Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Ecologia

Carne Cultivada: Um Futuro Sustentável para a Produção de Alimentos

Analisando os impactos ambientais de meios de cultura sem soro na produção de carne cultivada.

― 7 min ler


Reinventando a ProduçãoReinventando a Produçãode Carnealimentares do futuro.mais verde para as necessidadesA carne cultivada oferece uma solução
Índice

A produção de carne de gado é um grande fator que prejudica o meio ambiente. Ela contribui muito para a emissão de gases do efeito estufa, consome muita terra e água, e causa problemas como a perda de biodiversidade. Com o aumento da população mundial, espera-se que a produção de carne suba cerca de 76% até 2050. Isso vai piorar os efeitos ambientais de criar animais para comida.

A carne cultivada, que é feita ao crescer células de animais em laboratórios, está sendo vista como uma possível solução. Essa técnica tem como objetivo produzir carne com menos danos ao meio ambiente, ajudando também a atender às necessidades alimentares futuras. Estudos mostram que os materiais usados para cultivar essas células representam uma parte significativa do Impacto Ambiental total. Portanto, entender os efeitos ambientais desses materiais de crescimento é necessário para reduzir os impactos gerais da carne cultivada.

Atualmente, muita carne cultivada é feita usando um meio de cultura que inclui Soro Bovina Fetal (SBF). No entanto, o SBF tem vários problemas. Ele levanta preocupações éticas porque vem de bezerros, e também pode conter substâncias prejudiciais. Além disso, seu preço pode variar bastante. Mudar para um meio livre de soro é essencial para criar carne que seja melhor para o meio ambiente e aceitável para os consumidores.

Esse estudo investigou os métodos atuais de produção de meios de cultura alimentares livres de soro e seu impacto ambiental. Também analisou como esses impactos podem mudar à medida que a tecnologia avança e a produção aumenta. O objetivo era encontrar maneiras eficazes de reduzir os efeitos ambientais ligados a esses meios de cultura.

Método de Pesquisa

O estudo utilizou um método chamado Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) para avaliar o impacto ambiental. Esse método analisa os efeitos de um produto do início ao fim, incluindo a produção de matérias-primas, fabricação do produto e descarte.

Componentes do Meio de Cultura

O meio de cultura estudado é uma mistura base desenvolvida a partir de um meio comumente usado chamado DMEM. Este novo meio foi projetado para substituir ingredientes derivados de animais por componentes alimentares. Para criar um meio de cultura livre de soro, o estudo usou um método que junta vários tipos de células de órgãos para criar um substituto para o soro.

Limites do Sistema e Unidades Funcionais

O foco do estudo foram as etapas de fabricação, desde a obtenção de matérias-primas até a produção do meio de cultura. A avaliação considerou os materiais necessários para criar 1 litro do meio de cultura. Várias etapas do processo, incluindo limpeza e descarte de resíduos, também foram incluídas nessa avaliação.

Cenários de Produção Futura

O estudo explorou cenários de produção futura, assumindo que a produção aumentaria cerca de 700 vezes. Este modelo futuro sugeriu métodos mais eficientes, como o uso de aço inoxidável para equipamentos em vez de materiais descartáveis. Ele também analisou como diferentes fontes de eletricidade poderiam afetar os impactos ambientais.

Coleta de Dados

Os dados para o estudo vieram da IntegriCulture Inc. no Japão, que forneceu detalhes sobre seu processo de produção de meio de cultura. Literatura adicional foi consultada para preencher lacunas nas informações.

Inventário do Ciclo de Vida

O estudo criou um inventário de todos os materiais e energia utilizados para produzir 1 litro de meio de cultura. Esse inventário ajudou a identificar o impacto ambiental de vários materiais e insumos, incluindo eletricidade, matérias-primas e resíduos.

Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida

O estudo utilizou um método específico de avaliação de impacto que permite entender vários efeitos ambientais. Ele se concentrou em oito áreas-chave de impacto, incluindo mudança climática, uso de água e uso da terra.

Impacto da Produção Atual

Na escala atual, a eletricidade representou uma parte significativa do impacto ambiental. Em particular, teve um papel importante em áreas como mudança climática e consumo de recursos. Ingredientes de origem animal também tiveram um impacto notável, especialmente em uso de água e consumo de terra. Outro fator significativo foi o uso de materiais descartáveis, que contribuiu para o desperdício e aumentou a pegada ambiental total.

O consumo de eletricidade foi em grande parte impulsionado pela necessidade de controlar o ambiente da cultura celular e esterilizar equipamentos. Reduzir essa eletricidade e o uso de descartáveis poderia diminuir o impacto geral. Por exemplo, à medida que a tecnologia avança, dispositivos maiores podem substituir peças menores de equipamento, facilitando a esterilização e reduzindo as necessidades de energia.

Impacto da Produção Futura

Para cenários de produção futura, o estudo considerou como o uso de diferentes fontes de eletricidade afetaria o resultado ambiental. Projetou um aumento no uso de eletricidade devido ao crescimento antecipado da capacidade de produção. No entanto, os impactos poderiam variar dependendo do tipo de energia utilizada.

O estudo analisou cenários que incluíam fontes de energia renováveis, como solar e eólica. Usar essas fontes de energia mais limpas geralmente ajuda a reduzir o impacto ambiental, especialmente em relação à mudança climática. No entanto, o aumento do uso da terra associado à geração de energia renovável poderia compensar alguns benefícios, já que pode competir com terras anteriormente usadas para outros propósitos.

Para combater isso, o estudo sugeriu colocar painéis solares em telhados ou usar espaços urbanos para produção de energia, o que poderia minimizar conflitos de uso da terra.

Componentes do Meio de Cultura

A análise revelou que os componentes substitutos do soro tiveram um impacto maior do que os ingredientes do meio basal na maioria dos cenários. À medida que a produção avança para uma escala maior, espera-se que a proporção do impacto ambiental proveniente dos ingredientes do meio basal cresça.

O estudo destacou a necessidade de encontrar fontes mais sustentáveis para os componentes do meio basal, sugerindo que ingredientes de plantas ou algas poderiam oferecer impactos ambientais menores do que as fontes atuais.

Análise de Sensibilidade

Reconhecendo que os ambientes laboratoriais podem ser variáveis, uma análise de sensibilidade foi feita para ver como as mudanças no uso de itens descartáveis poderiam afetar os impactos ambientais. Os resultados mostraram que reduzir o uso de descartáveis diminuiria significativamente o impacto ambiental em todas as áreas medidas.

Limitações do Estudo e Direções Futuras

A pesquisa teve limitações, incluindo o fato de que se concentrou apenas em um tipo de meio de cultura e em um método de produção de uma empresa. Estudos futuros deveriam comparar outros meios de cultura e métodos para obter uma visão mais abrangente de seus impactos ambientais.

Além disso, realizar uma avaliação completa do ciclo de vida de todo o processo de produção de carne cultivada, incluindo etapas além da produção do meio de cultura, deve ser uma prioridade para esforços de pesquisa futuros.

Conclusão

A transição para a carne cultivada tem o potencial de reduzir significativamente a carga ambiental da produção de carne. No entanto, para realizar esses benefícios, é crucial desenvolver métodos de produção e materiais sustentáveis para os meios de cultura. Este estudo sublinha a importância de encontrar alternativas para componentes de origem animal e destaca o impacto do consumo de energia, defendendo o uso mais inteligente de energia renovável. Enfrentar esses desafios poderia levar a um futuro mais sustentável para a produção de alimentos.

Fonte original

Título: Environmental Impacts of Serum-free Food-grade and Complex Culture Medium Production for Cultivated Meat

Resumo: Cultivated meat is an alternative meat produced via cell culture. The culture medium accounts for most of the environmental impact of cultivated meat production. This study quantitatively evaluated and analyzed the environmental impact of serum-free food-grade and complex culture medium production for cultivated meat by performing a life cycle assessment (LCA) based on activity data at the laboratory scale. In addition, specific measures were proposed to reduce the environmental impact further. LCAs were performed at current and future production scales. This study also evaluated the impact of multiple electricity sources on the environmental impact of culture-medium production. Expendables at the current scale, as well as electricity and animal-derived materials at both scales, are hotspots in the environmental impact of this culture-medium production. Among these components, the production of serum substitutes accounts for most of the environmental impact. As the scale shifts, the environmental impacts are expected to decrease by 11.3%-93.2% in all impact categories. As the composition of electricity sources changed, the impact on certain categories decreased. However, as the share of renewable energy increased, the impact on land use also increased significantly. This study promotes the practical application of new culture media for low-cost and low-environment-impact cultivated meat. Graphical abstract O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=108 SRC="FIGDIR/small/611339v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (43K): [email protected]@199eb86org.highwire.dtl.DTLVardef@35d02aorg.highwire.dtl.DTLVardef@f581d0_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG SYNOPSIS. This study evaluates the environmental impact of culture-medium production for cultivated meat and reports that electricity, animal-derived materials, and expendables are hotspots of this impact.

Autores: Naoki Yoshikawa, N. Takenaka, K. H. Mitsui, K. Kunimasa, K. Kawajiri, C. Kayo

Última atualização: 2024-09-10 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.05.611339

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.05.611339.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Artigos semelhantes