Menggunakan CRISPR-Cas9 untuk Memodifikasi Gen Mycelium yang Dapat Dimakan menjadi Pengganti Daging

Miselium Jamur untuk Menggantikan Daging

Banyak upaya terbaru telah dilakukan untuk menumbuhkan daging di laboratorium guna mengurangi konsekuensi ekologi dan iklim dari pemeliharaan ternak. Namun, upaya ini sejauh ini menghasilkan hasil yang terbatas, sebagian karena biaya dan kesulitan teknis menumbuhkan daging dalam lingkungan buatan.

Alternatifnya adalah menciptakan pengganti daging tanpa hewan. Dan agar ini berhasil secara komersial, semakin mirip rasa dan teksturnya dengan daging, semakin mudah meyakinkan konsumen.

Sejauh ini, sebagian besar pengganti berbasis tumbuhan, seperti burger Impossible Foods.

Sumber: Save On Foods

Namun, sulit untuk sepenuhnya meniru sensasi dan rasa daging asli dengan alternatif berbasis tumbuhan. Koki vegetarian dan vegan mengetahui bahwa jamur sering menjadi pengganti daging yang baik dalam resep klasik.

Dan para peneliti kini sedang meneliti modifikasi genetik jamur untuk membuatnya jauh lebih mirip daging.

Membuat Miselium Berasa Seperti Daging

Memanfaatkan Tradisi yang Sudah Ada

Peneliti di University of Berkeley, California telah meneliti jamur/kapang yang telah digunakan selama berabad-abad dalam produksi makanan di Asia: Aspergillus oryzae, atau kapang koji. Kapang ini merupakan bahan utama dalam menghasilkan bagian penting masakan Asia seperti miso, sake, dan kecap.

Sebelumnya, tim tersebut telah bekerja dengan Neurospora intermedia, jamur yang secara tradisional digunakan di Indonesia untuk menghasilkan makanan pokok yang disebut oncom. Mereka menggunakannya untuk menciptakan hidangan baru yang sepenuhnya:

“Kami mengembangkan proses dengan hanya tiga bahan – beras, air, dan jamur – untuk membuat bubur berwarna oranye yang indah dan mencolok”

Menggunakan miselium jamur dapat memberikan banyak keuntungan dibandingkan daging. Kebanyakan jamur merupakan makanan yang lebih sehat daripada tanaman maupun daging, dengan efek positif pada pencegahan kanker, penyakit kardiovaskular, gangguan metabolik, dll.

Mereka juga sangat efisien mengubah bahan organik menjadi makanan yang dapat dimakan, termasuk dari limbah pertanian, kayu, dll.

Terakhir, tidak seperti pengganti berbasis tumbuhan, miselium dapat langsung dibuat menjadi patty mirip daging tanpa memerlukan proses yang luas, pemurnian protein, atau penambahan bahan. Sebagai gantinya, satu-satunya proses yang diperlukan adalah menghilangkan kelebihan cairan dari biomassa sebelum digiling dan dimasak.

Menggunakan CRISPR untuk Menciptakan Makanan Baru

CRISPR-Cas9 sejauh ini sebagian besar dibahas dalam konteks terapi gen, dengan perawatan pertama disetujui pada akhir 2023, sesuatu yang kami bahas dalam artikel kami “Sickle Cell Disease Gene Therapies Approved by FDA Highlighting Potential of CRISPR/Cas9 Technologies”.

CRISPR dapat digunakan untuk banyak aplikasi lain yang memerlukan penambahan atau modifikasi susunan genetik suatu organisme. Tim yang dipimpin oleh Jay Keasling di Berkeley mulai melakukan serangkaian modifikasi genetik pada kapang koji, menggunakan CRISPR-Cas9, untuk membuatnya berasa seperti daging asli:

• Mereka membuat kapang menghasilkan sejumlah besar molekul yang disebut heme (seperti pada HEMoglobin), yang memberikan warna dan rasa pada daging.
• Kemudian mereka menambahkan produksi ergothioneine, antioksidan yang hanya ditemukan pada jamur dan terkait dengan manfaat kesehatan kardiovaskular.

Sumber: Nature.com

Hal ini menghasilkan jamur berwarna kemerahan, yang setelah mengurangi sebagian kandungan air dapat dibentuk menjadi patty burger dan digoreng dengan cara yang sama.

Sumber: Nature.com

Toolkit CRISPR untuk miselium yang dapat dimakan dijelaskan secara detail dalam makalah ilmiah “Edible mycelium bioengineered for enhanced nutritional value and sensory appeal using a modular synthetic biology toolkit” yang dipublikasikan di Nature Communication.

Di dalamnya, mereka menjelaskan bahwa kapang koji yang dimodifikasi memiliki “tingkat heme intraseluler tertinggi dalam miselium jamur serta contoh langka rekayasa biosintesis heme pada jamur berfilamen”.

Langkah Selanjutnya untuk Membuat Daging Berbasis Miselium

Meskipun mendekati hasil yang diinginkan, patty kapang koji belum sempurna. Para peneliti sudah melihat langkah selanjutnya untuk membuatnya lebih mirip daging:

• Meningkatkan tekstur, dengan membuat serat miselium lebih panjang sehingga memberikan sensasi lebih mirip daging saat dikonsumsi.
• Meningkatkan komposisi lipid, agar menjadi lebih sehat dan lebih menyenangkan di mulut.
• Selanjutnya menambahkan atau meningkatkan konsentrasi bahan fungsional yang menjadi kunci manfaat kesehatan jamur obat yang digunakan dalam pengobatan tradisional, seperti reishi, shiitake, lion’s mane, maitake, dll.

Toolkit CRISPR yang dikembangkan untuk riset ini juga dapat diterapkan pada jamur yang dapat dimakan lainnya, dengan jamur tersebut lebih disukai dibandingkan spesies eksotis atau industri, karena memiliki sejarah panjang konsumsi manusia serta profil kimia, nutrisi, dan keamanan yang diketahui.

Perusahaan yang Menjual Pengganti Daging Berbasis Miselium

1. Eat Meati

Perusahaan ini menggunakan miselium yang tidak dimodifikasi secara genetik untuk menghasilkan pengganti daging berbasis miselium.

Sumber: Meati

Mereka menggunakan MushroomRoot (miselium N. crassa), yang dapat ditemukan secara alami di daerah terbakar setelah kebakaran hutan. Toolkit CRISPR-Cas9 yang dikembangkan di Berkeley kemungkinan dapat diadaptasi untuk memodifikasi miselium N. crassa juga.

2. Untamed Feast

Perusahaan yang berfokus pada jamur ini sebagian besar menjual ekstrak jamur, jamur kering, dan makanan siap saji dengan jamur yang beragam seperti morel, porcini, chanterelle, dan Chaga.

Sumber: Untamed Feast

Selain itu, mereka juga menjual “Mushroom Meat”, pengganti daging untuk burger yang berbasis campuran jamur liar (porcini, boletus, shiitake, tiram, agaricus, chaga) serta protein kedelai, tepung beras, rumput laut, dan pati jagung.

3. Prime Roots

Perusahaan ini sudah menggunakan kapang koji untuk menghasilkan produk mirip daging, termasuk daging deli, charcuterie (salami, pepperoni, pepperoni gaya pizza, pâté sage apel dan truffle hitam, serta foie gras torchon) dan bacon.

Sumber: Prime Roots

Mengingat perusahaan ini sudah menggunakan kapang koji untuk membuat pengganti daging, jelas bahwa riset Berkeley dapat langsung diterapkan pada produk mereka dan menjadi langkah selanjutnya bagi perusahaan.

Hal ini dapat dilakukan baik melalui kolaborasi langsung maupun dengan mereplikasi R&D dan menyesuaikannya dengan strain kapang koji mereka sendiri serta proses manufaktur.

Kesimpulan

Makanan alternatif yang sehat dan mirip daging yang membutuhkan sumber daya lebih sedikit namun memberikan rasa yang sama kemungkinan akan menjadi bisnis besar jika ekonomi budidayanya masuk akal. Daging berbasis tumbuhan dan daging yang ditumbuhkan di laboratorium merupakan pilihan yang baik namun masing‑masing menghadapi tantangan proses yang kompleks dan struktur biaya tinggi.

Sebaliknya, miselium jamur tumbuh dengan baik dalam kondisi laboratorium dan industri serta telah digunakan selama ribuan tahun dalam banyak proses fermentasi untuk menghasilkan adonan, bir, sake, miso, kecap, dll.

Dengan munculnya alat rekayasa genetika baru seperti CRISPR, kini realistis untuk mengharapkan miselium mencapai kesetaraan dengan daging “nyata” dalam tekstur, rasa, warna, dll. dalam beberapa tahun ke depan.

Selain memiliki rasa yang sama dengan daging cincang, produk daging berbasis jamur kemungkinan akan jauh lebih sehat, memberikan tingkat tinggi antioksidan dan molekul lain yang mendukung kesehatan ke dalam diet konsumen.

Terakhir, metode budidaya seperti ini akan sangat berguna untuk mendaur ulang limbah pertanian, menumbuhkan makanan di daerah dengan ruang terbatas seperti pertanian perkotaan, atau bahkan memberi makan astronaut yang tinggal di pemukiman permanen di Bulan dan Mars (sesuatu yang kami bahas dalam “Space Food – How Will We Feed Humanity’s Next Wave of Pioneers?”).