1小塊肌肉組織就能培養出10000公斤肉的逆天技術!美日歐都在加緊推進,中國......

2019-02-16 20:48:03

當下,肉類已是現代人餐桌上必不可少的食物,很多人甚至“無肉不歡”,幾天不吃肉,生活好像也變得索然無味了。

人類對肉食的極度熱愛,催生出一條巨型產業鏈。

根據英國廣播公司2018年10月的報導,為了滿足人類的食肉需求,全球每年要宰殺700億隻動物,而飼養這些動物要消耗大量的資源,比如全球約70%的農業用地被用來飼養動物,60%左右的穀物都被養殖的動物吃了……

不僅如此,畜禽飼養還對環境造成了很大壓力,根據聯合國的報告,到2030年畜禽飼養業產生的溫室氣體將占全球溫室氣體排放的一半。

科學家預計,等2050年世界人口達到96億時,如果人類繼續大快朵頤地吃肉,食物生產系統對環境造成的影響可不是一星半點,而是至少增加一倍!

那么,能不能用科學手段製造出一種能夠被人類普遍接受的替代性肉類,緩解壓力呢?

最近,美國農業部和食品藥品管理局就聯合發布了針對細胞培育食品的監管方案,這種聽起來有些科幻感的食品,就是一種“人造肉”。

“人造肉”靠譜嗎?它離我們還有多遠?今天我們聊一聊。

文 |李浩然

本文為瞭望智庫原創文章,如需轉載請在文前註明來源瞭望智庫(zhczyj)及作者信息,否則將嚴格追究法律責任。

1

逆天技術

1小時肌肉組織培養出一萬公斤肉

伊恩是一隻漂亮的白羽雞,

從它身上提取的一些細胞,

在實驗室中被培養成了雞肉,

當人們在庭院吃著來自伊恩細胞的烤雞肉時,

伊恩卻在院子裡歡快地跑來跑去……

這情景並不是科幻故事,

而是美國一家高科技食品公司拍攝的

一段研究實踐的短視頻。

伊恩的肉其實就是“人造肉”,

這也並不是什麼新思維了。

早在1931年,

溫斯頓·邱吉爾就表示,

人類的行為非常荒謬,

好不容易養只雞,

但只吃雞胸脯和雞翅,

把其它部分都扔了。

他預測,

有一天,人類不再會做這種蠢事,

而能在合適的條件下專門培育想吃的那部分

(這樣就會避免浪費時間去養雞頭雞屁股等)。

進入21世紀後,

邱吉爾的夢想在實驗室里被科學家變成了現實。

不只是伊恩這隻雞能“撿回一條命”,

科學家們也正在努力,

讓人類即便不宰殺動物也能吃到肉。

在荷蘭馬斯特里赫特大學的實驗室,

馬克·波斯特教授正在研究“人造牛肉”,

他介紹說,

利用“人造肉”技術,

1小塊肌肉組織能培育出1萬公斤牛肉,

這個瓶子裡的幹細胞

一年能生產出養活兩千人的肉。

這已經非常厲害了,

要知道,如果按45%—50%的淨宰率來計算,

一頭500公斤的肉牛,

最多只能產肉250公斤,

1萬公斤牛肉就是40頭牛的產肉量。

“人造肉”技術很有可能

掀起一場“餐桌上的革命”。

這項逆天技術怎么做到的呢?

首先從活著的動物身上提取一小塊肉,

這塊肉里有幹細胞。

然後把這塊肌肉組織進行過濾,

分離成為肌肉細胞和脂肪細胞,

接下來把需要的肌肉細胞放置在培養皿中,

並在培養皿中放入血清,

血清會給肌肉細胞提供必要的營養物質,

如胺基酸、維他命、碳水化合物等,

讓細胞覺得它仍然還在活體組織上,

而不是被分離出去了,

這樣細胞能繼續進行複製。

眾多細胞長成短短細細的黏性物質,

不斷增多後就會形成帶狀,

同時不斷膨脹,拉伸成類似肉絲的樣子。

隨後,再加入一些脂肪細胞,

粘結成肉塊。

培養這種肉無需基因工程,

因此它不是轉基因產品。

而且,在培育人造肉的過程中,

人們可以控制各種脂肪的含量,

使其更有利於人類健康,

比如,加入OMEGA-3脂肪酸,

生產出的肉類就有了保護心臟的功效。

早在2013年,

波斯特教授就向人們展示了

他培育出的第一塊人造牛肉餅。

雖然看起來跟正常牛肉餅不太一樣,

——顏色更淺,味道也更淡,

但科學家指出,

人造牛肉餅更溫和的味道換來的

是更高效的製造蛋白質。

儘管“人造肉”口感、營養和味道

都和正常肉類相似,

但也有人表示無法接受,

因為實驗室的食物總給人“反常”的感覺。

2

“人造肉”背後,

是關乎人類生存的大問題!

愛不愛吃“人造肉“,

完全是個人選擇,

但從更巨觀的視角來看,

科學家們如此費時費力去“造肉”,

擔憂的其實是人類乃至地球的未來。

當我們大快朵頤吃肉的時候,

不能忽略背後的危機。

根據英國廣播公司2018年10月的報導,

為了滿足全球70多億人的食肉需求,

每年要宰殺的動物已達700億隻!

巨量肉類供給的背後,

是不堪重負的資源與環境。

首先,從食物來看。

畜禽動物也以穀物和油料籽為主食,

如果僅以這兩種食物進行計算,

人類消耗的口糧和動物吃掉的飼料

比例已達6:5。

也就是說,

動物飼料所使用的穀物和油料籽,

快要趕上人類的吃的了!

更糟糕的是,

成百上千億隻動物極大依賴於精加工飼料,

而精加工飼料又依賴大規模單一種植

(同一塊地種同種作物,便於機械化耕作),

這對土地和自然系統造成了巨大破壞。

其次,再看淡水資源。

我們經常強調節約用水,

因為地球非常缺淡水,

但動物飼養、清潔和屠宰

都要耗掉大量淡水,

工業化養殖耗水量更大。

有學者做過統計,

目前全球淡水用量的1/4以上

被用於養殖動物,

工業化養殖的豬,

每頭所消耗的淡水比散養的豬要多50%。

除此之外,豬、牛等都是“大塊頭”,

它們的排泄和呼吸也極具破壞性,

比如一頭牛一天的排便量大約是人類的23倍。

人類集中住在城市裡,

為了處理自身產生的糞便,

會修建昂貴的處理系統,

但養殖場肯定不會如此破費,

於是,只修建露天糞池草草了事。

北卡羅來納州(以下簡稱北卡州)

是美國養殖業第二密集的州,

養殖的動物數量已超過了其人口數量,

所以這裡有大量密集的工業化養殖場。

2016年,颶風馬修肆虐美國東南,

洪水緊隨其後,

北卡州許多養殖場池子裡的糞便

就隨水進入了當地的水循環系統。

有人說,為什麼不把這些糞便當成肥料?

其實,這些集約化、工業化養殖產生的糞便,

很難簡單歸田,

因為裡面含有大量抗生素、激素,

如果貿然用在農田裡,

對土地造成的污染不可想像。

還有動物呼吸產生的二氧化碳排放量,

已經超過了汽車、火車、飛機等

人類所有交通工具二氧化碳排放量的總和。

現在超市里賣的各種肉類都還算便宜,

但它的價格上並沒有體現出

地球為此付出的資源和環境代價,

如果把這兩者也考慮在內,

結果可能出乎意料!

比如,淡水是畜禽食品生產中消耗較多的資源:

每生產一公斤雞蛋需要3300升水;

每生產一公斤雞肉需要3900升水;

每生產一公斤豬肉需要4800升水;

每生產一公斤乳酪需要高達5000升水;

最令人驚訝的是,

每生產一公斤牛肉需要15500升水……

也就是說,

這些看起來的“廉價”,

其實都在暗中悄悄標好了價格。

根據科學家預測,

到2050年世界人口將達到96億,

如果繼續按照現有模式生產肉類,

那會對環境造成進一步的暴擊,

影響至少增加一倍!

3

工業化養殖,

悄然改變我們的食物體系

僅僅在50多年前,

人類食用的大多數肉類還來源於

自然環境中成長起來的動物。

那時候人類種糧種菜,

飼養牲畜家禽,

都是混雜在一塊進行的,

畜禽有充分的活動空間,

食物來源也很豐富,

甚至還能自己跑出去覓食。

但進入20世紀後,

以實現利潤最大化為目標的工業生產方式,

在農業中得到了廣泛套用。

生產者們發現,

把畜禽集中在封閉的空間中,

統一餵食特製的飼料,

可以使其繁殖速度變得更快,

同時更肥壯。

於是工業化農場誕生,

首先是雞,然後是豬和牛。

如此飼養,效果是立竿見影的,

有數據顯示,自1925年以來,

美國白羽雞從養殖到上市的平均周期

已從112天縮減至47天左右,

而其重量則從2.5磅激增至6.2磅,

其他肉類也基本如此,

這極大滿足了人們的吃肉需求,

人們終於能以低廉的價格“敞開吃肉”了。

隨著人口的不斷增長,

以及與畜禽相關的營養學、防疫技術的發展,

工業化養殖在全球漸次鋪開,

在產業最發達的美國,

有超過95%的肉類來自工業化養殖場。

但大家都忽略了畜禽的感受,

那裡的環境可能並不適合它們的成長。

比如,雞是一種喜愛社交、好奇心強,

又很聰明的動物,

但在工業化養殖場,

它們的生活變得短暫且痛苦。

養殖者的最大目標就是

讓畜禽迅速達到屠宰重量。

那裡的小雞不是通過雞窩孵化,

而是通過孵化器孵化出來,

在它們剛剛能夠站起來的時候,

就會被分揀、打包,

送到巨大的飼養場。

它們長期處於擁擠的環境中,

很多都是終生不見陽光,

一般散養家雞的正常壽命為3—5年,

但養殖場的肉雞隻能活35—49天,

也就是一兩個月,

在如此短暫的生命周期里,

它們必須長到大約2公斤,

這是任何有機體都難以承受的殘酷生長。

雞身上的肉長得太快,

但它們的骨架卻長得沒那么快,

所以有的雞最後只能趴在地上,

因為它們的腿支撐不了增加的重量。

更重要的是,

在集約化養殖的條件下,

幾百頭牛、雞、豬擠在狹小空間裡,

一旦暴發傳染病,

基本就波及一大片。

為了避免這種情況,

只能在飼料里添加抗生素,

美國食品藥品監督管理局(FDA)

曾發布的一份報告顯示,

美國每年生產的抗生素,

70%用於家禽家畜養殖。

從食品安全形度來說,

只要嚴格遵循相關標準,

抗生素的添加

不會對人類健康造成直接危害,

而且動物在出欄前一段時間

也會停止使用抗生素,

使其通過代謝從動物身體排出。

但從長期來看,

每次抗生素的使用,

細菌間都會進行殘酷的優勝劣汰,

總有能抵擋抗生素的細菌生存下來,

然後瘋狂生長。

可以說,抗生素加速了細菌自然選擇過程,

長此以往就會出現

對抗生素不敏感的“超級細菌”。

4

優點亮眼,

但硬傷也很扎眼

資源壓力、氣候變化、

動物福利、人類健康……

種種因素催生出“人造肉”發展,

與工業化養殖生產出的肉類相比,

“人造肉”的優點顯得很亮眼:

生產同樣重量的一塊牛肉餅,

實驗室培育能節約99%的水,

減少93%的土地消耗,

降低90%的溫室氣體排放,

減少46%的能源消耗。

而且“人造肉”還能減少

對人體健康造成的負面影響。

目前美國、日本、荷蘭等

多個國家的生物公司

都在致力於開發“人造肉”。

早在2013年,

比爾·蓋茨就曾在《未來的食物》一文中指出,

獲得肉類食物會消耗大量資源,

未來我們不可能為90多億人類生產肉類,

但又不能要求每個人都成為“素食主義者”。

基於這樣一種擔憂,

同時也看到了其中蘊含的商機,

比爾.蓋茨和很多知名投資人在2018年

投資了美國“孟菲斯肉類公司”,

進行“人造肉”的研究和生產。

近幾年,矽谷也掀起了一股

食品科技創業、投資浪潮。

據研究機構估算,

“人造肉”未來市場規模有望達64億美元。

當然,談到肉類消費就不可能繞開中國,

國外對中國“人造肉”市場也充滿信心。

根據國際貿易中心的數據,

作為世界上最大的肉類消費國之一,

2016年中國肉類的進口價值超過100億美元,

這也意味著肉類替代品

在中國有巨大市場。

但是,美妙的展望背後還有骨感的現實,

要讓“人造肉”真正走向餐桌,

還面臨一系列難題。

上面介紹的製造步驟看起來簡單,

但實際操作起來難度卻很大,

比如細胞培養時,

極易受酵母菌和黴菌的污染,

整個培養過程需要嚴格的無菌環境,

需要恰如其分的營養,

同時又保證適宜的酸鹼度、滲透壓、溫度

以及二氧化碳等,

這可比養雞、養牛操心多了!

培養基的選取也十分關鍵,

目前很多實驗室用的都是胎牛血清,

但胎牛血清太貴了,

而且很難實現量產。

細胞分裂的速度也是一個問題,

目前細胞培養時分裂速度還是太慢了,

這樣產量就上不去。

所有這些問題,

最終都釀成一個最大難題

——居高不下的成本。

2013年世界上第一塊人造牛肉餅問世時,

成本高達32.5萬美元!

如今,孟菲斯肉類公司製造的

不足一斤的牛肉,

成本仍高達2400美元,

這樣就很難被市場接受。

還有“人造肉”的監管問題,

也讓人很頭疼,

在美國,這種新型肉類由誰來管,

美國政府也搞不清楚

——美國農業部(USDA)負責規範屠宰場的

肉類、家禽以及雞蛋生產,

而食品和藥品監督管理局(FDA)

負責監督食品添加劑,

“人造肉”並不適用於現有的監管規定。

不過,最近這個問題有了新進展,

11月16日,美國農業部和食品藥品監督管理

正式就細胞培育肉類產品的

商業化制定了規則框架。

根據這一框架,

FDA將發揮其管理細胞培養技術

和活生物系統的經驗,

負責對人造肉製造過程中

涉及的的細胞收集、

儲存和培育等方面進行監管。

而農業部將主要監管食品的生產、質檢等。

分析人士認為,

新監管框架的確定,

對“人造肉”早日上市是一個利好訊息,

因為這會對行業發展提供更專業的指導,

提升消費者對人造肉類食品安全的信心。

不管怎樣,

“人造肉”給我們解決未來的吃肉問題,

提供了新思路,

拓展了我們思考的空間。

正如庫叔一位研究食品的朋友所說,

用不侵犯其他物種權益的方式,

來供應自己所需,

才是“人造肉”最迷人的地方。

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