人造肉的現實和未來

張田勘

日本東京大學和日清食品公司近日宣布，首次成功利用牛肌肉細胞培養出塊狀的“人造牛排”。東京大學生產技術研究所和日清食品公司的研究小組表示，目前世界各地研究出的人造肉大部分是碎肉，他們的目標是人工培養出塊狀的肌肉組織，并讓人造牛排具有牛肉本身的口感。

人造肉分為兩種，第一種是素肉，由大豆等植物蛋白加工而成，實際上不過是豆制品，這在各國的素食主義者中非常流行。另一種人造肉就是與真正的動物肉類相似的肉，是由動物干細胞制造出的。大致過程是用氨基酸、糖、油脂等物質在器皿中培養干細胞，讓肉慢慢長大。現在所指的人造肉一般都說這類由干細胞培養的肉，無論是牛肉，還是豬肉或雞肉。

人造肉不是新鮮事，在20世紀末就有人提出過這種設想，只是到了2013年才成為現實。荷蘭馬斯特里赫特大學的馬克·波斯特（Mark Post）首次向公眾展示了他的團隊研發的人造肉。他們先從活牛身上提取干細胞，然后把干細胞放進有營養液的器皿中培育出肌肉組織，最后形成肌肉纖維。

然而，波斯特團隊培育出來的人造肉并非像真正屠宰后的動物肉類那樣成塊狀、連著骨頭和肌腱。人造肉是一些碎肉，吃起來也沒有鮮嫩多汁的感覺，有的試吃者稱這種肉像“動物蛋白質蛋糕”。

在美國也有一些公司在致力于人造肉的研發，其中既有人造素肉，也有人造動物肉。超越肉類公司（Beyond Meat）是以研發素肉為主，孟菲斯肉類公司（Memphis Meats）則致力于研發人造動物肉。微軟創始人比爾·蓋茨曾嘗過人造素肉做的漢堡，稱贊味道好極了（Its pretty good tasting）。

不過，今天大部分人可能還是離不開傳統的動物肉，因為無論從營養還是口感，人造肉目前都不能取代真正肉類，只是人造肉可能是一種應對和解決糧食安全的新方式。

聯合國糧農組織（FAO）的統計表明，2016年全球牛肉產量為5874萬噸，豬肉產量為10820萬噸，但牛肉生產在各方面的消耗都是第一位。牛肉生產占地是豬肉、雞肉生產占地的29倍，同時比豬肉雞肉生產多耗水11倍。總體衡量，生產同等數量的牛肉，要比生產豬肉多排放11-15倍的溫室氣體。如果能生產人造肉來代替部分畜牧養殖的肉類，就可以大大減少溫室氣體排放，至少人造肉的生產不會占用廠房，也不會使用飼料，用地和用水也會大大減少。

孟菲斯肉類公司也在2015年生產出了人造牛肉（碎肉），該公司稱他們的技術能夠減少90%的溫室氣體排放，同時消耗更少的營養物質。傳統的畜牧業生產1卡路里的牛肉需要23卡路里的飼料，他們生產人造肉只需投入3卡路里，而且無需添加任何抗生素或添加劑等。該公司預計2021年向公眾批量供應人造肉，并且預測30年后人類無需宰殺任何動物就能獲得肉類食品。

既然多家人造肉機構聲稱人造肉是利用干細胞產生，說明人造肉的生產類似于生物工程。生物工程的復雜和難度首先在于，如果要讓干細胞生長，需要啟動為肌肉編碼的基因。這樣的基因有很多，而且一些動物的再生機理也成為人造肉生長的線索。

蠑螈在斷腿后能長出新腿，壁虎可以在斷尾后再長出尾巴……現在，美國麻省理工學院的進化發育生物學家曼西·斯里瓦斯塔瓦（Mansi Srivastava）發現了一種名為早期生長反應（EGR）的“主控基因”，一旦EGR基因開關被激活，就可以調控其他基因，打開或關閉許多生理過程，包括生物各器官組織的再生。而且，這樣的再生啟動基因還有很多，如Lin28a基因。

現在的研究首先是要確定哪些基因決定著肌肉和肌腱的再生。即便這樣的基因確認后，在讓肌肉干細胞生長時還需要生物支架，否則再生出的肉只能是一層一層的薄薄的肉片的疊加，甚至是碎片，形成不了3D的整塊肉。

當然，除了上述條件，還需要確定，供肌肉干細胞生長的養料是哪些，有了合適的養料，才能讓肌肉細胞在器皿中快速生長，而且生長出與真正肉類一樣的香味和營養。

畜牧業養殖的牛羊豬等是讓動物吃下飼料，包括草類、雜糧等，這些食物通過牲畜的消化系統分解、消化、吸收，轉變為七大營養物質，并通過血液循環輸送到牲畜的全身各組織器官中，供這些組織器官生長和維持生理功能。

但是，在器皿中培養肌肉干細胞是模擬干細胞需要哪些營養物質，直接把營養物質放到器皿中供肌肉組織吸收，從而獲得生長的能量和營養，也就是省去了動物對食物的消化、分解和吸收過程。這樣的生長會因省去了消化吸收和血液循環過程，加快肉類的生長。

但是，從養料的供給看，反而可能會增加成本。現在已知的供肌肉在器皿中生長的養料有糖、氨基酸、油脂、礦物質和多種營養物質，實際上就是七大營養物質的組合。為了讓器皿中生長的肉也具有肉的原汁原味，即牛肉要像牛肉，就需要添加輔料，例如胎牛血清。但是胎牛血清太貴，難以在批量生產人造牛肉時大量提供。再加上其他成本，目前在實驗室中培育的人造肉每千克生產成本約為1萬美元，是市場上普通肉類價格的1000倍以上。

另外，在培育人造肉時，由于是在器皿中培養細胞，也容易受各種微生物的影響，如被酵母菌和霉菌污染。對此，也需要有解決的方法。

不過，人造肉的益處也是顯而易見的。其一，可以不用抗生素和添加劑，讓人造肉更綠色更安全，可以從根本上防止很多人畜共患病和動物疫病，如瘋牛病、口蹄疫、非洲豬瘟等。但是，由于要防止微生物污染，也有可能還是需要用抗生素或其他藥物，以及添加劑。

在生產人造肉時也可以按人類所需，生產出更營養更有利健康的肉類。例如，可以生產出含健康的ω-3脂肪酸的肉類，以代替易導致高膽固醇的ω-6脂肪酸的肉類，方法是采用魚類的干細胞來生產ω-3肪脂酸，再將這種物質和實驗室里培養出的牛、豬肉相結合，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牛肉。但是，這樣的方法也需要試驗才會有答案。

人造肉生產出來后，還要解決人們的心理觀感，不過，最根本的是人造肉的性價比、成本是否能優于傳統肉類，技術上是否成熟到能進行批量生產，以及環保優勢是否能夠體現，都需要未來的研究予以證實。

人造肉當然是一種方向，值得探索，但要成為人們現實中的一種常態食品，可能還有很長的路要走，決非三五年或10多年就能實現。