基於細胞生產的肉類
2018年10月23日
植物有轉基因食品，很快我們吃的肉類也不需要養殖動物而獲得了，靠工廠生產就可以了。 這不是天方夜譚，這周的美國化學會周刊(2018年10月22日)發表了來自非動物的肉，提到五年多前，馬斯特裏赫特(Maastricht)大學血管生理學教授馬克·波斯特（Mark Post）在他的實驗室裏，用兩年的時間並花費了325,000美元，製作了一個天價漢堡包。漢堡不是多汁的 - 它隻是用肌肉細胞製成，沒有脂肪。漢堡包的肉是來自牛肩的細胞，在細胞培養基中培養，並從培養皿堆疊中獲得的肉。這在當時成為全球頭條新聞。
五年前，從實驗室種植的肉聽起來像科幻小說。從那時起，已有數十家公司成立，並正在為基於細胞肉類的商業化，做必要的準備。提供第一代產品，包括雞鴨魚牛羊肉等，將取決於細胞生物學家，組織(Tissue)工程師，生物化學家和材料工程師之間的跨學科研究工作。為了在市場上取得成功，基於細胞肉類的供應商必須解決效率和分配問題。在消費者和監管機構中尋求可以接受，並確保新的製造過程是安全的。當然最重要的是，基於細胞肉類的開發人員需要像肉類科學家一樣思考，以提供同等的美味和口感，使肉食消費者相信並喜歡基於細胞的肉類。
May, 2022, 後記：
自從Mark Post 教授開創了培養肉的概念驗證，創造了第一個直接從細胞中生長的漢堡肉餅。 從那時起，其他養殖肉類原型獲得了媒體的關注：SuperMeat 在特拉維夫開設了一家名為“The Chicken”的從農場到餐桌的餐廳，以測試消費者對其“雞肉”漢堡的反應， 細胞培養肉的首次商業銷售”於 2020 年 12 月在新加坡餐廳“1880”發生，美國公司 Eat Just 生產的培養肉在那裏出售。
雖然該領域的大部分努力都集中在豬肉，牛肉和雞肉等普通肉類上，這些肉類構成了發達國家消費的大部分，Orbillion Bio 等一些新公司則專注於高端或不尋常的肉類，包括麋鹿，羊肉， 野牛和珍貴的和牛牛肉品種。Avant Meats 已將養殖石斑魚推向市場，因為其他公司已開始尋求養殖更多魚類和其他海產品。
在多家公司和研究機構的推動下，生產過程不斷發展。養殖肉類的應用引發了倫理，健康，環境，文化和經濟方麵的討論。 就市場實力而言，非政府組織 Good Food Institute 發布的數據發現，2021 年，僅在歐洲，養殖肉類公司就吸引了 1.4 億美元。目前養殖肉在特殊活動和高端餐廳供應，尚未開始大規模生產養殖肉。
什麽是養殖肉？
人工養殖肉，又稱人工養殖肉，是通過直接培養動物細胞生產的真正的動物肉（包括海產品和內髒肉）。 這種生產方法消除了飼養和飼養動物作為食物的需要。 培養肉由與動物組織以相同或相似結構排列的相同細胞類型製成，從而複製了傳統肉類的感官和營養特征。
荷蘭科學家 Mark Post 於 2013 年在電視直播中推出了第一個人造肉漢堡。兩年後，首批四家人造肉公司成立。 此後，該行業在 6 大洲發展到 60 多家公司，投資額超過 4.5 億美元，每家公司的目標都是生產養殖肉類產品。 數十家公司已經成立，以創造價值鏈上的技術解決方案。
幾十年來積累的細胞培養、幹細胞生物學、組織工程、發酵以及化學和生物工藝工程方麵的知識早於人造肉領域。 全球數百家公司和學術實驗室正在開展這些學科的研究，以建立工業規模生產商品肉製品的新範式。
人造肉是如何製成的？
製造過程始於從動物身上獲取和儲存幹細胞。 然後這些細胞在生物反應器（俗稱培養器）中以高密度和高體積生長。 與動物體內發生的情況類似，細胞被喂食富含氧氣的細胞培養基，該培養基由氨基酸、葡萄糖、維生素和無機鹽等基本營養素組成，並補充蛋白質和其他生長因子。
培養基成分的變化，通常與來自支架結構的提示相結合，會觸發未成熟細胞分化成構成肉類的骨骼肌、脂肪和結締組織。 然後將分化的細胞收獲、製備並包裝成最終產品。 這個過程預計需要 2-8 周，具體取決於所種植的肉類。 一些公司正在采取類似的策略來生產牛奶和其他乳製品。
人造肉有什麽好處？
就其更高效的生產過程而言，與傳統的畜牧業相比，人造肉有望具有多種優勢。 前瞻性生命周期評估表明，養殖肉類將顯著減少土地和水的使用，排放更少的溫室氣體，並減少與農業相關的汙染和富營養化。
根據 Nature Food 2020 年的一篇文章，預計商業生產將完全不使用抗生素，並且由於缺乏腸道病原體的暴露風險，可能會減少食源性疾病的發生率。
在接下來的幾十年裏，人造肉和其他替代蛋白質預計將從價值 1.7 萬億美元的傳統肉類和海鮮產業中占據重要的市場份額。 這種轉變將減輕與農業相關的森林砍伐、生物多樣性喪失、抗生素耐藥性、人畜共患病爆發和工業化動物屠宰。
人造肉什麽時候能上市？
截至 2020 年年中，幾家領先的養殖肉類公司正在過渡到試點規模的設施，這些設施將在監管部門批準後生產第一波商業化產品。 新加坡食品署於 2020 年 12 月批準了世界上第一個栽培肉類產品的銷售。此後不久，這家位於新加坡的 1880 餐廳標誌著加利福尼亞州 Eat Just 生產的獲批栽培雞肉塊的曆史性首次商業銷售。
進一步將生產規模擴大到比現有規模大得多的設施將需要解決一係列複雜的挑戰。 這些挑戰涉及四個關鍵領域：細胞係、細胞培養基、生物工藝設計和支架。
解決這些挑戰並推動養殖肉類產業走向成熟將需要公共和私營部門的大量資金湧入。 麵向科學家的新課程、研究中心和培訓計劃以及政策工作和監管行動將加速進展。
該領域還需要新的公司，現有生命科學公司的貢獻，以及現有養殖肉類公司的合作開放。 許多新的職業機會需要有才華的科學家、商人和價值鏈上的其他貢獻者來填補。
插圖取自美國化學學會：
1. 2018年10月22日美國化學學會周刊封麵
2. 培養皿培育出來的肉纖維，上：牛肉，中：火雞肉，下：豬肉
3. 簡要的基於細胞肉類的生產過程
