Den storskaliga djurhållningen är förknippad med betydande växthusgasutsläpp och andra miljöfrågor som näringsläckage. Effektivisering måste vägas mot djurskydd. Samtidigt växer behovet av livsmedel liksom efterfrågan på kött. En möjlig väg ur dilemmat erbjuds genom syntetisk biologi. Alternativa proteinkällor är under utveckling, och laboratorieodlat kött har redan börjat se dagens ljus.

Den globala industriella djurhållningen omfattar kontinuerligt en uppfödning av över 25 miljarder landdjur. Det är en industri som upptar nära en tredjedel av all isfri mark, och 70 procent av jordbruksmarken. Enligt vissa beräkningar är djurhållning den enskilt största bidragande faktorn till den globala uppvärmningen, med större påverkan än både industri och transporter, och 14.5 procent av växthusgasutsläppen hänförs dit av FN-organet FAO. Många bedömare menar att vi bör minska konsumtionen av kött av klimatskäl.

Djurhållningens utsläpp

Bild: Djurhållning och köttproduktion är ett av de stora upphoven till växthusgasutsläpp. (Källa: FAO)

Välstånd föder aptit på kött

Det sker förändringar på marginalen – i USA minskade köttkonsumtionen 9 procent mellan 2007 och 2012, om än från en hög nivå – men i praktiken har få konsumenter visat sig beredda att i stor utsträckning avstå från kött. Andelen vegetarianer är mindre än en tiondel av befolkningen i västvärlden, och mindre än en tredjedel även i länder som Indien, där vegetarianism har djupa kulturella och religiösa traditioner. Samtidigt växer världsbefolkningen och därmed behovet av livsmedel, och konsumtionen av kött och mejeriprodukter uppskattas öka med 70 procent till 2050. Framför allt är det den växande medelklassen i länder som Kina och Indien som ökar sin konsumtion: där, precis som i västvärlden, verkar ökat välstånd föda en aptit på kött. Från att ha varit en lyxvara övergår det till att vara vardagsmat. Att producera de volymer som av allt att döma kommer att efterfrågas är knappast möjligt utan industriella metoder.

Hög produktion med baksidor

Det småskaliga lantbruket har i stort sett ersatts av en storskalig, industriell djurhållning. Den har ökat avkastningen, men till priset av höga koncentrationer av djur. Det för med sig praktiska svårigheter och reser djurskyddsfrågor på ett annat sätt än vid småskalig produktion. Hög beläggning per yta parat med genetisk likriktning ökar exempelvis risken för sjukdomsspridning i besättningarna. För att motverka det används antibiotika i förebyggande syfte – och även som en rent tillväxtbefrämjande åtgärd. Sverige använder minst mängd antibiotika per djur av alla EU-länder, men i ett globalt perspektiv svarar djuruppfödningen för två tredjedelar av den sammanlagda antibiotikaanvändningen. Hög användning av antibiotika ökar risken för uppkomsten av resistenta bakteriestammar. Via djuren sprids också antibiotika till mark och vattendrag.

Storskalighet gör det också till en utmaning att ta hand om spillningen på ett miljöeffektivt sätt, utan näringsläckage och övergödning; faktum är att spillningsvolymerna från djurhållningen är 100 gånger större än från världens samlade befolkning. Till detta kommer foderförsörjningen. Djurhållning behöver inte konkurrera med annan livsmedelsproduktion om åkerarealen, men som den globala köttproduktionen ser ut idag är det ofta fallet. Naturbete är undantaget, medan stora ytor jordbruksmark upptas av sojaodling för att få fram proteinrikt kraftfoder till djuruppfödning.

Syntetisk biologi

Man kan se baksidorna som tecken på en effektivisering som drivits för långt. Men något småskaligt lantbruk kapabelt att försörja dagens världsbefolkning har aldrig funnits. I ljuset av det stora behovet finns ett annat perspektiv: att effektiviseringen inte nått ända fram. Vi föder fortfarande upp hela djur när det framför allt är köttet vi vill åt.

Kemisten Marcellin Berthelot föreslog en annan ordning redan för hundra år sedan. Forskarna hade då utvecklat metoder som gjorde det möjligt att analysera de näringsämnen som utgör livsmedlens beståndsdelar, och Berthelot menade att laboratorieodlat kött och syntetiska livsmedel skulle bli nästa steg i matens utvecklingshistoria – ett lika naturligt steg som att ersätta vedspisar med elektricitet. ”Kemin har redan format köksredskapen och kokkonsten – nu återstår bara för den att ta fram själva råvarorna”, föreslog Berthelot.

Genom syntetisk biologi – ett nytt forskningsområde där biologi möter ingenjörskonst – har Berthelots förhoppning kommit närmare verkligheten. Nu finns tekniska möjligheter att kunna montera ihop komplexa ämnen som byggsatser av enklare moduler. Det är relaterat till GMO, men skiljer sig från det genom att produkten som tas fram är ett naturidentiskt ämne och inte en organism. (Se även ”GMO – ett omdiskuterat redskap”.)

Egentligen kan man se det som en vidareutveckling av ölbryggning. Jästsvampens förmåga att fermentera socker till alkohol är något som vi länge har utnyttjat – men jäst eller andra mikroorganismer kan nu programmeras att omvandla sitt substrat till andra ämnen som man vill ha, till exempel specifika proteiner. Metoden är att utrusta dem med moduler av konstgjord arvsmassa, som kan konstrueras i dator, skrivas ut i form av DNA-molekyler och föras in i cellerna. Med jästen som effektiv och skräddarsydd fabrik slipper man omvägen via växt- och djurceller.

Vissa livsmedel är lättare att syntetisera än andra. Mjölk, till exempel, som är en vattenemulsion av fettsyror, proteiner, mineraler och sockerarter. Företaget Muufri har tagit fram en produkt som till struktur och smak ska vara omöjlig att skilja från vanlig mjölk, med sikte på kommersiell lansering under 2015. Muufris produkt innehåller sex mjölkproteiner framställda av modifierade jästsvampar, medan fettsyrorna tas från växter. Mineraler och sockerarter tillsätts i efterhand.

Protein från insekter och svampar

Att odla kött är mer komplicerat – men kanske kan den industriella framställningen av köttersättningar ses som en försmak. De är ofta baserade på till exempel soja-, spannmåls- och ärtprotein – företaget Lyckeby Culinar tar till exempel fram produkter för livsmedelsbranschen där en del av köttet har bytts ut mot proteinrika alger och baljväxter.

FN:s livsmedelsorgan FAO menar att insekter har en viktig roll att spela i den framtida livsmedelsförsörjningen – och i många delar av världen ingår de redan i kosten. De ger hög verkningsgrad jämfört med köttdjur, genom att en större del av djuret är ätligt. De är dessutom lätta att föda upp och kan använda restprodukter som foder. Resultatet blir bland annat mindre utsläpp av växthusgaser.

Ur kulinarisk synpunkt låter det kanske mindre lockande att ersätta kött med insekter. Man kan emellertid utvinna proteinet och använda det som råvara för färdiga produkter. C-Fu är en ny sådan produkt, som efter försök med diverse insektslarver baseras på mjölbaggar. (Inte lika goda som vaxlarver, enligt uppgift – men lättare att odla.) En svensk idé under utveckling av JTI (Institutet för jordbruks- och miljöteknik) är att odla träätande insekter som termiter på restprodukter från skogsindustrin. Insektsproteinet kan sedan användas som ersättning för importerad soja i kraftfoder.

Det mykoproteinbaserade Quorn hör till de alternativa proteinkällor som processmässigt ligger nära den syntetiska biologin. En viss sorts mögelsvamp odlas i jästankar och fermenterar tillsatt näring till protein. Därefter extraheras proteinet och blandas med en andel äggvita till en köttliknande produkt. Kanske är nästa steg att enligt samma modell och i stor skala producera inte något köttliknande, utan verkligt köttprotein? Det skulle kanske kunna genomföras genom att byta ut mikroorganismerna mot stamceller från djur.

Odlade hamburgare

I augusti 2013 serverades den första hamburgaren tillverkad av laboratorieodlat kött. Stamceller från komuskler odlades i näringslösning, och bildade små vita strängar av protein. Till slut kunde tillräckligt många samlas ihop för att göra en färsbiff. För att få attraktiv köttfärg på produkten tillsattes det röda muskelproteinet myoglobin separat. Mer likt kött än köttersättning, blev omdömet.

Den första odlade hamburgaren kostade 250 000 dollar – men kostnaderna sjunker efterhand som odlingsprocessen utvecklas. Forskarna menar att hamburgarna nu skulle kunna produceras till ett kilopris på några hundra kronor, och ser metoden som ett konkurrenskraftigt alternativ på något eller några decenniers sikt. Miljömässigt är fördelarna tydliga: jämfört med industriell köttproduktion krävs hälften så mycket energi, och markbehovet och växthusgasutsläppen är mycket låga. (Se även ”Laboratorieodlat och miljövänligt kött”.)

Några problem kvar att lösa

Innan en storskalig kommersiell framställning är möjlig finns ett antal tekniska svårigheter kvar att övervinna. Att upprätthålla en hög delningstakt i odlingen är en. Att utveckla tillväxtmedier som är både välfungerande och kostnadseffektiva är en annan; även syntetiskt kött behöver en råvara att omvandla. Substratet för odlingen har hittills varit serum från nötkreatur som är en restprodukt från den traditionella köttindustrin. För att frigöra sig från den behövs en övergång till andra näringskällor.

Sedan är frågan hur man bäst konstruerar en bioreaktor som ger ett effektivt näringsutbyte. I naturligt kött cirkuleras ju näringsämnen och syre genom vävnaden av blodkärlen, men laboratorieköttet saknar kärlsystem. Att syntetisera hela köttbitar och odla större sammanhängande stycken av vävnad ligger därför längre fram i tiden.

Vi kommer att behöva öka livsmedelsproduktionen och många kommer att vilja fortsätta äta kött. Med syntetisk biologi öppnas möjligheter att tillgodose efterfrågan, och samtidigt minska köttproduktionens resursåtgång och påverkan på miljön. Nyckeln till framgång ligger i att finna rakare vägar att omvandla näringsämnen. Den traditionella vägen, från gräs till biff, har uppenbarligen sina nackdelar.

Framtidens köttgårdar liknar kanske ölbryggerier mer än djurfabriker, och har besättningar som består av jästsvampar och stamceller snarare än boskap. Men om det gör skillnad på utsläppen och resursutnyttjandet utan att det syns på tallriken – varför inte?

Artikeln publicerad september 2015