在很多年都未發(fā)生太大改變的畜牧業(yè)，一場巨大的變革正在醞釀之中。這場變革主要來自替代蛋白，也可以稱為“人造肉”，即是對人類獲取蛋白質(zhì)方式的dian覆。
造肉的技術(shù)路線主要可分為植物基和動(dòng)物基，前者是用大豆蛋白制成，技術(shù)成熟度高；后者更為“科幻”， 從動(dòng)物體內(nèi)分離、提取出少量全能干細(xì)胞或成肌細(xì)胞，在生物反應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng)，再進(jìn)行商品化加工處理。這種生產(chǎn)方式真正dian覆了畜牧業(yè)，但技術(shù)難度較高，當(dāng)前成本還居高不下。
今天我們將介紹人造動(dòng)物基肉即實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉。
依靠目前畜牧業(yè)的生產(chǎn)方式，對于環(huán)境來說是很難在2050年承載100億人口。
畜牧業(yè)需要消耗大量的土地、糧食和水資源，與制作標(biāo)準(zhǔn)牛肉漢堡相比，制作人造肉漢堡所產(chǎn)生的溫室氣體排放量減少90％，能源消耗減少46％，對水資源短缺的影響減少99％，對土地使用的影響減少93％。畜牧業(yè)是溫室氣體的主要來源，超過了所有汽車、飛機(jī)、火車和船舶的排放總和。
另外，當(dāng)動(dòng)物疫病出現(xiàn)時(shí)，畜牧業(yè)會(huì)遭受重創(chuàng)，人造肉則不會(huì)受到這方面的干擾。
如果從安全性考慮，家畜養(yǎng)殖場長期給牲畜喂食生長激素和抗生素，而肉類中抗生素耐藥菌，可能會(huì)給食用者健康帶來危害。并且人造肉含大量的蛋白質(zhì)和少量飽和脂肪，天然優(yōu)勢是沒有膽固醇。所以相比之下，人造肉其實(shí)更加安全。
實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉如何制成?
人工培養(yǎng)的肉不是作為動(dòng)物的一部分培養(yǎng)出來的，而是在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)出來的。
第一步：收獲細(xì)胞并發(fā)展細(xì)胞系
首先從組織培養(yǎng)活檢組織、細(xì)胞庫或（對于雞來說）羽毛根處收獲細(xì)胞。組織樣本可以是原代細(xì)胞或干細(xì)胞。原代細(xì)胞是分化的肌肉細(xì)胞或脂肪細(xì)胞，而干細(xì)胞是未分化的。當(dāng)原代細(xì)胞大量繁殖時(shí)，干細(xì)胞的可控性更強(qiáng)，增殖更快，壽命更長
組織樣品可以是原代細(xì)胞或干細(xì)胞。原代細(xì)胞是分化的肌肉或脂肪細(xì)胞，而干細(xì)胞未分化。雖然原代細(xì)胞繁殖的數(shù)量更多，但干細(xì)胞更容易控制，增殖速度更快，壽命更長。
第二步:培養(yǎng)一組種子鏈并轉(zhuǎn)移到生物反應(yīng)器中
一旦選定細(xì)胞并培養(yǎng)出細(xì)胞系，種子系就在培養(yǎng)皿中生長，然后將其轉(zhuǎn)移到生物反應(yīng)器中進(jìn)行持續(xù)生長。生物反應(yīng)器是受到高度監(jiān)控和調(diào)節(jié)的環(huán)境，它可以密切復(fù)制動(dòng)物體內(nèi)的生長條件。細(xì)胞被喂食生長培養(yǎng)基，通常是胎牛血清，它由蛋白質(zhì)、維生素、糖、激素和其他營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子組成。
這些細(xì)胞自然形成約0.3毫米長的肌管，然后形成一個(gè)環(huán)，生長成肌肉組織。現(xiàn)在，它們可以被連接到支架上，比如3D打印的大豆蛋白，它可以拉伸組織，使其生長并增加蛋白質(zhì)含量。大約14天后，這些細(xì)胞發(fā)育成相當(dāng)于生肉的肉糜。
食用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉有什么風(fēng)險(xiǎn)?
最終，人們認(rèn)為人造肉比傳統(tǒng)肉更安全。因?yàn)榻M織是在生物反應(yīng)器中生長的，沒有消化器官或動(dòng)物廢物存在。這大大降低了大腸桿菌等細(xì)菌污染的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的肉類中也沒有疾病爆發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，而工廠飼養(yǎng)的動(dòng)物需要接種疫苗以保持健康。此外，培養(yǎng)肉效率更高效，因?yàn)橹簧L了肉類的可食用部分，沒有器官和骨頭的浪費(fèi)。
當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的肉類也存在風(fēng)險(xiǎn)和未知因素，比如加工過程中的污染。細(xì)胞也有可能發(fā)生突變，從而導(dǎo)致癌癥。然而，這是所有人類和動(dòng)物細(xì)胞固有的風(fēng)險(xiǎn)，而且大多數(shù)突變是無害的。最后，目前尚不清楚實(shí)驗(yàn)室種植的肉是否可以復(fù)制微量營養(yǎng)素，例如鐵，這是食用肉的重要好處。
培養(yǎng)肉的外觀、味道和氣味都類似真肉。然而，復(fù)制真肉的紋理具有挑戰(zhàn)性，目前大多數(shù)培養(yǎng)肉都類似于“非結(jié)構(gòu)化”肉類，如碎牛肉、雞塊和香腸。
最初的培養(yǎng)肉干且無味，脂肪含量有限，這使得漢堡更健康，但不那么美味。在經(jīng)過優(yōu)化支架方法和脂肪與肌肉細(xì)胞比例方面的廣泛研究，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉已經(jīng)朝著開發(fā)口感和質(zhì)地wan美的目標(biāo)取得了重大進(jìn)展。
實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉對環(huán)境的影響?
有一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)是看用于培養(yǎng)肉的土地?cái)?shù)量。毫不奇怪，與傳統(tǒng)牲畜相比，培養(yǎng)肉類所占的面積要少得多。實(shí)際上，牛津大學(xué)的一項(xiàng)研究估計(jì)，生產(chǎn)培育肉所需的工廠所占的空間將比畜牧業(yè)少99％！但是，減少牲畜意味著減少糞便生產(chǎn)，這可能對土壤肥力和碳含量產(chǎn)生負(fù)面影響。
這是個(gè)值得研究的課題。早期研究表明，如果我們轉(zhuǎn)而主要食用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉，農(nóng)業(yè)溫室氣體排放可減少90%。但是，人造肉的培養(yǎng)是一個(gè)能源和水密集型的過程，所以真正的環(huán)境影響取決于我們的能源是來自化石燃料還是可再生能源。
實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉面臨的最大挑戰(zhàn)是什么?
公眾認(rèn)知
對于那些出于倫理或環(huán)境原因不吃肉的人來說，人造肉是很好的選擇。然而，從歷史shang看，大多數(shù)人并不計(jì)劃減少肉類消費(fèi)，但食用被認(rèn)為是非自然的食物，他們可能會(huì)猶豫不決。被視為“gao科技”的食品往往會(huì)受到抵制，而希望避免競爭的農(nóng)業(yè)行業(yè)往往會(huì)強(qiáng)化這種負(fù)面影響。
監(jiān)管環(huán)境
2020年，新加坡成為di一個(gè)批準(zhǔn)出售動(dòng)物基人造肉的國家:用美國公司Eat Just開發(fā)的生物反應(yīng)器培養(yǎng)人造雞肉。其他國家也在慢慢尋求批準(zhǔn)。與此同時(shí)，美國食品和藥物管理局還沒有決定培養(yǎng)肉是否會(huì)像傳統(tǒng)肉類產(chǎn)品一樣被分類和管理。
味道和質(zhì)地
盡管人造肉取得了重大進(jìn)步，但目前還不能*復(fù)制真肉的體驗(yàn)。改進(jìn)最多的是“非結(jié)構(gòu)化”肉類上，如絞碎的牛肉、香腸，以及其他深加工肉類，如雞塊。牛排無疑被認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉的“圣杯”。這一領(lǐng)域的改進(jìn)預(yù)計(jì)將dian覆支架結(jié)構(gòu)和肌肉與脂肪比率的研究。
成本和規(guī)模
di一個(gè)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的漢堡于2013年制成，花費(fèi)了大約$32.5萬。僅僅四年之后，這個(gè)價(jià)格就跌到了$600左右。2020年，一塊實(shí)驗(yàn)室培育的雞塊成本為$11，售價(jià)為$50。考慮到10塊快餐雞塊只會(huì)賣到$5，很明顯，人造肉還沒有達(dá)到市場價(jià)格。然而，隨著技術(shù)成熟和生產(chǎn)能力提高，人造肉價(jià)格正在迅速下降。
培養(yǎng)肉尚未從規(guī)模經(jīng)濟(jì)中獲益。新加坡的人造雞塊是在一個(gè)1,200升的生物反應(yīng)器中培育，而大規(guī)模生產(chǎn)的雞塊可能需要在10,000至50,000升的生物反應(yīng)器中培育。
實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉會(huì)變得更常見嗎?
實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉很有可能將變得更加常見。培養(yǎng)肉干凈、無毒、環(huán)保，并且消除了關(guān)于動(dòng)物治療的大多數(shù)倫理問題。許多公司已經(jīng)開始在實(shí)驗(yàn)室里致力于雞肉、牛肉、豬肉和魚類的培育。
雖然這一領(lǐng)域仍存在不確定性，其中一些是公眾認(rèn)知領(lǐng)域，另一些是科學(xué)領(lǐng)域，但潛在的好處是巨大的。隨著人工培養(yǎng)肉的成本變得與傳統(tǒng)肉類相當(dāng)或更便宜，以及更好質(zhì)地的技術(shù)改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肉的好處很可能會(huì)變得不可錯(cuò)過。
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