شیر را نمی توان به راحتی در آزمایشگاه تولید کرد، زیرا شیر حاوی چیزی بیش از مجموعه ای از مواد تشکیل دهنده است. برخی از شرکت ‌های نوپا ادعا کرده ‌اند که می ‌توانند 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 می کنیم، بنظر می رسد که این ادعاها به این زودی ‌ها محقق نخواهند شد.
اصطلاحات مختلفی برای توصیف این فرآیندهای "نوظهور" استفاده می شود. یکی از این اصطلاحات رایج، تخمیر دقیق، همان تخمیر میکروبی است که بیش از 30 سال پیش برای تولید مایه پنیر گوساله نوترکیب استفاده می شد. 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 خالص سازی شد.
تعجب آور نیست که شرکت های نوپا می توانند از همین فناوری برای تولید پروتئین های شیر استفاده کنند. اخیراً پروتئین آب پنیر با این روش تولید شده است. پروتئین های کاربردی ساده با ارزش کافی برای دهه ها توسط صنایع آنزیمی و لبنی به صورت تجاری با این رویکرد ساخته شده اند.

اما سوال اینجاست که آیا می توان از این روش برای تولید شیر استفاده کرد؟

چالش های بازآفرینی شیر

پیچیدگی های بازآفرینی شیر بسیار زیاد است. کازئین‌ های موجود در شیر به ‌عنوان میسل ‌های کازئین یافت می ‌شوند که مجموعه‌ های بزرگ و پیچیده ‌ای از چهار پروتئین کازئین هستند. بنابراین، چهار سیستم تخمیر برای تولید همه این کازئین ها مورد نیاز است.
اگرچه میکروب ‌ها می ‌توانند کازئین ‌ها را از طریق تخمیر تولید کنند، اما این میکروب ‌ها نمی‌ توانند فرآیند بسیار پیچیده‌ ای را که آنزیم ‌های تخصصی در سلول‌ های پستانی گاو برروی کازئین ‌ها انجام می دهند، تکرار کنند. این فرآیند ها "اصلاحات پس از ترجمه" هستند که باعث ایجاد تغییراتی (از جمله افزودن نمک‌ هایی مانند کلسیم و فسفات ‌ها و همچنین قندهای پیچیده)، بر عملکرد کازئین ها از جمله توانایی اتصال به کلسیم یا ناپایدار شدن توسط مایه پنیر در پنیرسازی، می شوند. تمامی آنزیم های درگیر در این فرآیند شناخته شده و یا به صورت تجاری در دسترس، نیستند. نتیجه نهایی این فرآیندهای پیچیده بیوشیمیایی، تبدیل شدن کازئین ها به ساختارهای زیستی زیبا و طبیعی به نام میسل کازئین است.
سوال دیگری که باید پرسید این است که آیا فرآیند تخمیر میکروبی می ‌تواند روزی شیر ارزانتری نسبت به شیر تولیدی از گاو تولید کند (اگر بتوان بر همه چالش ‌های بیوسنتز غلبه کرد)؟ تصور اینکه چگونه می ‌توان به ‌طور مقرون ‌به ‌صرفه تولید شیر گاو را بهبود بخشید، دشوار است، زیرا که گاو به سادگی با خوردن علوفه می تواند روزانه 8 گالن یا بیشتر شیر تولید کند. سیستم گوارشی گاو شامل تخمیر میکروبی پیچیده (در شکمبه)، فرآیندی است که خوراک هایی مانند علف را گرفته و از محصولات نهایی تخمیر برای ساخت اجزای مغذی شیر در سلول های پستانی استفاده می کند.

تخمیر صنعتی به مواد اولیه ای نیاز دارد که می تواند 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 فناوری های بالقوه برای تولید شیر گاو می تواند کشت سلولی باشد. در این مورد سلول ‌ها، سلول ‌های پستانی هستند که از پستان گاو استخراج می ‌شوند. این سلول‌ ها حاوی تمام آنزیم‌ ها/فرآیندهای پیچیده مورد نیاز برای اصلاح و سرهم بندی (Assemble) اجزای شیر هستند که تخمیر میکروبی ندارند. با این حال، رشد سلول ها در بیوراکتورها بسیار پیچیده و گران است. لازم به ذکر است که این فرآیند بدون دخالت حیوانات نخواهد بود، زیرا سلول های حیوانی شیر را می سازند (اما اکنون در آزمایشگاه، نه در گاو).

سایر گزینه ها

برخی از شرکت ها ادعا می کنند که می توانند پنیر را از پروتئین های لبنی غیر حیوانی تهیه کنند. این ادعاها شک برانگیز هستند زیرا بدون ایجاد میسل های کازئین، نمی توان 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 می‌ شود، مواد مختلفی را می‌ توان با هم مخلوط کرد تا محصولات ژله ‌ای را تشکیل دهند که به عنوان «پنیر» توصیف می ‌شوند.
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 میسل ‌های کازئین و گلبول ‌های چربی است، مانند شیر واقعی برای عملیات فرآوری لبنیات عمل می کند و یا حاوی عناصر مغزی متنوعی است. ما نمی توانیم به راحتی از میلیون ها سال تکامل پیشی بگیریم.

برگرفته از:

https://www.dairyfoods.com/articles/95398-a-reality-check-on-animal-free-milk