Chris Palmer

Senior Technology Writer

2019年6月的一個(gè)溫暖的夜晚，在美國(guó)俄勒岡州波特蘭市的Olympia Oyster Bar餐廳，12個(gè)人正坐在一起享用著一頓美味晚餐，晚餐包括酸橘汁腌鮭魚(yú)、風(fēng)干火腿和韃靼牛肉（圖1）。然而，這些菜肴并不普通。因?yàn)槠渲兴玫降?00 g鮭魚(yú)肉并非來(lái)自海洋，而是由研究人員在實(shí)驗(yàn)室生物反應(yīng)器中精心培育了數(shù)周獲得的產(chǎn)物[1]。

“品嘗了鮭魚(yú)肉的客人告訴我們，人工鮭魚(yú)肉在質(zhì)地、風(fēng)味和外觀上已經(jīng)非常接近他們最喜愛(ài)的鮭魚(yú)肉料理了”，總部位于美國(guó)舊金山的實(shí)驗(yàn)室人工培養(yǎng)鮭魚(yú)肉的初創(chuàng)公司W(wǎng)ild Type的聯(lián)合創(chuàng)始人Justin Kolbeck說(shuō)。“準(zhǔn)備食物的三位廚師認(rèn)為，我們的鮭魚(yú)肉非常適合用于烹飪壽司卷、酸橘汁腌魚(yú)等多種傳統(tǒng)美食。”

圖1 . 這道開(kāi)胃菜是將鮭魚(yú)肉切成薄片，然后放在紫色玉米餅上，再配上牛油果、腌洋蔥和香菜。這道菜是美國(guó)俄勒岡州波特蘭市一家餐廳在2019年6月舉行的品嘗晚宴上推出的一道菜。在實(shí)驗(yàn)室培育了數(shù)周的500 g鮭魚(yú)肉成為了這道菜的亮點(diǎn)。資料來(lái)源：Wild Type，經(jīng)許可。

盡管晚餐很成功，但你別想著你能很快在當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)上找到這種鮭魚(yú)肉。盡管專(zhuān)家們一致認(rèn)為，要使純實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的魚(yú)肉、雞肉或牛肉實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有很長(zhǎng)的路要走，但是生產(chǎn)人造肉的步伐卻在加快。100多家初創(chuàng)公司和食品行業(yè)的擁護(hù)者正在運(yùn)用科技手段來(lái)設(shè)計(jì)更健康、更可持續(xù)發(fā)展的植物性人造肉來(lái)替代農(nóng)場(chǎng)養(yǎng)殖肉，這些人造肉的外觀和味道（但愿還有成本）非常像真肉，可以同時(shí)吸引肉食者和素食者。

引領(lǐng)無(wú)肉漢堡風(fēng)潮的是植物漢堡Impossible Burger，這種漢堡是由位于美國(guó)加利福尼亞州雷德伍德城的初創(chuàng)公司Impossible Foods推出的。該公司于2019年8月與美國(guó)快餐連鎖店Burger King合作，在其所有7200家分店推出了“Impossible Whopper”[2]，這使得全球范圍內(nèi)供應(yīng)Impossible Foods公司的無(wú)肉漢堡的餐廳總數(shù)超過(guò)1.7萬(wàn)家。但是，消費(fèi)者可以不用外出就餐就能享受Impossible Foods公司的無(wú)肉漢堡（圖2）。2019年9月，該公司在美國(guó)100多家食品零售店以打包的形式向消費(fèi)者推出了其產(chǎn)品。

到2030年，人工肉市場(chǎng)價(jià)值可能達(dá)到850億美元 [4]。Beyond Meat這家初創(chuàng)公司也想在這個(gè)領(lǐng)域分得一杯羹，其產(chǎn)品供應(yīng)給了2萬(wàn)家食品零售店和1萬(wàn)家餐廳 [5]，并于近期啟動(dòng)了近20年來(lái)最成功的首次公開(kāi)募股（IPO） [6]。雀巢（Nestlé）、家樂(lè)氏（Kellogg）等傳統(tǒng)肉類(lèi)生產(chǎn)商最近發(fā)布的植物性產(chǎn)品分別叫做“the Awesome Burger”和“the Incogmeato Burger”。

圖2 . 2018年，美國(guó)加利福尼亞州推出了植物漢堡Impossible Burger。這種以豆類(lèi)為基礎(chǔ)的“肉類(lèi)”含有一種名為亞鐵血紅素的小分子，這種小分子是在裝有轉(zhuǎn)基因酵母的巨大容器中發(fā)酵產(chǎn)生的。亞鐵血紅素可以使植物漢堡Impossible Burger在烹飪時(shí)保持其中間人造肉肉質(zhì)的粉紅色，并賦予它肉的味道。資料來(lái)源：Sarah Stierch, Wikimedia Commons (CC BY 4.0)。

Impossible Foods公司推出的下一個(gè)產(chǎn)品是植物豬肉。2020年1月推出的[7] Impossible Pork的主要成分與該公司的人造牛肉的主要成分相同。Impossible Pork的蛋白質(zhì)和鐵含量與真正的豬肉的蛋白質(zhì)和鐵含量相似，但是它含有更少的膽固醇、脂肪和卡路里，且鈉含量較高。該公司計(jì)劃在中國(guó)大力推廣其新“豬肉”產(chǎn)品，因?yàn)橹袊?guó)是世界上最大的豬肉生產(chǎn)國(guó)，但近年來(lái)，非洲豬瘟導(dǎo)致其超過(guò)1/3的生豬死亡[7]。

與之前的“植物漢堡”（veggie burger）不同，這種新的科技產(chǎn)品不一定針對(duì)的是純素食者和素食者。相反，目前該類(lèi)產(chǎn)品的主要目標(biāo)是解決人們對(duì)肉類(lèi)給健康和環(huán)境帶來(lái)影響的擔(dān)憂(yōu)。

“這些產(chǎn)品的消費(fèi)群體是肉食者，主要是千禧一代，他們喜歡肉的味道，但又渴望以更健康、可持續(xù)和合乎道德的方式進(jìn)行消費(fèi)”，Good Food Institute的科學(xué)和技術(shù)總監(jiān)David Welch說(shuō)。Good Food Institute是一家位于美國(guó)華盛頓特區(qū)的非營(yíng)利性組織，該組織是肉類(lèi)替代品行業(yè)的支持者。

吃肉會(huì)增加人類(lèi)患心血管疾病、2型糖尿病和某些癌癥的風(fēng)險(xiǎn)[8]。越來(lái)越多的養(yǎng)殖者在動(dòng)物飼料中使用抗生素，這種已知的增加抗生素耐藥性的做法，預(yù)計(jì)到2050年每年將導(dǎo)致1000萬(wàn)人死亡[9]。同時(shí)禽流感和豬流感病毒很容易通過(guò)屠宰場(chǎng)中廣泛存在的糞便傳播給人類(lèi)。但是，關(guān)于人造肉健康的消息并不完全屬實(shí)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)無(wú)肉漢堡比牛肉漢堡含有更多的鈉，而且植物漢堡Impossible Burger含有較高的亞鐵血紅素，這會(huì)增加人類(lèi)患2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)[10]。

潛在的環(huán)境影響可能更能直接地引起人們的注意。當(dāng)前，畜牧業(yè)排放的溫室氣體總量占人類(lèi)溫室氣體排放總量的14.5%，其超過(guò)了整個(gè)運(yùn)輸行業(yè)的溫室氣體排放總量[11]。一份由Beyond Meat公司委托撰寫(xiě)的2018 年的報(bào)告指出，與利用美國(guó)牛肉制作漢堡相比，制作Beyond Burger產(chǎn)生的溫室氣體排放量減少了90%，并且生產(chǎn)所需的能源減少了46%、水消耗量減少了99%、土地使用量減少了93% [12]。

雖然無(wú)肉肉類(lèi)潛在的健康和環(huán)境益處很吸引消費(fèi)者，但讓他們放下魚(yú)片、火雞三明治和雞翅的關(guān)鍵因素是，要?jiǎng)?chuàng)造一種可以完全還原食物味道和質(zhì)地的產(chǎn)品。Impossible Foods公司花費(fèi)超過(guò)100萬(wàn)美元，研發(fā)了一種名為亞鐵血紅素的小分子，這種小分子是在裝有轉(zhuǎn)基因酵母的巨大容器中發(fā)酵產(chǎn)生的[2]。亞鐵血紅素可以使植物漢堡Impossible Burger在烹飪時(shí)保持其中間人造肉肉質(zhì)的粉紅色，并賦予它肉的味道。

Beyond Meat公司的研發(fā)工作同樣令人印象深刻。在美國(guó)加利福尼亞州的一個(gè)改裝后的飛機(jī)庫(kù)內(nèi)，該公司的數(shù)十名食品科學(xué)家利用“電子舌頭”（E-tongue）來(lái)測(cè)試新產(chǎn)品。E-tongue是一個(gè)兩英尺高的壓碎機(jī)，它可以將漢堡搗碎以評(píng)估其咀嚼性和彈性，同時(shí)“電子鼻”（E-nose）可以隔離1000多個(gè)動(dòng)物和植物分子，以便更好地理解每個(gè)分子如何構(gòu)成氣味和味道[5]。

Welch說(shuō)：“這些新公司試圖做的基本上是分解牛肉，以追求恰到好處的口味、合適的質(zhì)地、恰如其分的口感，甚至是相宜的香氣和烹飪時(shí)的外觀?！?/p>

對(duì)于那些不太愿意放棄肉食，但仍希望在飲食中加入更多植物成分的消費(fèi)者，他們也可以進(jìn)行混合選擇，如將雞肉與花椰菜和鷹嘴豆混合在一起的Perdue公司生產(chǎn)的“Chicken Plus”雞塊，以及將牛肉與豌豆蛋白混合在一起的Tyson Foods公司生產(chǎn)的漢堡。

也許肉類(lèi)的終極替代品是所謂的“人工養(yǎng)殖”肉或“實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”肉，就像位于美國(guó)波特蘭市的那家餐廳提供的Wild Type公司的鮭魚(yú)肉。生物工程師按照以下四個(gè)主要步驟來(lái)培育“實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”肉：① 獲取動(dòng)物肌肉組織的樣本；② 利用物理和化學(xué)方式分解肌肉，從肌肉中分離出一種名為衛(wèi)星細(xì)胞的干細(xì)胞；③ 在充滿(mǎn)動(dòng)物血清和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物反應(yīng)器中培養(yǎng)衛(wèi)星細(xì)胞，使這些細(xì)胞繁殖成數(shù)百萬(wàn)個(gè)名為成肌細(xì)胞的特殊肌肉細(xì)胞；④ 將成肌細(xì)胞的細(xì)纖維加工成“肉” [13]。

美國(guó)馬薩諸塞州伍斯特理工學(xué)院（Worcester Polytechnic Institute）的生物醫(yī)學(xué)工程教授，Glenn Gaudette表示： “第一批將要投放于市場(chǎng)的培養(yǎng)肉是被磨碎的肉，如漢堡、魚(yú)餅、雞塊、香腸等?！?/p>

要培育出更復(fù)雜的“實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”肉，如牛排和雞胸肉，肌肉纖維只是第一步。肉的獨(dú)特風(fēng)味和質(zhì)地需要由脂肪和結(jié)締組織共同構(gòu)成。Gaudette說(shuō)：“大多數(shù)人可能不太喜歡純肌肉牛排的味道，我們還需要在其中放一些脂肪細(xì)胞?！?/p>

盡管肌肉、脂肪和結(jié)締組織都可以在實(shí)驗(yàn)室里被培養(yǎng)出來(lái)，但每種組織都需要有適合它自己的、極為特殊的生長(zhǎng)環(huán)境，這讓人們將不同組織培育成一塊肉變得困難。生物工程師正在嘗試以最有效的方式將不同類(lèi)型的細(xì)胞培育在一起，并以一種近似于肉類(lèi)質(zhì)地的方式進(jìn)行培育。

一種可能的解決方案是借用植物，如菠菜，我們要?jiǎng)兂浼?xì)胞結(jié)構(gòu)以外的所有葉子[14]。然后，纖維狀的葉片骨架就變成了一個(gè)支架，在這個(gè)支架中，牛肉、豬肉或雞肉中的各種細(xì)胞類(lèi)型可以以特定的模式生長(zhǎng)。其他研究人員正在嘗試?yán)萌ゼ?xì)胞的菠蘿蜜、蘋(píng)果片、朝鮮薊和蘑菇來(lái)制作支架。Gaudette說(shuō)：“最后，你會(huì)得到一個(gè)完全可食用的支架，而且你可以直接將其拿去食用?！彼膶?shí)驗(yàn)室目前正在研發(fā)一種以菠菜為基礎(chǔ)的支架用于牛肉的培育。

除了口味和質(zhì)地外，人造肉行業(yè)還面臨著另一個(gè)更大的困難。分子生物學(xué)家和心臟病學(xué)家Arye Elfenbein說(shuō)：“擺在我們所有人面前的問(wèn)題是，怎樣才能以最好方式擴(kuò)大這個(gè)行業(yè)的規(guī)模，并以合理的成本讓盡可能多的人使用相關(guān)產(chǎn)品。”他與Kolbeck共同創(chuàng)立了Wild Type公司。這里關(guān)鍵的問(wèn)題是“合理的成本”。目前，還沒(méi)有一家公司能夠在不使用昂貴的動(dòng)物血清的情況下培育出人工牛肉[14,15]（但是，Wild Type公司聲稱(chēng)他們能夠在不使用血清的情況下培育出鮭魚(yú)肉）。1 L血清的價(jià)格為400～900美元。2013年，生物工程師用50 L血清制作出了世界上第一個(gè)人造肉漢堡（圖3）[16]。

美國(guó)加利福尼亞州大學(xué)伯克利分校（University of California at Berkeley）替代肉類(lèi)項(xiàng)目的研究室主任Ricardo San Martin說(shuō)，科學(xué)家們也正在努力開(kāi)發(fā)一種合成血清，但即使有了一種便宜的替代品，“實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”肉的價(jià)格也不太可能下降到具有競(jìng)爭(zhēng)力的水平。他提醒道，即使是工廠規(guī)模，運(yùn)行這些生物反應(yīng)器和其他設(shè)備的成本也會(huì)很高，由傳統(tǒng)方式養(yǎng)殖獲取的肉類(lèi)和素食替代品在成本上將總是比人工培育的肉類(lèi)至少節(jié)省90%?！斑@不是一個(gè)能用熱情、智慧，甚至金錢(qián)可以解決的問(wèn)題，”San Martin說(shuō)，“我們可能會(huì)看到，人造肉市場(chǎng)最終會(huì)成為一個(gè)非常小眾的市場(chǎng)”。

圖3 . 2013年8月5日，在倫敦舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，世界上第一個(gè)人造牛肉漢堡被制作完成。該人造肉產(chǎn)品是由荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)（Maastricht University）的一組科學(xué)家團(tuán)隊(duì)培育，成本為32.5萬(wàn)美元[16]。資料來(lái)源：World Economic Forum, Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0)。