人造肉
問世時間
人造肉樣本
2011年11月,荷蘭馬斯特里赫特大學生物學教授馬克·波斯特說,全球第一個人造肉餅有望于2012年8月或9月問世。研究人員說,人造肉有助人類在解決饑餓問題同時保護水源、土地和能源。
波斯特表示,這個肉餅只為證明“人造肉”這一概念,不意味著大規(guī)模生產人造肉條件成熟,因為首個人造肉餅的造價高達25萬歐元(約合34.5萬美元)。
當前,波斯特已經造出多條“肉條”,每條長約2.5厘米,寬不到1厘米,薄得近乎透明。他說,把大約3000條這樣的肉條堆在一起,就可以制作全球第一個人造肉餅。
波斯特希望有一天,研究人員能讓人造肉變得更健康,比如添加更多不飽和脂肪以及各種營養(yǎng)素。“我的想法是,既然我們能在實驗室中制造出肉,就能讓它有多種變化,最終變成更健康的肉,”他說。 [1]
舊式人造肉
20世紀30年代后期,美國化學家波耶受汽車制造商福特雇用,研究汽車座墊套皮革的代用品。他在研究中發(fā)現(xiàn),榨油和制造人造黃油后的大豆殘渣中,蛋白質含量豐富,并可纏繞成股。他從中受到啟發(fā),想用這類物質制造清淡而又易消化的“肉類”。但當時限于已擔負的科研任務,不能用更多的精力從事此研究,直到1953年,他才取得“人造肉”的發(fā)明專利。
為制造“人造肉”,波耶把大豆殘渣制成細粉,與粘合液混合,直至混合物變成粘膠狀,然后像制造尼龍絲一樣用噴絲器噴出,經酸和鹽類淋洗,使絲凝固。再與調味劑混合,纏繞成股,可切片、切丁、絞碎。
20世紀60年代,人造咸豬肉開始在美國市場上銷售。由于肉類價格上漲和肉類中含有脂肪、膽固醇,很多人都認為組織化植物蛋白肉(TVP)銷售前景看好。
新式人造肉
這一種人造肉,是科學家利用干細胞培育出“肉”。培養(yǎng)“人造肉”屬于醫(yī)學上的組織工程學的范疇,科學家們只能培育出指甲蓋大小的骨骼肌。對于人造肉,有人擔心在未來的某一天會在超市里吃到培養(yǎng)出的“人造肉”。
2023年5月4日消息,以色列的食品科技公司Steakholder Foods成功地用 3D 打印技術制造出了世界首塊人造魚肉,而且口感和真魚無異。 [4]
批準銷售
2024年1月,以色列衛(wèi)生部表示,該國已批準銷售首批由實驗室培育的人造牛肉,成為全球首個批準銷售人造牛肉的國家 [6]。
人造肉
美國馬里蘭大學的博士生賈森·馬西尼在《組織工程學》雜志中撰文指出,他帶領的一個研究小組已經找到了在實驗室內制造“人造肉”的兩種方法。一種方法是,他們首先從牛、豬、家禽或魚的肌肉組織中提取細胞,在一個薄膜上進行培育。他們發(fā)現(xiàn),細胞會生長、擴張,然后從薄膜上脫落;等到脫落后的平面細胞群堆積到一定厚度時,就形成了肉;馬西尼提供的另一種方法是在一種三維顆粒中培育肌肉細胞。這樣培育出的細胞組織可以用來制造肉制品,比如雞米花和碎牛肉。
馬西尼介紹說:“通過這種技術生產出來的肉有很多好處。它可以根據人們的需要調節(jié)肉中所含的營養(yǎng)成分,例如大多數肉里含有過多的Omega6脂肪酸,食用過多會導致健康問題,而人造肉可以用沒有危害的Omega3脂肪酸代替。此外,‘人造肉’還可以減少因養(yǎng)殖家禽而帶來的污染;人工養(yǎng)殖肉類動物會消耗大量水資源和土地,而‘人造肉’只需要很低的成本?!?/p>
細胞變異
美國與荷蘭的科學家正在研制利用動物的細胞組織,直接在實驗室當中培養(yǎng)出一種“人造肉”,完全擺脫了飼養(yǎng)和屠宰動物的傳統(tǒng)肉類生產方式。然而,這種“人造肉”的制造成本每公斤高達1萬美元。
美國與荷蘭的科學家正研究以細胞培養(yǎng)的方式,制造出一種“人造肉”??茖W家本杰明表示:“我們找到一套方法,讓肉類在動物體外生長?!睋ぃ茖W家們首先抽取出動物身上的“肌肉母細胞”(myoblast),然后將其放在培養(yǎng)液中生長,接著倒入支架,放入生物反應器當中,借此培育出動物肌肉纖維。這些人工培養(yǎng)出來的肌肉,最后將被用來制作肉類食品。
科學家表示這種用人工制造出來的“人造肉”可以保證絕對干凈,從根本上杜絕瘋牛病以及口蹄疫等病毒感染,而且還可以加入有益人體健康的成分。不過這項研究仍還在實驗室階段,因為每公斤“人造肉”的生產成本約為1萬美元,相當于市面上普通肉類價格的1000倍以上。
國內知名專家、上海組織工程研究與開發(fā)中心的周廣東教授表示,大規(guī)模繁育人造肉的可能性很小,幾乎是難以做到的。
“所謂動物細胞與組織培養(yǎng),是從動物體內取出細胞或者組織,模擬體內的生理環(huán)境,在無菌、適溫和豐富的營養(yǎng)條件下,使離體細胞或者組織生存、生長并維持結構和功能的一門技術?!敝軓V東教授表示,“但是想要大規(guī)模的繁育人造肉不太可能?!?/p>
周教授說,想要人工培育出的動物的肌肉,要把從動物身上切下的整塊肉分散成單個肌肉細胞再進行增殖繁育。但是由于整塊組織中的肌肉細胞相對較少,因此取一斤肉只能獲得少部分的肌肉細胞。想利用這些肌肉細胞再培育出一斤肌肉,那么就需要這些肌肉細胞進行大量的增殖。科研人員在實驗中發(fā)現(xiàn),正常的細胞在體外培養(yǎng)超過15代以后,細胞發(fā)生變異轉化成腫瘤的可能性非常大,但肌肉細胞本身的增殖能力有限,因此在培育的過程中就要用到晚期的細胞,而使用這種細胞只能產生兩種結果,一種就是已經老化的細胞死去,另一種能夠就是細胞發(fā)生癌變。
前景不樂觀
細胞脫離體環(huán)境就處于非生理狀態(tài),而非生理狀態(tài)下細胞的穩(wěn)定性就較差。在體外培養(yǎng)細胞必須能夠維持和模擬細胞在體內生存的良好環(huán)境和物質代謝過程,為此必須提供必需的營養(yǎng)、適宜的pH、嚴格的無菌條件、滲透壓、培養(yǎng)器皿、溫度和二氧化碳等條件。即使是這樣的實驗環(huán)境也很難模擬出完整的人體環(huán)境,細胞的代謝、自我修復功能等等都會受到影響,因此所有的細胞在體外培養(yǎng)的過程中都會或多或少發(fā)生一些變化。
例如,我們大腦中的一些細胞,如果在人體中也許一輩子都不會發(fā)生改變,但是在體外進行培養(yǎng)的過程中,幾年以后就會發(fā)生改變?!霸趯嶒炛信嘤∪饨M織,只是一種試驗,或者培育出人的肌肉組織臨床用于治療患者的功能性缺損,但是臨床治療對于培育條件的要求要比日常的實驗要求更高。”周廣東說。看來,想通過實驗室培養(yǎng)的方式“做”出人肉,實現(xiàn)起來還有許多問題要解決。
還有很多潛在的法律問題。比如在荷蘭,“人造肉”算不上食品,如果有人把“人造肉”賣給他人食用,會被罰款1000歐元。
解決食品危機
一些全球著名科學家2010年8月16日發(fā)布報告稱,全球總人口預計將在2050年達到90億,如果想在不破壞環(huán)境的情況下確保這些人獲得足夠的食物,可能需要推廣人造肉。
世界人口增長將引發(fā)食品危機
全球總人口將在21世紀中葉達到90億,需要大量的食品,或引發(fā)食品危機。一些研究結果表明,生產糧食的農戶將在2050年面臨一些環(huán)境限制,因為工業(yè)企業(yè)和消費者將會爭奪水資源。由美國科學家組成的一個團體稱,人口增加30億會導致水需求量增加一倍。美國科羅拉多大學教授Kenneth Strzepek表示,這意味著,2050年全球用于糧食灌溉的水量將減少18%。他說:“水需求量增長將給非洲北部、印度、中國和歐洲部分地區(qū)和美國西部造成嚴重的影響?!?/p>
傳統(tǒng)方法與新技術并重 科學家提議人造肉
但來自全球許多國家不同專業(yè)的科學家通過英國皇家學院發(fā)表報告稱,雖然未來可供糧食生產的新耕地面積非常少,但將全球糧食供應量在未來40年內提高70%并不是一件無法完成的任務。
一些傳統(tǒng)的方法被認為是可以有效提高食品產量的方法,例如同時將富國和窮國的農作物用水量減少30-40%。如果發(fā)展中國家擁有更好的倉儲設施和超市,同時富國消費者只購買所需的食品,那么食品供應量將會顯著增加。
除了傳統(tǒng)方法,提高食品產量也需要使用新方法。亞洲和撒哈拉沙漠以南非洲地區(qū)的日常乳制品和肉制品需求量未來可能增長一倍,使用常規(guī)的家畜繁育方法應該可以滿足大部分需求,但不能全部滿足。國際家畜研究所科學家菲利普-桑頓博士稱,可以使用兩種方法增加全球奶制品和肉制品產量。他說:“一種是人造肉,一種是納米技術?!?/p>
新技術無法完全消除饑餓 知識產權被壟斷阻礙新技術推廣
由英國政府首席科學家約翰-貝丁頓牽頭進行的一項針對未來全球食品供應的學術評估報告稱,即使采用基因改造和納米等新技術,仍然會有數億人因為氣候變化、水資源短缺和食品消費增長帶來的綜合作用而挨餓。
然而,一些研究報告稱,增加食品產量會碰到一些意想不到的障礙。來自英國和南非的經濟學家做出了最悲觀的預測,稱:“為了創(chuàng)造新的綠色革命,人們必須在農業(yè)領域付出巨大的努力,但全球技術領域被掌握在七家國際公司手中?!眰惗貒醮髮W詹妮弗-皮耶斯教授說:“這些企業(yè)擁有大量知識產權,使大眾和國際機構處于不利地位。這將對農業(yè)技術的全球推廣造成威脅。許多撒哈拉沙漠以南非洲地區(qū)國家可能無法生產足夠的食品滿足本國需求。發(fā)達國家未來可以增加食品產量,但缺乏技術能力的國家將處于不利地位?!?/p>
人造肉
科學界對波斯特的做法仍有不少批評。原荷蘭研究項目的首席科學家,烏得勒支大學的亨克·哈格斯曼(Henk Haagsman)認為,如果波斯特想對實驗室人造肉進行市場化推廣的話,他必須回到培養(yǎng)胚胎干細胞的路子上。使用成年動物的干細胞造肉,只能得到單層的細胞組織;也許可以培養(yǎng)出有限的幾層,但是如果層數太多,細胞就無法呼吸,養(yǎng)分也無法達到組織中間,因此肉片肯定都很薄。
科學界對“人造肉”仍有不少批評。其中之一,是從道德方面出發(fā),澳大利亞莫納什大學的哲學家、倫理學家羅伯特·斯帕羅博士認為,“人造肉”并不會減少人們對肉的過度消費。他認為科學家耽于幻想,忽視了食品的社會和情感的意義。我們真正應當做的,是恢復當地食物生產的多樣性,并且采用更加生態(tài)友好的農業(yè)生產方式。
撇開環(huán)境和道德的問題不談,另一種主要聲音則源自“人造肉”的口感問題。英國布里斯托爾大學的杰夫·伍德(Jeff Wood)說,口感是最難模仿的屬性,這與畜類的飲食習慣、年齡和烹飪方法都有關系。他認為,人造肉的口感可以用來做醬料較重的菜肴,如肉醬意粉中的碎牛肉,但實驗室里很難培養(yǎng)出羊排或沙朗牛排的替代品。有些人善于品嘗肉類味道的細微差別,就像葡萄酒的品酒師一樣。如何烹飪也是一個問題,比如它們在烹飪過程中是否會出現(xiàn)凝結或者散架的問題?
波斯特也把口味的因素看得很重。考慮到脂肪可以改善肉的口感,使肉鮮嫩多汁,他的研究小組已經開始著手兩個新項目,一是培養(yǎng)脂肪組織,二是增加肉中的肌紅蛋白含量。肌紅蛋白是肌肉中最重要的鐵元素攜帶者,這正是味道的一個重要組成部分。研究人員先減少細胞的供氧量,之后細胞會產出過量的肌紅蛋白進行補償,他們還可以用咖啡因等其他刺激物培養(yǎng)細胞,或者讓肌肉組織更頻繁地進行鍛煉。
當然,對于“人造肉”的制作材料,大多數普通人有更直接的想法――有人說:“是不是從自己身上抽取少少肌肉纖維,就能自給自足?科幻小說里出現(xiàn)的循環(huán)食物也不再是夢了?!庇绕鋵θ毡救搜芯砍龅摹氨惚闳狻保胁簧偃吮硎緹o法接受,“那些地下加工窩點應該最有興趣,因為他們有希望進一步和公廁集團總公司合作,開發(fā)出相應的唐僧肉、地攤牛排等產品吧?”有人說:“雖然平時吃的米飯也是屎尿澆灌長大的,但那和直接攝取還是不同的。”也有人說:“人類遲早得這么吃么?當死亡滅絕和重口味相比,你會怎么選擇呢?”
截稿時(2023年5月15日),“人造肉”的百度指數為393,遠低于2019年最高峰的11593。 [5]
事實上,“人造肉”的概念早已有之。第一個提出此概念的是科幻作家拉斯維茲。在他的小說《雙星記》中,“合成肉”是火星人引入地球的合成食品之一。更進一步的概念是丘吉爾在20世紀30年代提出的。他曾說:“再過50年,我們就不用再做‘為了吃個雞胸、雞翅就把整只雞養(yǎng)起來’這種荒唐事了。我們可以在合適的媒介里分別培養(yǎng)它們?!?/p>
第一個“能吃”的人造肉出現(xiàn)在2000年,美國杜魯大學支持的生物科學研究聯(lián)合體用金魚細胞培養(yǎng)出了人造魚肉。2001年,荷蘭阿姆斯特丹大學的皮膚病專家韋特霍夫、內科醫(yī)生艾倫和商人庫頓宣布申請了制造人造肉的國際專利。他們的專利包括在肌肉細胞里加入膠原蛋白,然后把它們泡在營養(yǎng)液里,誘導它們分裂增殖。
2008年,荷蘭政府出資400萬美元資助人造肉實驗。同年,世界最重要的動物權益保護組織動物倫理聯(lián)合會(PETA)拿出100萬美元,用于獎勵2012年第一個“成功”把人造雞肉投入市場的公司?!俺晒Α钡囊鬄椋阂皇呛铣沙鑫兜篮涂诟信c常規(guī)雞肉無差別的“人造雞肉”;二是被批準生產的“人造雞肉”成功地在美國10個以上的州進行商業(yè)化銷售,其價格與常規(guī)雞肉相當。
PETA支持人造肉的理由是:如果人造肉全面代替天然肉,就會有很多動物避免在糟糕的環(huán)境中成長,避免被屠宰的命運。理論上,從一頭豬身上提取的肌肉干細胞可以培養(yǎng)出好幾噸豬肉,且提取干細胞的手術對豬造成的痛苦很小。屠宰牲畜的場面確實讓很多人不安,但對肉食的天然渴望又無法消逝。如果用人造肉代替天然肉,那么上面這些問題都會迎刃而解。
而從環(huán)境保護主義者的角度看,人造肉代替天然肉也有很大好處。牲畜的糞便會污染土地和水源,它們放的屁中含有大量的甲烷,而甲烷的溫室效應要比二氧化碳高25倍。畜牧業(yè)對環(huán)境造成了相當大的壓力,比如山羊會把草根挖出來吃,對草場的破壞很大。動物的蹄、角、骨、皮和內臟往往被丟棄,造成了大量的污染。據統(tǒng)計,美國的牲畜屠宰業(yè)每年會拋下14億噸的垃圾。聯(lián)合國糧農組織的數據則顯示,當前全球陸地面積有30%都被用于養(yǎng)殖業(yè)(包括牧場和飼料田)。人類活動導致的溫室氣體排放中,有18%來自養(yǎng)殖業(yè)。而隨著全球人口數量的增長和生活水平的提高,到2050年,肉類消費量將從2007年的2.84億噸上漲到2050年的6億噸,這無疑將對環(huán)境造成很大的壓力。而人造肉理論上不會造成這些問題。人造肉沒有排泄物,不產生毛、皮、角、骨之類不能吃的東西,立體化生產占用的土地很少。英國牛津大學的一項研究發(fā)現(xiàn),人造肉可以減緩全球氣候變暖,因為人造肉將比傳統(tǒng)畜牧業(yè)減少35%到60%的能耗、少占用98%的土地和少產生80%以上的溫室氣體。
同時,人造肉也可能比天然肉更健康。因為人造肉的生產過程不需要使用抗生素,而且還可以人為地控制肉中的營養(yǎng)物質,在生產的過程中可用健康的ω-3脂肪酸來代替易導致高膽固醇的ω-6脂肪酸。例如,魚類的干細胞可以用來生產歐米加3多不飽和肪脂酸,再將這種物質和實驗室里培養(yǎng)出的豬肉相結合,可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豬肉。
科學家說,這種人造肉可保證絕對干凈,既可從根本上杜絕瘋牛病及口蹄疫等病毒感染,又可保證營養(yǎng),同時減少飼養(yǎng)家禽帶來的污染。更重要的是,還可能解決人類遇到的更為重大的挑戰(zhàn),如人口增長、糧價上漲等引起的食物短缺問題。
聯(lián)合國也對這項技術產生了興趣,世界人口將在未來的40年內增加到90億,屆時生活資料將不能滿足所有人需求。目前,全球多個研究團隊已在實驗室里展開對人造肉的研究。近日在挪威舉辦的首屆國際試管肉研討會上,專家首次計劃將其推向市場,并稱在設定一系列技術標準后,人造肉有可能在不久的將來擺上超市貨架,與傳統(tǒng)的天然肉類爭奪消費者。 [2]
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Nature重磅:微生物“人造肉”,環(huán)保食品的新寵?
網址: 人造肉 http://www.u1s5d6.cn/newsview758563.html
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