“人造肉”能替代傳統肉類嗎?
返回來稿:北京日報-紫鑫生物        2019/4/11        浏览次数:936


據媒體報道,日本東京大學和一家食品公司近日宣佈,首次成功利用牛肌肉細胞培養出塊狀的“人造牛排”。

肉能“人造”?這在很多人眼裏匪夷所思。但近年來,“人造肉”的確是科學界的科研熱點之一。在此之前,一些國家的科研人員研發出“人造肉”,但大部分是碎肉,這次日本研究項目的目標是人工培養出塊狀的肌肉組織,並讓人造牛排具有牛肉本身的口感。

那麼,“人造肉”真的能供人類食用嗎?它未來是否能成爲人類對肉類消費需求的補充,甚至完全成爲傳統肉類的替代品?

1 多由体外培养细胞获得

據東京大學生產技術研究所和這家食品公司的研究小組透露,在培養過程中向牛肌肉細胞添加維生素C,成功培養出成熟的牛肌肉細胞。研究小組還採用特殊的立體培養法,培養出細長的肌肉組織,然後通過特殊方法培養多層肌肉組織,製成長1釐米、寬0.8釐米、厚0.7釐米的塊狀肌肉。這項工作朝着培養有牛肉本身口感的“人造牛排”邁出了第一步。

研究人員認爲,隨着人口增加和生活水平提高,全球肉類消費需求將持續增加,而飼養家畜的環境負擔很大。“人造肉”由體外培養細胞獲得,對環境影響較小,可在嚴格衛生監管下生產,未來有望成爲傳統肉類的替代品。

說到“能否替代傳統肉類”爲時尚早,但可以認識一下何爲“人造肉”。

“人造肉”其實分爲兩種。第一種是素肉,由大豆等植物蛋白加工而成,是豆製品生成的各種食品,這在各國的素食主義者中非常流行。另一種是與真正的動物肉類相似,由動物幹細胞製造出的肉,其大致過程是把氨基酸、糖、油脂等物質在器皿中培養幹細胞,讓肉慢慢“長大”。現在所指的“人造肉”,一般都是指這類由幹細胞培養的肉,無論是牛肉,還是豬肉或雞肉。

“人造肉”不是新鮮事,早在20世紀末就有人提出過這種設想,只是到了2013年才成爲現實。荷蘭馬斯特裏赫特大學的馬克•波斯特第一次向公衆展示了他的研究團隊研發的“人造肉”。他們先從活牛身上提取出幹細胞,然後把幹細胞放進有營養液的器皿中培育出肌肉組織,最後形成肌肉纖維。不過,波斯特團隊培育出來的“人造肉”並不像真正的動物肉。後者成塊狀,可能還會連着骨頭和肌腱,而前者只是一些碎肉,既不是市場裏能買到的新鮮肉塊和肉片,吃起來也沒有鮮嫩多汁的感覺。有的試吃者稱這種肉像“動物蛋白質蛋糕”。

2 营养和口感是“攻关”难点

自然界肉類的營養主要體現在蛋白質和脂肪上,蛋白質及其中的豐富氨基酸是人體營養所必須的。人體所需的氨基酸有22大類,有8種人體不能自己合成,如蘇氨酸、色氨酸、亮氨酸、賴氨酸等,需要從食物中獲取。肉類恰恰含有這8種氨基酸,這也是人類選擇吃肉,使其成爲人類進化和維持生命功能的重要原因。

另外,肉類的香味會刺激人產生食慾,這既是一種進食的享受,也有利於身體健康。肉類的香味取決於兩種要素:肉類中特有的物質、烹調中的加熱反應。肉類中的甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、穀氨酸等氨基酸,都有使食物產生香味的功能。例如,牛肉中含有的硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸、谷胱甘肽等,都是讓牛肉產生香氣的前體化合物,通過烹飪加熱過程,便可獲得完美的原肉風味。

“人造肉”會不會產生這樣真正的肉類香味及營養素,有沒有真正肉類的口感,如纖維硬度、溼度、柔嫩度等,現在我們還不得而知。

理論上“人造肉”能不能培育成功,受多種因素影響。一是營養和味道要與畜牧養殖的動物肉相同或相似;二是培育的經濟成本要與傳統肉類相當或低於傳統肉類,這也意味着需要技術創新;三是要解決人們食用時的心理不適感等。

鑑於先前多家研究機構都表示“人造肉”是利用幹細胞產生,這說明“人造肉”的生產類似於生物工程。而生物工程的複雜和難度首先在於,如果要讓幹細胞生長,就需要啓動爲肌肉編碼的基因。

這樣的基因有很多,一些動物的再生機理可以成爲“人造肉”生長的線索。比如,蠑螈在斷腿後能長出新腿,壁虎在斷尾後能再長出尾巴,渦蟲水母可以在被切成兩段後長出整個身體。比如,美國麻省理工學院的進化發育生物學家曼西•斯里瓦斯塔瓦發現了一種稱爲早期生長反應(EGR)的“主控基因”,一旦EGR基因開關被激活,就可以調控其他基因,打開或關閉許多生理過程,包括生物各器官組織的再生等。

3 减排方式的新探索

當今人類仍然離不開傳統的動物肉,因爲無論是從肉類的營養還是味道來看,“人造肉”目前都不能取代畜牧養殖動物的肉。但毋庸置疑的是,“人造肉”是應對和解決糧食安全的新方式之一。

聯合糧農組織(FAO)的統計表明,2016年世界豬肉產量爲10820萬噸,其中,中國、歐盟(27國)、美國的豬肉產量佔世界的79.95%。與此同時,全球牛肉產量爲5874萬噸,美國牛肉產量在全球牛肉總產量中佔比最多,爲19%。

根據FAO的計算結果,牛肉生產在各方面的消耗都是第一位。比如,生產1千克牛肉需要10千克穀物;生產1千克豬肉需要4-5.5千克穀物;生產1千克的雞、鴨肉,需要2.1-3千克的穀物。而牛肉生產佔地是豬肉、雞肉生產佔地的29倍,其耗水量要多11倍。總體衡量,生產同等數量的牛肉,要比生產豬肉多排放11-15倍的溫室氣體。按照FAO比較嚴謹的數據,生產1千克牛肉相當於排放36.4千克二氧化碳,生產1千克豬肉至少排放3.3千克二氧化碳。

根據這些情況,FAO提出了畜牧業減排行動。因爲,養殖業所排放的溫室氣體當中,有45%是生產飼料時排放,另有39%是動物排出的氣體。可以理解,如果能生產“人造肉”來代替部分畜牧養殖的肉類,就可以大大減少溫室氣體排放,至少“人造肉”的生產不會使用飼料,用地和用水也會隨之減少。

一些機構和企業對“人造肉”的環保前景深以爲然。2008年,世界知名動物權益保護組織動物倫理聯合會(PETA)出資100萬美元,計劃獎勵第一個“成功”把人造雞肉投入市場的公司。同年,荷蘭政府也出資400萬美元資助“人造肉”實驗。但是,或許是因技術難點問題,這些投資目前還沒有看到更爲顯著的結果。

4 能否更健康更价廉?

“人造肉”何時被大衆接受,走入尋常百姓家,科學家也沒有定論,但它的益處顯而易見。目前能預計的一點是,“人造肉”比傳統肉類更綠色更安全,從根本上防止了很多人畜共患病和動物疫病的傳播,如瘋牛病、口蹄疫、非洲豬瘟等。

當然,在培育“人造肉”時,由於是在器皿中培養細胞,也容易受各種微生物的影響,如被酵母菌和黴菌污染等。因而不排除用抗生素或其他藥物,以及添加劑的可能性。對此,也需要有解決的方法。

另一點能預計的是,在生產“人造肉”時可以按人類所需,生產出更營養更有利於健康的肉類。例如,可以生產出含健康的ω-3脂肪酸的肉類,以代替易導致高膽固醇的ω-6脂肪酸的肉類。理論上的操作方法是,採用魚類的幹細胞來生產ω-3脂肪酸,再將這種物質和實驗室裏培養出的牛肉、豬肉相結合,以生產出既有肥肉味道,又不會造成高血脂和冠狀動脈硬化的牛肉、豬肉。不過,這樣的方法需要試驗纔會有最終答案。

此外,“人造肉”的性價比、成本能否優於傳統肉類,技術上是否成熟到能進行批量生產,以及其可能保護環境的優勢是否能得以體現,這些疑問都需要進一步的科學研究予以證實。

很多研究機構都在研發和生產“人造肉”,相關技術都高度保密。可以肯定的是,“人造肉”要成爲人類現實中的一種常態食品,還有待進一步的研究探索,我們可以靜觀其變。

日期:2019-04-10

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