Американские ученые из Университета Вашингтона в Сент-Луисе совершили прорыв, который может кардинально изменить индустрию продуктов питания. Они разработали новый класс белковых волокон, в точности имитирующих структуру и свойства настоящих животных мышц. Эта технология открывает путь к созданию культивируемого и растительного мяса, которое по текстуре будет неотличимо от натурального.
В основе инновации лежит глубокое понимание биологии. Мышцы живых организмов обладают уникальным сочетанием прочности, эластичности и способности поглощать энергию. Исследователи, вдохновленные этим природным «проектом», научились создавать аналогичные белковые структуры с помощью синтетической биологии. В отличие от сложных и дорогих способов получения натуральных белков, таких как шелк или коллаген, новый метод оказался гораздо более эффективным.
Производство революционных волокон происходит в специальных биореакторах. Ученые генетически модифицируют микроорганизмы, которые затем в контролируемой среде «выращивают» заданные белки. Такой подход позволяет не только производить материал в промышленных масштабах, но и точно настраивать его свойства, меняя последовательность аминокислот. Это решает одну из главных проблем биоинженерии — нестабильность и дороговизну производства.
Особенно выдающиеся результаты показали волокна, созданные на основе белка под названием филамин. Они оказались не только невероятно прочными и упругими, но и устойчивыми к влажности и перепадам температур — слабому месту многих других биоматериалов, включая паучий шелк. Эти качества делают их идеальным компонентом для пищевой промышленности.
Главное применение, которое видят разработчики в пищевой сфере, — это создание «каркаса» для искусственного мяса. Новые волокна позволят воссоздать сложную волокнистую структуру стейка или куриной грудки, обеспечив продукту жевательную текстуру и упругость, которых так не хватает многим современным альтернативам. Это может стать решающим фактором для потребителей, которые ищут замену животному белку без компромиссов во вкусе и ощущениях.
Помимо еды будущего, технология имеет огромный потенциал и в других областях. Из этих «суперволокон» можно будет производить «умную» спортивную одежду, которая не деформируется при экстремальных нагрузках, а также долговечные и биосовместимые медицинские имплантаты или каркасы для регенерации тканей.
Исследование, опубликованное в престижном научном журнале «Advanced Functional Materials», знаменует собой новую эру в материаловедении. Сочетание мудрости природы и мощи современных биотехнологий позволяет создавать экологически чистые и высокопроизводительные материалы, способные решать глобальные задачи — от обеспечения продовольственной безопасности до развития медицины.