國內外人造肉研究現狀分析與對策研究

董斌 王欣 胡璐璐

摘 要：本文通過CNKI、萬方、維普、INCOPAT、DIALOG等國內外數據庫檢索，在為吉林省科技廳撰寫國內外人造肉研究現狀與對策研究報告的基礎上，分析了國內外人造肉研究現狀，并對我國人造肉存在的問題及應對策略進行了研究，旨在為吉林省乃至全國開展人造肉科學研究提供建設性意見和科學決策依據。

關鍵詞：人造肉;培養肉;植物蛋白肉;檢索分析;研究現狀;對策研究

中圖分類號：S-3 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200530024

據聯合國糧農組織報導，預計到2050年，肉類消費將會增加1倍，傳統畜牧業供給將嚴重不足[1]。此外，隨著人們生活水平不斷提高，各國對肉制品消耗量快速增長。養殖肉導致人類“三高”疾病率逐漸升高，而且受動物疫病、國際貿易關系、生產周期等因素影響，我國養殖肉制品供求關系嚴重失衡，人們希望用人造肉替代養殖肉，既能滿足人對養殖肉營養元素的攝取，又避免因吃養殖肉帶來的“三高”疾病。預計到2030年，我國肉制品的供給缺口將達到3804萬t，將嚴重威脅我國的糧食與食品安全[2]。為了應對此類問題，人造肉的相關研究在近幾年引起了國內外廣泛的關注。

1 數據來源

本文以中情所萬方數據庫、CNKI、維普、INCOPAT、DIALOG國內外學術引擎及專利數據庫等為數據資源進行本次研究。

2 人造肉的分類與概念

人造肉主要有培養肉、植物性肉2種。植物蛋白肉是指利用植物性蛋白與其它植物性成分，通過合成、加工而形成的具有肉類營養價值、口感、風味的食品，也稱為植物性肉。植物蛋白肉是植物性食品的衍生產品，是一種為替代傳統肉類而開發的具有肉類特性的仿肉制品[3]。

培養肉是指在特定的培養條件下，在培養基中利用動物干細胞培養出的動物肉。培養肉是在實驗室培養皿里通過肌細胞和脂肪細胞人工培養而得，并非從被屠宰的肉用家畜身上獲得的肉[4]。

3 人造肉的現狀研究

3.1 植物蛋白肉的研究現狀

目前，美國和歐洲等地都已開展大量植物性人造肉相關研究，但我國在此類研究和應用方面還缺乏較為系統的研究。國外的植物蛋白肉產品主要以素肉餅、素肉腸和素雞塊為主，可加工成漢堡、熱狗、炸雞塊等，成本較高。而國內主要以傳統素肉為主，通過加工植物蛋白制成素肉餅、素雞、素鴨等產品，成本較低。國產植物蛋白肉在價格上已經比境外植物蛋白肉更具優勢，且中國傳統素肉產業鏈完整，可實現規模化、集約化生產，從而更好地降低成本。但國產植物蛋白肉與真肉差距較大，肉色較深、無光澤且肉質感差，無咀嚼脂肪、軟骨等口感。深入研究植物蛋白肉的感官特性，使其在視覺、味覺、嗅覺等方面模擬肉類應當是國內外相關研究人員未來的主要研究方向[5]。

3.2 培養肉的研究現狀

雖然早在20世紀30年代就有學者提出培養肉的概念，但培養肉的研究工作始于21世紀初，且主要集中在歐美發達國家。2000年，美國杜魯大學支持的生物科學研究聯合體用金魚細胞培養出了人造魚肉。2009年，荷蘭馬斯里特赫特大學的生物學家利用成肌細胞培養方法生長出幾片豬肉，但這些豬肉片不含肌紅蛋白，故肉色呈現白色。2011年，美國南卡羅萊納醫科大學的科學家用動物細胞在試管中培養出可食用的肉類。2012年，荷蘭馬斯里特赫特大學的生物學家在實驗室培養出試管牛肉，無論是外觀、質感和口感都與真正的牛肉沒有太大差異[1]。2013年，荷蘭馬斯特里赫特大學血管生物學家馬克·鮑斯特用動物細胞組織培養方法生產出有史以來的第1整塊人造肉，引起廣泛的關注[6]。2019年，日本的食品企業日清食品控股公司與東京大學合作，通過人工培育牛肌肉細胞成功制成約1cm3的肌肉組織[7]。

我國南京農業大學的周光宏教授團隊使用豬肌肉干細胞培養20d后，于2019年11月18日上午，獲得了中國第1塊細胞培養肉（重5g）[8]，這是我國首例由動物干細胞擴增培養而成的人造肉。

國內培養肉技術雖有一定研究進展，但目前仍處于初步階段。國內數據庫擁有的文獻多為國外相關研究的綜述性文章，述及技術層面的文獻，一般也是對動物細胞培養原理、種子來源、培養液成分等的介紹，而涉及工藝流程、設備等內容時通常是簡而言之、一語帶過。

4 人造肉的制作技術

4.1 植物蛋白肉的制作技術

目前，應用于植物性蛋白肉制作的主要技術包括擠壓技術、靜電紡絲技術和3D打印技術。

4.1.1 擠壓技術

擠壓技術是處理食品成分的熱機械加工過程，在高溫高壓下，短時間內依次完成植物性配料混勻、水合、剪切、均質化、壓縮、除氣、滅菌、對齊、料流調整、成型、膨脹以及干燥過程。擠壓技術一般包括樣品預處理、擠壓機筒內混合或蒸煮和模具中冷卻3個主要步驟。

4.1.2 靜電紡絲技術

靜電紡絲技術是一種特殊的納米級直徑纖維制造工藝，是將粘度較高的蛋白溶液或其它聚合物溶液通過噴絲板變成酸性凝固液，從而產生連續、定向纖維的過程。這種纖維具有高縱橫比，比原生的蛋白質具有更好的功能性，可以適用于很多食品產品配方中，也可使用粘合劑將其合成為一系列的組織化食品。

4.1.3 3D打印技術

3D打印是近年來新興的一種快速成型技術，是將計算機設計的三維數字模型分解成若干層平面切片，按照“逐層打印，堆疊成型”的方式生產產品。目前，應用于人造肉制作的3D打印技術通常為擠壓式打印，將泥狀的植物性蛋白及其它原材料從噴頭擠出，待凝固后形成類似肉品的層狀結構，適用于烘焙類、糖果類、水果蔬菜類、奶制品類食品的制作。

4.2 培養肉的制作技術

培養肉作為一種人工培養的肉，具有可追溯性、綠色安全、風味口感及營養更接近傳統肉類的特征。現有技術下，制作培養肉只能在實驗室條件下進行，依據文獻總結的主要步驟如下[9，10]。

8 吉林省人造肉研究現狀

目前，吉林省在人造肉研究方面報導甚少，重視程度嚴重不足[12]，僅檢索到吉林省教育廳高教處講師李榮和及長春市工程食品研究所發表的一些綜述性文章和研究報導及成果。

吉林省教育廳高教處講師李榮和團隊發表文獻“介紹一種新型高營養食品——植物蛋白肉”、“新型高蛋白食品——植物蛋白肉”。文獻報導了吉林財貿學院糧食生化專業利用高溫脫溶豆粕首創成功“植物蛋白肉”。據分析，植物蛋白肉含蛋白質高達48%～54%，是豬、牛瘦肉蛋白質含量的2～3倍。

長春市工程食品研究所科研成果“吉林素肉系列產品及設備開發”，項目年度編號：89200788;成果簡介：吉林素肉系列產品為大豆蛋白仿肉食品，包括吉林豆花、素肉午餐肉、強化面包、強化蛋糕、方便小食品等。這些產品均以全脂大豆蛋白組織化產品為基礎而制成。

9 人造肉建設性意見與對策研究

通過對國內外文獻檢索與分析，筆者得出以下主要建設性意見和對策。

吉林省應在人造肉研究方面加強政策性引導，開展吉林省科技計劃項目專項研究;在編制吉林省十三五科研項目指南中增設關于人造肉研究專題，包括細胞培養肉、植物蛋白肉、特色人造肉產品等技術研究;在人造肉研究方面注重針對不同人群與不同基礎性疾病相適應的人造肉產品，如針對糖尿病人的無糖人造肉，有利于降“三高”的人造肉，有利于抗腫瘤的人造肉等，這方面大有文章可作，研究與應用前景廣闊;鼓勵研究機構、醫藥食品生產企業積極參加特色人造肉產品的研究和生產，為中內提出的大健康事業和健康中國目標多作貢獻;在研究機構和醫藥食品生產企業開發特色人造肉過程中，提供融資傾斜政策和資金支持，打造屬于吉林省和中國的特色人造肉拳頭產品，在未來即將爆發的全球性人造肉需求大蛋糕中分一杯羹。

目前，已存在很多外國企業在我國申請相關專利，因此建議知識產權管理部門為人造肉創新主體提供便利的知識產權優先服務，積極引導產業專利布局;鼓勵和支持產業內龍頭企業牽頭組織產業知識產權聯盟，搶占自主知識產權高地，避免國外企業濫用知識產權限制我國相關產業健康發展。

參考文獻

[1] 龐衛軍，孫世鐸，淵錫藩，等.體外培養肉-肉類生產發展的方向[J].養豬，2014（4）：78-80.

[2]辛良杰，李鵬輝，范玉枝.中國食物消費隨人口結構變化分析[J].農業工程學報，2018，34（14）：296-302.

[3]Edelman P D， McFarland D C， Mironov V A， et al. In vitro cultured meat production [J]. Tissue Eng， 2005， 11（5/6）：659-662.

[4]張斌，屠康.傳統肉類替代品—人造肉的研究進展[J/OL].食品工業科技：1-11[2020-05-09].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1759.TS.20191212.0845.002.html

[5]歐雨嘉，鄭明靜，曾紅亮，曾紹校，鄭寶東[J/OL].植物蛋白肉研究進展.食品與發酵工業：1-8[2020-05-09].https：//doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023823.

[6]Post MJ. Cultured beef： medical technology to produce food [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2014， 94（6）：1039-1041.

[7] 趙鑫銳，王志新，鄧宇，高茵，張國強，李雪良，周景文，堵國成，陳堅.人造肉生產技術相關專利分析[J].食品與發酵工業，2020，46（05）：299-305.

[8] 李晨.南京農業大學周光宏團隊研發出我國第一塊肌肉干細胞培養肉[DB/OL]賢集網， https：//www.xianjichina.com/news/details_172107.html.2019-11-22.

[9] Alfieri， F. Novel Foods： Artificial Meat [J]. Encyclopedia of Food Security and Sustainability， 2019（1）： 280-284.

[10] Kadim I T， Mahgoub O， Baqir S， et al. Cultured meat from muscle stem cells： A review of challenges and prospects[J]. Journal of Integrative Agriculture， 2015， 14（2）： 222-233.

[11]馬志英. 人造肉安全嗎[J].食品與生活，2019（11）：22-23.

[12] 李榮和.新型高蛋白食品—植物蛋白肉[J].醫學研究通訊，1981（08）：13-27.

（責任編輯 常陽陽）