实验室里长出“人造肉”,你敢吃吗?

在很多年都未发生太大改变的畜牧业,一场巨大的变革正在酝酿之中。这场变革主要来自替代蛋白,也可以称为“人造肉”,即是对人类获取蛋白质方式的颠覆。

在很多年都未发生太大改变的畜牧业,一场巨大的变革正在酝酿之中。这场变革主要来自替代蛋白,也可以称为“人造肉”,即是对人类获取蛋白质方式的颠覆。

造肉的技术路线主要可分为植物基和动物基,前者是用大豆蛋白制成,技术成熟度高;后者更为“科幻”, 从动物体内分离、提取出少量全能干细胞或成肌细胞,在生物反应器中进行培养,再进行商品化加工处理。这种生产方式真正颠覆了畜牧业,但技术难度较高,当前成本还居高不下。

今天我们将介绍人造动物基肉即实验室培养肉。

我们为什么需要人造肉?

依靠目前畜牧业的生产方式,对于环境来说是很难在2050年承载100亿人口。

畜牧业需要消耗大量的土地、粮食和水资源,与制作标准牛肉汉堡相比,制作人造肉汉堡所产生的温室气体排放量减少90%,能源消耗减少46%,对水资源短缺的影响减少99%,对土地使用的影响减少93%。畜牧业是温室气体的主要来源,超过了所有汽车、飞机、火车和船舶的排放总和。

另外,当动物疫病出现时,畜牧业会遭受重创,人造肉则不会受到这方面的干扰。

如果从安全性考虑,家畜养殖场长期给牲畜喂食生长激素和抗生素,而肉类中抗生素耐药菌,可能会给食用者健康带来危害。并且人造肉含大量的蛋白质和少量饱和脂肪,天然优势是没有胆固醇。所以相比之下,人造肉其实更加安全。

实验室培养肉如何制成?

人工培养的肉不是作为动物的一部分培养出来的,而是在实验室里培养出来的。

第一步:收获细胞并发展细胞系

首先从组织培养活检组织、细胞库或(对于鸡来说)羽毛根处收获细胞。组织样本可以是原代细胞或干细胞。原代细胞是分化的肌肉细胞或脂肪细胞,而干细胞是未分化的。当原代细胞大量繁殖时,干细胞的可控性更强,增殖更快,寿命更长

组织样品可以是原代细胞或干细胞。原代细胞是分化的肌肉或脂肪细胞,而干细胞未分化。虽然原代细胞繁殖的数量更多,但干细胞更容易控制,增殖速度更快,寿命更长。

第二步:培养一组种子链并转移到生物反应器中

一旦选定细胞并培养出细胞系,种子系就在培养皿中生长,然后将其转移到生物反应器中进行持续生长。生物反应器是受到高度监控和调节的环境,它可以密切复制动物体内的生长条件。细胞被喂食生长培养基,通常是胎牛血清,它由蛋白质、维生素、糖、激素和其他营养物质和生长因子组成。

这些细胞自然形成约0.3毫米长的肌管,然后形成一个环,生长成肌肉组织。现在,它们可以被连接到支架上,比如3D打印的大豆蛋白,它可以拉伸组织,使其生长并增加蛋白质含量。大约14天后,这些细胞发育成相当于生肉的肉糜。

    食用实验室培养肉有什么风险?

最终,人们认为人造肉比传统肉更安全。因为组织是在生物反应器中生长的,没有消化器官或动物废物存在。这大大降低了大肠杆菌等细菌污染的风险。在实验室培养的肉类中也没有疾病爆发的风险,而工厂饲养的动物需要接种疫苗以保持健康。此外,培养肉效率更高效,因为只生长了肉类的可食用部分,没有器官和骨头的浪费。

当时实验室培养的肉类也存在风险和未知因素,比如加工过程中的污染。细胞也有可能发生突变,从而导致癌症。然而,这是所有人类和动物细胞固有的风险,而且大多数突变是无害的。最后,目前尚不清楚实验室种植的肉是否可以复制微量营养素,例如铁,这是食用肉的重要好处。

人造肉味道如何?

培养肉的外观、味道和气味都类似真肉。然而,复制真肉的纹理具有挑战性,目前大多数培养肉都类似于“非结构化”肉类,如碎牛肉、鸡块和香肠。

最初的培养肉干且无味,脂肪含量有限,这使得汉堡更健康,但不那么美味。在经过优化支架方法和脂肪与肌肉细胞比例方面的广泛研究,实验室培养肉已经朝着开发口感和质地完美的的目标取得了重大进展。

实验室培养肉对环境的影响?

有一个衡量标准是看用于培养肉的土地数量。毫不奇怪,与传统牲畜相比,培养肉类所占的面积要少得多。实际上,牛津大学的一项研究估计,生产培育肉所需的工厂所占的空间将比畜牧业少99%!但是,减少牲畜意味着减少粪便生产,这可能对土壤肥力和碳含量产生负面影响。

这是个值得研究的课题。早期研究表明,如果我们转而主要食用实验室培养肉,农业温室气体排放可减少90%。但是,人造肉的培养是一个能源和水密集型的过程,所以真正的环境影响取决于我们的能源是来自化石燃料还是可再生能源。

实验室培养肉面临的最大挑战是什么?

公众认知

对于那些出于伦理或环境原因不吃肉的人来说,人造肉是很好的选择。然而,从历史上看,大多数人并不计划减少肉类消费,但食用被认为是非自然的食物,他们可能会犹豫不决。被视为“高科技”的食品往往会受到抵制,而希望避免竞争的农业行业往往会强化这种负面影响。

监管环境

2020年,新加坡成为第一个批准出售动物基人造肉的国家:用美国公司Eat Just开发的生物反应器培养人造鸡肉。其他国家也在慢慢寻求批准。与此同时,美国食品和药物管理局还没有决定培养肉是否会像传统肉类产品一样被分类和管理。

味道和质地

尽管人造肉取得了重大进步,但目前还不能完全复制真肉的体验。改进最多的是“非结构化”肉类上,如绞碎的牛肉、香肠,以及其他深加工肉类,如鸡块。牛排无疑被认为是实验室培养肉的“圣杯”。这一领域的改进预计将颠覆支架结构和肌肉与脂肪比率的研究。

成本和规模

第一个实验室培养的汉堡于2013年制成,花费了大约$32.5万。仅仅四年之后,这个价格就跌到了$600左右。2020年,一块实验室培育的鸡块成本为$11,售价为$50。考虑到10块快餐鸡块只会卖到$5,很明显,人造肉还没有达到市场价格。然而,随着技术成熟和生产能力提高,人造肉价格正在迅速下降。

培养肉尚未从规模经济中获益。新加坡的人造鸡块是在一个1,200升的生物反应器中培育,而大规模生产的鸡块可能需要在10,000至50,000升的生物反应器中培育。

实验室培养肉会变得更常见吗?

实验室培养肉很有可能将变得更加常见。培养肉干净、无毒、环保,并且消除了关于动物治疗的大多数伦理问题。许多公司已经开始在实验室里致力于鸡肉、牛肉、猪肉和鱼类的培育。

虽然这一领域仍存在不确定性,其中一些是公众认知领域,另一些是科学领域,但潜在的好处是巨大的。随着人工培养肉的成本变得与传统肉类相当或更便宜,以及更好质地的技术改进,实验室培养肉的好处很可能会变得不可错过。

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