla sideaineilla ja ulkonäkö viimeistellään väriaineilla. Maku rakennetaan teollisilla aromiaineilla ja prosessoiduilla rasvoilla, koska luonnollinen maku ei kehity ilman kehon aineenvaihduntaa.Dekkers, B.L. et al. (2018). Structuring processes for meat analogues. Trends in Food Science & Technology, 81, 25–36.

Lopuksi massa puristetaan muotoon, jäähdytetään ja pakataan. Tuotanto nojaa geenimuokattuihin soluihin, teollisiin hormoneihin, kemiallisiin lisäaineisiin ja jatkuvaan laboratorio-olosuhteiden ylläpitoon, jotta lopputuote saadaan muistuttamaan perinteistä lihaa ulkonäöltään ja rakenteeltaan.

 Taustaa ja tavoitteet 
Keinolihan on tarkoitus tuottaa proteiinia yhä kasvavalle väestölle resursseja säästäen. Keinolihan tuotannosta aiheutuviin päästöihin vaikuttaa se millaisia energianlähteitä tuotannossa hyödynnetään. Uusiutuvia energianlähteitä hyödynnettäessä, keinolihan tuotannossa päästään jopa 80% pienempään hiilijalanjälkeen. Perinteiseen lihaan verrattuna, keinolihan kasvattaminen vie kasvatettavasta eläinlajista riippuen n. 63%-95% vähemmän maa-alaa, ja ilmastovaikutukset ovat 17%-92% pienemmät. 

Keinoliha oli aluksi hyvin kallista, mutta hinta on pudonnut ajan kuluessa. Maailman ensimmäisen keinolihahampurilaisen valmistanut alankomaalainen professori Mark Post arvioi, että vuonna 2015 oli mahdollista tuottaa keinolihaa 80 dollarin kilohinnalla ja että muutaman vuoden päästä hinta voisi olla kilpailukykyinen tavallisen lihan kanssa.

 Historia 
NASA aloitti keinolihan tutkimuksen löytääkseen astronauteille ruokaa avaruuslentojen ajaksi.

PETA tarjosi vuonna 2008 miljoonan dollarin palkinnon sille, joka tuo ensimmäisenä laboratoriossa kasvatettua kananlihaa myyntiin.


Marraskuussa 2020 Yhdysvaltalainen yritys Just sai Singaporessa viranomaisten luvan myydä bioreaktorissa tuotettua keinolihaa kuluttajille.

Yhdysvalloissa ensimmäiset yritykset saivat luvan myydä keinolihaa vuonna 2023. Upside Foods ja Good Meat valmistavat kananlihaa kasvattamalla sitä bioreaktorissa kanoista tai kananmunista otetuista kantasoluista.

Britannia hyväksyi laboratoriossa kasvatetun lihan myynnin lemmikinruokana vuonna 2024.

 Markkinointi 
Vaikka lopputuote markkinoidaan puhtaana ja kestävänä lihavaihtoehtona, se on kokonaan keinotekoinen tuote. Solut jakautuvat jatkuvasti ilman luonnollista säätelyä, mikä muistuttaa syöpäsolujen käyttäytymistä.Hanahan, D. & Weinberg, R.A. (2011). Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell, 144(5), 646–674. Tämä mahdollistaa solujen jatkuvan kasvun, mutta herättää huolta niiden turvallisuudesta ja pitkäaikaisvaikutuksista. 

Soluviljellyn lihan tuotanto vaatii tarkasti kontrolloituja laboratorio-olosuhteita, mukaan lukien steriiliys, lämpötila ja ravinteiden saanti. Kasvatusnesteet sisältävät usein geenimuokattujen mikrobien tuottamia kasvutekijöitä ja hormoneja, kuten FGF, IGF ja TGF-β, jotka ovat välttämättömiä solujen kasvulle ja erilaistumiselle.  Pilaantumisen estämiseksi käytetään kemiallisia suoja-aineita ja tarvittaessa antibiootteja.Specht, E.A., et al. (2018). Opportunities for applying biomedical production and manufacturing methods to the development of the clean meat industry. Trends in Food Science & Technology, 78, 155–166.

Vaikka soluviljellyn lihan tuotantoa pidetään ympäristöystävällisempänä vaihtoehtona perinteiselle lihantuotannolle, sen pitkäaikaiset vaikutukset ihmisten terveyteen ja ympäristöön ovat edelleen tutkimuksen kohteena. Lisäksi kuluttajien hyväksyntä ja sääntelykysymykset vaikuttavat tuotteen laajempaan käyttöönottoon. The Good Food Institute (2023). State of the Industry Report: Cultivated Meat, Seafood, and Ingredients.

Lähteet

Luokka:Liha ja lihavalmisteet
Luokka:Biotekniikka