人造肉何時將成為我們的主食？

文 / 阮仲容

「味道像雞肉。」 這是對 UPSIDE Foods 新試用產品的普遍評論。也許這並不奇怪：畢竟，在細胞水平上，它是雞。但魚片並非來自屠宰場。它們在加利福尼亞州一家城市工廠的生物反應器中生長。尼古拉·瓊斯Nicola Jones)在《自然》期刊發表的<實驗室培育的肉類：將細胞轉化為牛排和雞塊的科學>(Lab-grown meat: the science of turning cells into steaks and nuggets)說：「生產人造肉的公司正在吸引數十億美元的投資。這是他們面臨的最大挑戰。」(Companies making cultured meat are attracting billions of dollars of investment. Here are their biggest challenges.)

世界上第一個培養牛肉漢堡據稱售價 325,000 美元

十多年前，只有少數研究人員正在研究實驗室製造的肉類的潛力。世界上第一個培養牛肉漢堡據稱售價 325,000 美元，由馬斯特里赫特大學生物醫學工程師馬克·波斯特 (Mark Post) 製作，他在 2013 年的新聞發布會上吃了這個漢堡。此類產品現在距離市場更近了：全球有超過 150 家公司正在使用該漢堡。致力於培養肉（從碎牛肉到牛排、雞肉、豬肉和魚）、牛奶或相關「細胞農業」產品，包括皮革。

今年六月，美國監管機構通過了實驗室培育的肉類，使該國成為世界上第二個將這種食品推向市場的國家。伯克利的 UPSIDE Foods 和 GOOD Meat（加利福尼亞州阿拉米達的 Eat Just 所有）這兩家公司現在已獲准銷售其培育的雞肉（自 2020 年起，GOOD Meat 的雞肉只能在新加坡購買少量） 。觀察人士預計，今年美國餐廳將至少推出一種產品，即使最初是虧本出售的。據行業報告稱，生產工廠正在建設中，投資已達到 27.8 億美元。

每年有 800 億隻動物因我們的晚餐而死亡

隨著商業活動的增加，包括食品科學和醫學生物技術在內的不同領域的學者正在改進細胞培養並完善該過程的其他部分。Good Food Institute (GFI) 是一家總部位於華盛頓特區的非營利組織，成立於 2016 年，旨在推廣動物產品替代品，已通過 100 多項研究撥款撥款 1,700 萬美元，以加強肉類各方面的科學研究備擇方案; 一半以上的錢都花在了養殖肉類上。2021 年，馬薩諸塞州梅德福的塔夫茨大學成立了細胞農業中心，目前約有兩打研究人員正在研究從製造到營銷細胞培養肉的各個方面。今年四月，英國資助了由巴斯大學領導的細胞農業製造中心。

倡導者表示，人造肉將減輕人類對肉類的貪婪胃口所帶來的負面影響。飼養牲畜佔用大量土地，約佔全球溫室氣體排放量的 15%。食用紅肉和加工肉類與心髒病、糖尿病和癌症有關；養雞場可以傳播禽流感等病毒並促進抗生素耐藥性；養魚場會污染海水。全球範圍內，每年有 800 億隻動物因我們的晚餐而死亡——聯合國和經濟合作與發展組織的一份聯合報告預測，由於人口日益富裕，到 2031 年，全球對肉類的需求將增長 15 %。

真菌培根和昆蟲漢堡：未來蛋白質指南

作為回應，食品工業正在開發一系列替代蛋白質來源，從藻類到昆蟲（參見「真菌培根和昆蟲漢堡：未來蛋白質指南」）。但如果肉類的感官體驗是重中之重，那麼細胞培養的肉類可能會脫穎而出。「我和已經吃素 15 年的人交談過，他們仍然渴望吃肉，」波斯特說。他說，如果事實證明愛吃肉的習慣很難改變，那麼顯而易見的解決方案就是用肉代替肉。

然而，行業觀察家對於人造肉的產量、成本以及這些努力是否值得存在分歧。

「在土地利用和生物多樣性相關影響方面有如此明顯的好處。這只是一種更有效的肉類生產方式。」荷蘭非營利諮詢公司 CE Delft 的工業生態學家 Pelle Sinke 說道，他曾對養殖肉的碳足跡和成本進行了審查。但他補充說，能源使用、技術開發和市場仍然存在重大問題。目前的版本比傳統肉類貴數百到數万倍1。舉例來說，要取代全球每年消耗的約 3 億噸標準肉類中的 10%，可能需要建造數十萬個生物反應器。

將動物細胞與植物材料結合製成雞塊

「我對培養肉非常挑剔，」倫敦衛生與熱帶醫學學院食品系統研究員 Marco Springmann 說道，他為 2019 年世界經濟論壇替代蛋白白皮書和 2019 年 EAT 柳葉刀委員會做出了貢獻關於健康、可持續飲食的報告「我認為這對於健康、糧食安全以及目前的環境來說都是一個壞主意。」

培養肉的一般配方是從動物身上進行活檢，在營養浴中培育細胞，使它們繁殖，誘導它們分化成成熟的肌肉或脂肪，也許還可以鍛煉肌肉細胞並讓它們結合成纖維。一些產品，包括 GOOD Meat 的一款產品，將動物細胞與植物材料結合起來，製成肉味十足的雞塊。其他公司，例如以色列雷霍沃特阿萊夫農場的公司，則更雄心勃勃地致力於製造複雜的結構，包括牛排。

培養動物細胞比培養微生物更困難，也更昂貴

培養肉行業面臨的主要科學和工程挑戰與十年前基本相同：找到最好的起始細胞，混合良好的「飼料」以幫助它們生長，並完善製造物流。

所有這些中最重要的是成本。「有些人喜歡用這個想法，『哦，這就像釀造啤酒』。但這與釀造啤酒完全不同。」澳大利亞墨爾本莫納什大學的生物技術學家保羅·伍德對該行業持批評態度。他說，培養動物細胞比培養微生物更困難，因此也更昂貴。

在為 GFI 1準備的一份報告中，Sinke 和他在 CE Delft 的同事對培養肉生產提出了各種預測。最樂觀的情況是，理論上生產成本可以降至每公斤 6 美元左右；他們的傳統肉類基準是每公斤 2 美元。其他研究則不太樂觀：研究作者在 2021 年使用不同假設進行的一項分析中，未來設施中培養肉生產的最低想像成本為每公斤 37 美元，這一數字「可能會降低其產品作為食品的承受能力」結論。

起始細胞以不同的速度或密度，產生不同質地或營養成分

為了尋找最好、最高效的產品，公司和研究人員正在調整肉類種植過程的每個部分。他們使用各種各樣的起始細胞，這些細胞可以以不同的速度或密度生長，並產生不同的質地或營養成分。波斯特的公司位於荷蘭馬斯特里赫特的 Mosa Meat，從牛的活組織檢查中提取肌肉乾細胞（試驗不同的動物和牛身體的各個部位），並將其培育成成熟的肌肉纖維。然而，這些細胞在停止分裂之前只能分裂大約 30-50 次。儘管原則上一次活檢可以提供數十萬公斤的肉，但這種方法仍然需要頻繁的新鮮供應。蘇黎世瑞士聯邦理工學院的再生生物學家 Ori Bar-Nur 獲得了 GFI 資助，用於研究小分子混合物如何使肌肉乾細胞同時增殖並分化為成熟肌肉。

另一種選擇是使用「永生」細胞系，理論上它可以通過一次活檢來養活全世界。這些細胞可以通過基因改造（這一途徑在歐洲面臨沉重的監管負擔）或通過偶然發現自發細胞系（如著名的 HeLa 人類細胞以及來自小鼠和鵪鶉的各種研究細胞系）來製備。

細胞肉會成為主食嗎？

位於雷霍沃特的以色列公司 Believer Meats（前身為 Future Meat Technologies）發表了一項關於其自發永生雞成纖維細胞的研究。成纖維細胞是一種結締組織細胞，伍德稱之為「細胞培養世界的雜草」，它生長快速且容易，並且可以轉化為脂肪樣細胞。該研究產生了非常高密度的細胞——如果系統可以擴大規模，這應該可以將更多的生物質放入生物反應器中並降低成本。Believer Meats 的目標很高：該公司已破土動工建設一座每年可生產 10,000 噸人造肉的工廠——比其他人造肉工廠的數十噸產量高出幾個數量級。

最昂貴的部分是細胞所需的「飼料」

一些研究人員表示，食用永生細胞的安全性尚未完全確定，永生細胞可能會產生突變，從而導致肉中出現腫瘤 。但聯合國糧食及農業組織 (FAO) 3 月份關於培養肉安全性的報告得出的結論是，此類細胞在包裝、烹飪和消化中存活下來並造成任何傷害的可能性「與當前的科學認識不一致」。

為了促進培養肉的研究，GFI 編制了已知有用細胞系的目錄（到目前為止有 52 個，從牛到鵪鶉等動物），並與馬薩諸塞州波士頓的試劑公司 Kerafast 合作，儲存和銷售冷凍樣本到目前為止有四種細胞系。該目錄包含多種魚類，例如大西洋鯖魚 ( Scomber scombrus )。GFI 生物學家埃利奧特·斯沃茨 (Elliot Swartz) 指出，魚類通常不存在於大學農業系中，但魚類細胞似乎更容易培養，因為它們比哺乳動物細胞更能耐受低氧水平、較寬的 pH 範圍和低溫。

到目前為止，該過程中最昂貴的部分是細胞所需的「飼料」——氨基酸、稱為生長因子的蛋白質、糖、鹽和維生素的湯。實驗室細胞系的經典飼料是基於一種稱為胎牛血清的牛血衍生物，但這同樣會帶來動物福利和可持續性問題。事實證明，更換它相對簡單，波斯特說。他和其他人已經發表了有關替代方案的文章，並且每家公司都有專有的組合。

食物：嚐嚐即將到來的東西？

但成本仍然極高。波斯特說，目前特定生長因子的商業供應每克可能花費數百萬美元，因為它們是按照製藥標準小批量生產的利基產品。然而，研究開始發現一些更便宜的植物性替代品9。UPSIDE Foods 宣布已於 2021 年生產出無血清飼料，但該公司表示其初始產品仍使用一些動物血清。

同時，流程的物流還有很多改進的機會。例如，加州大學洛杉磯分校的食品科學家 Amy Rowat 獲得了 GFI 撥款，用於開發可食用珠子作為肌肉細胞粘附和彎曲的支架，以改善纖維質地。其他研究人員正在研究如何讓細胞培養物在越來越大的生物反應器中蓬勃發展，同時為它們提供氧氣，排出廢物並避免對其結構造成損壞。

培養肉可能含有人造色素或添加劑

斯沃茨說，大多數公司的目標是生產營養相當於或優於傳統肉類的產品。但斯普林曼指出，紅肉的許多有害健康問題仍將持續存在。「這不太可能變得健康，甚至更健康，」他說。加工過的動植物混合物，例如由植物與雞脂肪混合而成的雞塊——預計將是最便宜的培養肉產品類型——可能含有人造色素或添加劑，這會讓一些消費者猶豫不決。糧農組織指出，與其他食品一樣，培養肉需要受到有害細菌、過敏原、殘留抗生素、生長激素和其他因素的限制。

在環境健康方面，養殖肉類比生產牛肉、豬肉或雞肉使用更少的土地和水。但能源使用是一個嚴重的問題——即使假設雄心勃勃的能源使用目標，到 2030 年，每公斤培養肉的生產仍將比目前最嚴重的牛肉生產多消耗約 60% 的能源。然而，根據 Sinke 的分析，如果能源來自可再生能源，養殖肉的碳足跡可能會小於傳統肉類。英國牛津大學的一份報告發現，每公斤養殖肉類蛋白的排放量甚至可能比植物和昆蟲蛋白的排放量還要少。

它需要取代傳統肉類——而不是成為另一種奢侈品

第一批進入市場的產品是雞肉，儘管從氣候角度來看，標準雞肉的碳足跡是主要肉類中最小的。但斯沃茨指出，取代雞肉對動物福利確實有好處，可以限制人畜共患疾病，並且通過減少抗生素的使用，可以解決抗生素耐藥性問題11。大多數公司都計劃將其產品範圍擴大到牛肉和其他肉類。

有人會吃嗎？調查發現，消費者食用人造肉的意願存在很大差異——部分取決於人造肉的名稱。人們對「培養肉」和「清潔肉」的態度比對「實驗室種植」或「人造肉」的描述更為積極。一些人認為中國的大眾市場正在向人們招手，因為中國的肉類消費增長速度特別快。

斯普林曼指出，具有諷刺意味的是，在西方世界，培養肉可能在素食者中找到一個巨大的市場。例如，UPSIDE Foods 與米其林三星級廚師 Dominique Crenn 合作，後者計劃在她目前的魚素餐廳中銷售其產品。辛克說，如果培養肉要解決全球問題，「它需要取代傳統肉類——而不是成為另一種奢侈品」。