温斯顿·丘吉尔(Winston Churchill)曾预言,在未来人们可以不需要饲养鸡只就能获得“种植”的鸡肉。大约一个世纪前,丘吉尔的想像随着人造肉(Clean Meat)的诞生化为现实。

从动物干细胞所培养出来的人造肉应运而生,被期望用来解决粮食危机、降低畜牧业的环境成本,并消弭饲养牲畜为食的道德问题。在过去的50年中,全球人口增长使得每人平均肉类消费量倍增。这代表全球肉类的产量也必须跟上持续成长的需求。此外,由于人造肉培养过程不会暴露于细菌、抗生素及致癌物,亦被期许能减少食物相关疾病的发生。

Memphis Meats、Mosa Meat、SuperMeat、Meatable 和 Finless Foods等与人造肉开发相关的新创公司也因应而生。这些公司尝试在实验室开发合成牛、猪、家禽与海鲜等肉品。但这也让大家不禁想问:从实验室培植出的肉,真能改变现状吗?

从想像跃进现实

在实验室创造肌肉其实已行之有年,但这些合成肌肉的应用仅限于医学用途。而在1990年初开始从干细胞培养出肌肉时,这为商业化实验室中的人造肉品打开一道大门。不久之后,美国太空总署(NASA)也加入了战局,并开始试验培养火鸡肌肉细胞和金鱼细胞,想以此作为在长期太空任务中喂饱太空人的一种方式。

大众对该领域的兴趣日益浓厚且促成了培植肉类(cultured meat)组织的成立,该组织于2008年在挪威举行了首届培植肉类研讨会,讨论培养肌肉商业化的可能性。几年后,第一个培植肉汉堡由荷兰一家名为 MosaMeat 的公司发表,该汉堡使用牛干细胞培养的肉制成,并于2013年呈现给大众品尝。但很可惜的是,它未能通过口味测试且无法商业化。尽管如此,这项实验为相信人造肉具有商业潜力的科学家们打开了一个新市场。希望开拓肉类市场的新创公司大幅增加。

人造肉科技

人造肉是在实验室中透过培养肌肉纤维(muscle fibers)来生产。首先从收集目标动物的肌肉样本开始。接着,使用蛋白水解的方式处理肌肉组织,加速干细胞的分离。在细胞大量繁殖的同时,给予富含营养的培养基滋养。并提供三维支架使养分和氧气充分流过细胞层,让细胞慢慢分化成原始的肌肉纤维。随着时间的拉长,肌肉纤维彼此堆叠,最后必须透过酶或机械方式从培养盘上取下。 肌肉纤维的生长大约需要六周时间,然后将肌肉纤维与食用色素和脂肪混合形塑成为汉堡。

人造肉的商业化历程

2013年,荷兰新创公司Mosa Meat通过制造价值33万美元的牛肉饼在人造肉产业粉墨登场。然而,由于缺乏肉的口味和质地,它的努力并未受到赞扬。 据报导,Mosa Meat现在已将一个汉堡的价格降低到11美元,但他认为,至少还要花十年的时间才能将这种实验室生产的肉成功商业化。自2013年以来,几家新创公司加入了竞赛,并承诺生产出更自然的人造肉。Memphis Meats 是一家总部位于旧金山的公司,已经从理查德·布兰森和比尔·盖兹等大型资本家获得了2200万美元的资金,用于生产实验室制造的肉类。以色列新创公司 SuperMeat 通过公众集资筹集了约23万美元,用于从家禽干细胞培养鸡肉。 位于布鲁克林的Finless Food将人造肉提升到新的水平,他们正在尝试培养海洋动物的干细胞,并有望在2019年推出实验室生产的鲔鱼(Bluefin tuna 又名蓝鳍金枪鱼)。

植物性肉类的竞争越演越烈

人造肉类技术的未来看起来很有趣。 但是,在人造肉可以部分替代目前畜产动物肉品之前,仍有几个待解难题,其中两个重点分别是生产规模化和维持稳定产量。即使采用最有效的技术,在 Memphis meats 培养出一个肉丸也要花费1000多美元。而人造肉还必须与富含结缔组织与脂肪结构的天然肉品竞争,着实相当困难。2019年3月初,美国农业部(USDA)和食品药品管理局(FDA)宣布规范从细胞制成的肉类和家禽。人造肉还面临着来自植物性肉品的强烈竞争,而且植物性肉品已经成功进入市场,并供应给 Dunkin、Subway 和 Del Taco 等大型食品连锁店。

位于洛杉矶的 Beyond Meat 以及加州的 Impossible foods混合植物来源的脂肪、碳水化合物和蛋白质来生产植物性肉品,而 Motif Ingredients 透过编辑酵母菌基因来生产可以制作任何食物的成分。 植物性蛋白质新创企业 Emergy Foods 最近推出了Meati Foods,该公司计划从菌丝体(mycelium)生产牛排和鸡胸肉。 植物性肉类的未来展望相当令人期待,泰森食品( Tyson Foods),雀巢(Nestlé)和家乐氏( Kellogg )等食品产业巨头已着手投入植物肉市场,该市场预计将增长到1400亿美元。 尽管这波热潮才刚起步,,但已引起大众的注意,而这将对相关厂商带来不少挑战。

虽然艰难但并非毫无希望,人造肉厂商现所面临的技术难关,可以通过调整肌肉生长的实验程序来克服,包括延长细胞株的存活时间、选择表现最佳的细胞株、使用营养价值最高的培养基以及寻找正确的肌肉生长支架,即便如此,在人造肉可以被端上餐桌之前,我们还有很长的一哩路需要努力。

编辑/ Ruchi Jhonsa, Ph.D.
翻译/ Rayean wu
审稿/ Alma Wu

延伸阅读:2005年06月29日 创造出世界第一个人造生物的公司-Synthetic Genomics成立

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