La ganadería contribuye al cambio climático, aportando entre el 14 y el 20 por ciento de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI) debido a los gases liberados por los animales, la producción de piensos, los cambios de uso de la tierra y las cadenas de suministro mundiales que demandan un uso intensivo de energía [1]. Superar esta situación adquiere mayor relevancia si consideramos el acuerdo de Paris de limitar el calentamiento global a 1.5 °C [2].
La emisión de GEI no es el único aporte de industria ganadera al cambio climático, sino también la deforestación que promueve. De acuerdo a la última “Evaluación de los recursos forestales mundiales” (FRA por sus siglas en inglés) conducida por la FAO el pastoreo de ganado representó el 38,5 por ciento de la deforestación anual entre 2000 y 2018 [3].
Finalmente, la actividad ganadera demanda una inmensa cantidad de agua. De acuerdo a un artículo publicado por la revista Water Resources Research en el 2020, se utilizan 4.387 km³ de agua azul y verde para la producción de alimento para ganado, lo que equivale aproximadamente al 41% del uso total de agua agrícola [4]. Por agua azul se refiere a la que se encuentra en los cuerpos de agua superficial y verde, al agua de lluvia almacenada en el suelo como humedad.
La importancia de la transformación proteica
Frente a esta situación, el concepto de “transición proteica” está ganando fuerza como una solución para mitigar los efectos nocivos de la producción ganadera en el medio ambiente. Aunque este concepto no tiene una definición unificada [5], comprende dos estrategias. La primera consistente en sustituir la proteína basada en animales por otra de origen vegetal u otra fuente alternativa (tales como insectos, bacterias, etc.).
La segunda, denominada carne cultivada, consiste en producir a partir de cultivos de células animales, y no mediante la cría y sacrificio tradicional de seres vivos. Esta forma de agricultura celular se desarrolla utilizando técnicas de ingeniería de tejidos utilizadas tradicionalmente en medicinas regenerativas [6].
En comparación con la carne europea producida convencionalmente, la carne cultivada exige un 7-45 % menos de uso de energía (solo las aves de corral tienen un menor uso de energía), un 78-96 % menos de emisiones de GEI, un 99 % menos de uso de la tierra y un 82-96 % menos de uso de agua [7]. Estos valores corresponden a carne de res, cerdo, oveja y aves de corral.
Sin embargo, la adopción generalizada de carne procedente de células no está asegurada en absoluto. Existen dos desafíos, lograr replicar la textura y sabor de la carne natural y bajar los costos de producción. Adicionalmente, existen regulaciones gubernamentales que restringen su acogida.
El cultivo de carne en pocas palabras
El cultivo de carne es el proceso de desarrollo de células de un animal al interior biorreactor que consiste en un recipiente cerrado que mantiene la temperatura y las condiciones ambientales necesarias para que estas se conviertan en carne. Este biorreactor dispone de tuberías con el objetivo de proveer de nutrientes y oxígeno para que las células proliferen.
Si bien el cultivo de carne puede requerir células madres embrionarias, también se suelen usar células musculares, de grasa o piel reprogramándolas para que se comporten como células madres. La reprogramación mejora su capacidad de duplicarse, así como su capacidad de convertirse en células especializadas.
El cultivo en el biorreactor comprende dos fases: la proliferación y la diferenciación. La primera tiene como finalidad aumentar la masa celular total. Cuando se alcanza el número de células objetivo se pasa a la fase de diferenciación cambiando el medio y las condiciones de cultivo. En esta segunda fase las células se empiezan a diferenciar en células de carne y de grasa y comienzan a formar tejido muscular [8] tal como se muestra en la figura 1a.
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El resultado es carne no estructurada, es decir, un producto con apariencia de carne picada típico de hamburguesas o albóndigas. Sin embargo, replicar la textura, forma y experiencia sensorial de un auténtico filete de carne es fundamental para su aceptación en el mercado.
Avances científicos en el cultivo de carne
El 30 de marzo del 2020, la revista Nature Food publicó un
artículo en el cual se describía un procedimiento económico y escalable de
producción de carne cultivada con sabor, textura y estructura semejantes a la
de un filete natural [9].
De acuerdo al estudio, una vez que las células logran un nivel de proliferación adecuada en un biorreactor, estas se transfieren a un medio poroso que les sirva de andamio (“scaffold”) para formar un tejido tridimensional de acuerdo a la figura 1b. Para fines de cultivo, el andamio debe ser comestible y tener un valor nutricional y una textura adecuados.
Esta investigación demostró que el uso de proteína de soja texturizada -un biomaterial comestible poroso a base de proteínas- como andamio favorece la diferenciación, unión y maduración celular para crear un tejido muscular bovino tridimensional. Estos andamios operan dentro de biorreactores especializados.
De la investigación a la producción
El 19 de enero de este año en la revista Phys.org apareció un artículo en la cual se anunciaba que la empresa Aleph Farms había obtenido luz verde para fabricar los primeros filetes de carne de res cultivada del globo [10]. El 18 de abril esta empresa anunció la preparación del lanzamiento de su producto denominado “Petit Steak”, al cual calificaba como el primer bistec del mundo [11].
La carne se desarrollará a partir de células derivadas de un óvulo fertilizado de una vaca Black Angus llamada Lucy de una hacienda californiana y empleó la tecnología de andamiaje descrita en el artículo publicado por la revista Nature Food en marzo del 2020 [9].
En la entrevista que sostuvo con la revista Food Navigator, el CEO de Aleph Foods, Didier Toubia, declaró: “Nuestra matriz es porosa, con mucha superficie y espacio para el oxígeno, lo que permite a las células imitar la formación de fibras musculares. También favorece la maduración celular y su capacidad para formar tejido, lo que contribuye a la calidad de la textura de los filetes” [11].
Los costos de la carne cultivada
La reconocida consultora McKinsey & Company nos dice en un artículo publicado en setiembre de 2023: “Las empresas han podido reducir los costos de producción de carne cultivada en un 99 por ciento en menos de una década. Si los costos siguen la misma trayectoria que la de la secuenciación del genoma humano, la carne cultivada podría alcanzar la paridad de costos con la carne convencional para 2030.” [12]
Estas son buenas noticias para humanidad y el medio ambiente, sin embargo, queda el reto de escalar la producción.
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