人造肉—從培養盤到餐盤

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溫斯頓·丘吉爾(Winston Churchill)曾預言,在未來人們可以不需要飼養雞隻就能獲得「種植」的雞肉。大約一個世紀前,丘吉爾的想像隨著人造肉(Clean Meat)的誕生化為現實。

從動物幹細胞所培養出來的人造肉應運而生,被期望用來解決糧食危機、降低畜牧業的環境成本,並消弭飼養牲畜為食的道德問題。在過去的50年中,全球人口增長使得每人平均肉類消費量倍增。這代表全球肉類的產量也必須跟上持續成長的需求。此外,由於人造肉培養過程不會暴露於細菌、抗生素及致癌物,亦被期許能減少食物相關疾病的發生。

Memphis Meats、Mosa Meat、SuperMeat、Meatable 和 Finless Foods等與人造肉開發相關的新創公司也因應而生。這些公司嘗試在實驗室開發合成牛、豬、家禽與海鮮等肉品。但這也讓大家不禁想問:從實驗室培植出的肉,真能改變現狀嗎?

從想像躍進現實

在實驗室創造肌肉其實已行之有年,但這些合成肌肉的應用僅限於醫學用途。而在1990年初開始從幹細胞培養出肌肉時,這為商業化實驗室中的人造肉品打開一道大門。不久之後,美國太空總署(NASA)也加入了戰局,並開始試驗培養火雞肌肉細胞和金魚細胞,想以此作為在長期太空任務中餵飽太空人的一種方式。

大眾對該領域的興趣日益濃厚且促成了培植肉類(cultured meat)組織的成立,該組織於2008年在挪威舉行了首屆培植肉類研討會,討論培養肌肉商業化的可能性。幾年後,第一個培植肉漢堡由荷蘭一家名為 MosaMeat 的公司發表,該漢堡使用牛幹細胞培養的肉製成,並於2013年呈現給大眾品嚐。但很可惜的是,它未能通過口味測試且無法商業化。儘管如此,這項實驗為相信人造肉具有商業潛力的科學家們打開了一個新市場。希望開拓肉類市場的新創公司大幅增加。

人造肉科技

人造肉是在實驗室中透過培養肌肉纖維(muscle fibers)來生產。首先從收集目標動物的肌肉樣本開始。接著,使用蛋白水解的方式處理肌肉組織,加速幹細胞的分離。在細胞大量繁殖的同時,給予富含營養的培養基滋養。並提供三維支架使養分和氧氣充分流過細胞層,讓細胞慢慢分化成原始的肌肉纖維。隨著時間的拉長,肌肉纖維彼此堆疊,最後必須透過酶或機械方式從培養盤上取下。 肌肉纖維的生長大約需要六週時間,然後將肌肉纖維與食用色素和脂肪混合形塑成為漢堡。

人造肉的商業化歷程

2013年,荷蘭新創公司Mosa Meat通過製造價值33萬美元的牛肉餅在人造肉產業粉墨登場。然而,由於缺乏肉的口味和質地,它的努力並未受到讚揚。 據報導,Mosa Meat現在已將一個漢堡的價格降低到11美元,但他認為,至少還要花十年的時間才能將這種實驗室生產的肉成功商業化。自2013年以來,幾家新創公司加入了競賽,並承諾生產出更自然的人造肉。Memphis Meats 是一家總部位於舊金山的公司,已經從理查德·布蘭森和比爾·蓋茲等大型資本家獲得了2200萬美元的資金,用於生產實驗室製造的肉類。以色列新創公司 SuperMeat 通過公眾集資籌集了約23萬美元,用於從家禽幹細胞培養雞肉。 位於布魯克林的Finless Food將人造肉提升到新的水平,他們正在嘗試培養海洋動物的幹細胞,並有望在2019年推出實驗室生產的鮪魚(Bluefin tuna 又名藍鰭金槍魚)。

植物性肉類的競爭越演越烈

人造肉類技術的未來看起來很有趣。 但是,在人造肉可以部分替代目前畜產動物肉品之前,仍有幾個待解難題,其中兩個重點分別是生產規模化和維持穩定產量。即使採用最有效的技術,在 Memphis meats 培養出一個肉丸也要花費1000多美元。而人造肉還必須與富含結締組織與脂肪結構的天然肉品競爭,著實相當困難。2019年3月初,美國農業部(USDA)和食品藥品管理局(FDA)宣布規範從細胞製成的肉類和家禽。人造肉還面臨著來自植物性肉品的強烈競爭,而且植物性肉品已經成功進入市場,並供應給 Dunkin、Subway 和 Del Taco 等大型食品連鎖店。

位於洛杉磯的 Beyond Meat 以及加州的 Impossible foods混合植物來源的脂肪、碳水化合物和蛋白質來生產植物性肉品,而 Motif Ingredients 透過編輯酵母菌基因來生產可以製作任何食物的成分。 植物性蛋白質新創企業 Emergy Foods 最近推出了Meati Foods,該公司計劃從菌絲體(mycelium)生產牛排和雞胸肉。 植物性肉類的未來展望相當令人期待,泰森食品( Tyson Foods),雀巢(Nestlé)和家樂氏( Kellogg )等食品產業巨頭已著手投入植物肉市場,該市場預計將增長到1400億美元。 儘管這波熱潮才剛起步,,但已引起大眾的注意,而這將對相關廠商帶來不少挑戰。

雖然艱難但並非毫無希望,人造肉廠商現所面臨的技術難關,可以通過調整肌肉生長的實驗程序來克服,包括延長細胞株的存活時間、選擇表現最佳的細胞株、使用營養價值最高的培養基以及尋找正確的肌肉生長支架,即便如此,在人造肉可以被端上餐桌之前,我們還有很長的一哩路需要努力。

編輯/ Ruchi Jhonsa, Ph.D.
翻譯/ Rayean wu
審稿/ Alma Wu

延伸閱讀:2005年06月29日 創造出世界第一個人造生物的公司-Synthetic Genomics成立

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