科学者はビールのようなミルクを作ります。牛乳の味は良くなりますか？

健康を気にする人なら誰でも、牛乳を定期的に飲むことが良いことだと知っています。カルシウムを補給するだけでなく、体に良質なタンパク質も供給します。しかし、牛乳不耐性やアレルギーのために牛乳を飲めない人もいます。これは非常に厄介なことです。牛乳の栄養価を高め、より多くの人々の飲用ニーズを満たす方法はあるでしょうか?信じられないかもしれませんが、この方法は実際に開発されました。 3Dプリントと発酵技術を駆使して作られた人工乳です。今日は、それがどんなものかお見せします。

酵母からミルクを作る

牛から一滴ずつ搾乳する生活は数年前から受け継がれてきたものですが、新しい技術によって変化しつつあります。では、牛を飼育する際の制約を取り除き、新鮮な牛乳を直接入手するにはどうすればよいでしょうか?単純な化学試薬で作られたものはミルクとは呼ばれません。それは栄養価も安全性もありません。具体的なやり方を知りたいなら、まず牛乳について理解する必要があります。

いわゆるミルクは動物の母乳であり、雌の哺乳類の乳腺から分泌される白色またはわずかに黄色の液体です。 87%は水分で、残りの物質にはタンパク質、脂肪、炭水化物、ビタミン、ミネラルなどの栄養素が含まれています。私たちが通常ミルクと呼んでいるものは、基本的に牛乳です。

牛乳をシミュレートする鍵は、牛乳と同じ組成の液体を作成することです。科学者たちはさまざまな方法を試し、最終的に酵母発酵という古代の方法に注目しました。もっと簡単に言えば、酵母は牛乳に似た栄養素を持つ液体を作るために使用されます。信じられない話だと思いませんか？実はこの場所は古代人の知恵の集大成であり、新しい技術の応用も特徴としています。

写真はTuchong.comより

酵母発酵が選ばれるのには理由があります。酵母に詳しい人は、酵母が主に醸造に使用される真核生物の一種であることを知っています。醤油、ワイン、酢、パンなど私たちの日常生活に欠かせない食品に含まれる重要な発酵菌の一つです。牛乳を作るのに使われるのは、培養が容易なだけでなく、遺伝子がすでに非常に明確であり、遺伝子クローニング実験で最もよく使われる受容体細胞でもあるからです。他の生物の遺伝子を酵母に移し、遺伝子発現を通じて目的のタンパク質やその他の成分を得ることができます。かつて、ある科学研究チームが酵母の遺伝子を組み換えて抗がん剤ビンブラスチンを生産したことがある。

3Dプリントの新たな用途

人工乳の製造工程についてお話しましょう。まず、研究チームはバターカップと呼ばれる酵母菌株を見つけ、3Dプリント技術を使って入手した牛のDNA配列をプリントアウトし、これらの遺伝子配列を酵母菌株に移植した。 2 番目のステップでは、これらの酵母をコーンシロップなどの植物糖に加えて発酵させ、牛乳の主なタンパク質成分であるカゼインとホエイタンパク質を生成します。 3 番目のステップでは、これらのタンパク質を酵母と残りの糖から分離し、ろ過、精製、乾燥して、最終的に純粋なタンパク質パウダーを作ります。最後のステップは、天然ミルクの比率に従って、プロテインパウダーを水、ビタミン、ミネラル、植物性脂肪、糖分と混ぜ合わせることで、新鮮な人工ミルクが完成します。確かにシンプルに聞こえますが、必要な技術はかなり高度です。たとえば、タンパク質の精製には非常に時間がかかります。

この研究室で作られた牛乳と天然の牛乳には大きな違いがあるのだろうかと疑問に思う人もいるかもしれません。実は、味は主に材料に関係しているので、味だけの違いはそれほど大きくありません。主な材料が同じなので、味も当然似たものになります。しかし、人工乳には飼料に自然に含まれる風味成分が欠けているのは事実であり、よく味見すれば、確かに違いが感じられるでしょう。栄養成分に関しては、天然ミルクに含まれる主要な栄養素がすべて含まれており、さらに健康に有益な母乳オリゴ糖などの望ましい成分も追加されています。もちろん、乳糖不耐症を引き起こす乳糖などの不要な成分を削除することもできます。

両者の違いとしては、人工乳は保存期間が長いのに対し、天然乳は成分がより豊富であることです。もちろん、現段階での最大の違いは人工乳のコストが高すぎることです。将来的にはもっと安くなると思います。試してみたい人は辛抱強く待ってください。

しかし、牛や羊の飼育頭数を減らすことで、温室効果ガスの排出量は一定程度減るが、伝統的な農業や畜産にも少なからぬ影響を与えているとして、懸念する声も上がっている。個人的には、テクノロジーには常に2つの側面があると思うので、読者はただ待って見守るべきです。

この記事は、科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けた作品です。

著者: 張宇

査読者: 陳然 (COFCO 栄養健康研究所 副研究司書 (科学コミュニケーション)/上級エンジニア)

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司