شیر را نمی‌توان به راحتی در آزمایشگاه تولید کرد، زیرا شیر حاوی چیزی بیش از مجموعه‌ای از مواد تشکیل‌دهنده است.
برخی از شرکت‌های نوپا ادعا کرده‌اند که می‌توانند به صورت تجاری و پایدار اقدام به تولید «شیر» بدون دخالت حیوانات کنند. اما اگرچه ما شیر را به عنوان ترکیبی ساده از چند جزء اصلی با رنگ افزودنی بازآفرینی می‌کنیم، بنظر می‌رسد که این ادعاها به این زودی‌ها محقق نخواهند شد.
اصطلاحات مختلفی برای توصیف این فرآیندهای “نوظهور” استفاده می‌شود. یکی از این اصطلاحات رایج، تخمیر دقیق، همان تخمیر میکروبی است که بیش از 30 سال پیش برای تولید مایه پنیر گوساله نوترکیب استفاده می‌شد. برای تولید مایه پنیر از طریق تخمیر میکروبی، ژن گوساله در یک سویه صنعتی (مخمر یا باکتری) قرار داده شده و پس از رشد، پروتئین مایه پنیر جدا و خالص‌سازی شد.
تعجب آور نیست که شرکت‌های نوپا می‌توانند از همین فناوری برای تولید پروتئین‌های شیر استفاده کنند. اخیراً پروتئین آب پنیر با این روش تولید شده است. پروتئین‌های کاربردی ساده با ارزش کافی برای دهه‌ها توسط صنایع آنزیمی و لبنی به صورت تجاری با این رویکرد ساخته شده‌اند. اما سوال اینجاست که آیا می‌توان از این روش برای تولید شیر استفاده کرد؟
چالش‌های بازآفرینی شیر
پیچیدگی‌های بازآفرینی شیر بسیار زیاد است. کازئین‌های موجود در شیر به عنوان میسل‌های کازئین یافت می‌شوند که مجموعه‌های بزرگ و پیچیده‌ای از چهار پروتئین کازئین هستند. بنابراین، چهار سیستم تخمیر برای تولید همه این کازئین‌ها مورد نیاز است.
اگرچه میکروب‌ها می‌توانند کازئین‌ها را از طریق تخمیر تولید کنند، اما این میکروب‌ها نمی‌توانند فرآیند بسیار پیچیده‌ای را که آنزیم‌های تخصصی در سلول‌های پستانی گاو برروی کازئین‌ها انجام می‌دهند، تکرار کنند. این فرآیندها “اصلاحات پس از ترجمه” هستند که باعث ایجاد تغییراتی (از جمله افزودن نمک‌هایی مانند کلسیم و فسفات‌ها و همچنین قندهای پیچیده)، بر عملکرد کازئین‌ها از جمله توانایی اتصال به کلسیم یا ناپایدار شدن توسط مایه پنیر در پنیرسازی، می‌شوند. تمامی آنزیم‌های درگیر در این فرآیند شناخته شده و یا به صورت تجاری در دسترس، نیستند. نتیجه نهایی این فرآیندهای پیچیده بیوشیمیایی، تبدیل شدن کازئین‌ها به ساختارهای زیستی زیبا و طبیعی به نام میسل کازئین است.
سوال دیگری که باید پرسید این است که آیا فرآیند تخمیر میکروبی می‌تواند روزی شیر ارزان‌تری نسبت به شیر تولیدی از گاو تولید کند (اگر بتوان بر همه چالش‌های بیوسنتز غلبه کرد)؟ تصور اینکه چگونه می‌توان به طور مقرون به صرفه تولید شیر گاو را بهبود بخشید، دشوار است، زیرا که گاو به سادگی با خوردن علوفه می‌تواند روزانه 8 گالن یا بیشتر شیر تولید کند. سیستم گوارشی گاو شامل تخمیر میکروبی پیچیده (در شکمبه)، فرآیندی است که خوراک‌هایی مانند علف را گرفته و از محصولات نهایی تخمیر برای ساخت اجزای مغذی شیر در سلول‌های پستانی استفاده می‌کند.
تخمیر صنعتی به مواد اولیه‌ای نیاز دارد که می‌تواند به عنوان غذای انسان نیز مورد استفاده قرار گیرد. برای تولید چند جزء که فاقد تنوع و پیچیدگی موجود در مواد بیولوژیکی طبیعی مانند شیر هستند، به مهندسی ژنتیک و پردازش قابل توجهی نیاز دارد.
یکی دیگر از فناوری‌های بالقوه برای تولید شیر گاو می‌تواند کشت سلولی باشد. در این مورد سلول‌ها، سلول‌های پستانی هستند که از پستان گاو استخراج می‌شوند. این سلول‌ها حاوی تمام آنزیم‌ها/ فرآیندهای پیچیده مورد نیاز برای اصلاح و سرهم بندی (Assemble) اجزای شیر هستند که تخمیر میکروبی ندارند. با این حال، رشد سلول‌ها در بیوراکتورها بسیار پیچیده و گران است. لازم به ذکر است که این فرآیند بدون دخالت حیوانات نخواهد بود، زیرا سلول‌های حیوانی شیر را می‌سازند (اما اکنون در آزمایشگاه، نه در گاو).
سایر گزینه‌ها
برخی از شرکت‌ها ادعا می‌کنند که می‌توانند پنیر را از پروتئین‌های لبنی غیرحیوانی تهیه کنند. این ادعاها شک برانگیز هستند زیرا بدون ایجاد میسل‌های کازئین، نمی‌توان از مایه پنیر برای انعقاد شیر استفاده کرد، که درواقع روشی سنتی برای تهیه پنیر طبیعی است. درعوض، دقیقاً مانند روشی که در حال حاضر پنیرهای گیاهی ساخته می‌شود، مواد مختلفی را می‌توان با هم مخلوط کرد تا محصولات ژله‌ای را تشکیل دهند که به عنوان «پنیر» توصیف می‌شوند.
در پایان، اگرچه علاقه و تبلیغات زیادی وجود دارد، اما واضح نیست که یک روش مقرون به صرفه و پایدار برای تولید «شیر» بدون دخالت حیوانات وجود دارد که هنوز دارای ساختارهای پیچیده طبیعی مانند میسل‌های کازئین و گلبول‌های چربی است، مانند شیر واقعی برای عملیات فرآوری لبنیات عمل می‌کند و یا حاوی عناصر مغزی متنوعی است. ما نمی‌توانیم به راحتی از میلیون‌ها سال تکامل پیشی بگیریم.
منبع:
https://www.dairyfoods.com/articles/95398-a-reality-check-on-animal-free-milk
