基于细胞生产的肉类
2018年10月23日
植物有转基因食品，很快我们吃的肉类也不需要养殖动物而获得了，靠工厂生产就可以了。 这不是天方夜谭，这周的美国化学会周刊(2018年10月22日)发表了来自非动物的肉，提到五年多前，马斯特里赫特(Maastricht)大学血管生理学教授马克·波斯特（Mark Post）在他的实验室里，用两年的时间并花费了325,000美元，制作了一个天价汉堡包。汉堡不是多汁的 - 它只是用肌肉细胞制成，没有脂肪。汉堡包的肉是来自牛肩的细胞，在细胞培养基中培养，并从培养皿堆叠中获得的肉。这在当时成为全球头条新闻。
五年前，从实验室种植的肉听起来像科幻小说。从那时起，已有数十家公司成立，并正在为基于细胞肉类的商业化，做必要的准备。提供第一代产品，包括鸡鸭鱼牛羊肉等，将取决于细胞生物学家，组织(Tissue)工程师，生物化学家和材料工程师之间的跨学科研究工作。为了在市场上取得成功，基于细胞肉类的供应商必须解决效率和分配问题。在消费者和监管机构中寻求可以接受，并确保新的制造过程是安全的。当然最重要的是，基于细胞肉类的开发人员需要像肉类科学家一样思考，以提供同等的美味和口感，使肉食消费者相信并喜欢基于细胞的肉类。
May, 2022, 后记：
自从Mark Post 教授开创了培养肉的概念验证，创造了第一个直接从细胞中生长的汉堡肉饼。 从那时起，其他养殖肉类原型获得了媒体的关注：SuperMeat 在特拉维夫开设了一家名为“The Chicken”的从农场到餐桌的餐厅，以测试消费者对其“鸡肉”汉堡的反应， 细胞培养肉的首次商业销售”于 2020 年 12 月在新加坡餐厅“1880”发生，美国公司 Eat Just 生产的培养肉在那里出售。
虽然该领域的大部分努力都集中在猪肉，牛肉和鸡肉等普通肉类上，这些肉类构成了发达国家消费的大部分，Orbillion Bio 等一些新公司则专注于高端或不寻常的肉类，包括麋鹿，羊肉， 野牛和珍贵的和牛牛肉品种。Avant Meats 已将养殖石斑鱼推向市场，因为其他公司已开始寻求养殖更多鱼类和其他海产品。
在多家公司和研究机构的推动下，生产过程不断发展。养殖肉类的应用引发了伦理，健康，环境，文化和经济方面的讨论。 就市场实力而言，非政府组织 Good Food Institute 发布的数据发现，2021 年，仅在欧洲，养殖肉类公司就吸引了 1.4 亿美元。目前养殖肉在特殊活动和高端餐厅供应，尚未开始大规模生产养殖肉。
什么是养殖肉？
人工养殖肉，又称人工养殖肉，是通过直接培养动物细胞生产的真正的动物肉（包括海产品和内脏肉）。 这种生产方法消除了饲养和饲养动物作为食物的需要。 培养肉由与动物组织以相同或相似结构排列的相同细胞类型制成，从而复制了传统肉类的感官和营养特征。
荷兰科学家 Mark Post 于 2013 年在电视直播中推出了第一个人造肉汉堡。两年后，首批四家人造肉公司成立。 此后，该行业在 6 大洲发展到 60 多家公司，投资额超过 4.5 亿美元，每家公司的目标都是生产养殖肉类产品。 数十家公司已经成立，以创造价值链上的技术解决方案。
几十年来积累的细胞培养、干细胞生物学、组织工程、发酵以及化学和生物工艺工程方面的知识早于人造肉领域。 全球数百家公司和学术实验室正在开展这些学科的研究，以建立工业规模生产商品肉制品的新范式。
人造肉是如何制成的？
制造过程始于从动物身上获取和储存干细胞。 然后这些细胞在生物反应器（俗称培养器）中以高密度和高体积生长。 与动物体内发生的情况类似，细胞被喂食富含氧气的细胞培养基，该培养基由氨基酸、葡萄糖、维生素和无机盐等基本营养素组成，并补充蛋白质和其他生长因子。
培养基成分的变化，通常与来自支架结构的提示相结合，会触发未成熟细胞分化成构成肉类的骨骼肌、脂肪和结缔组织。 然后将分化的细胞收获、制备并包装成最终产品。 这个过程预计需要 2-8 周，具体取决于所种植的肉类。 一些公司正在采取类似的策略来生产牛奶和其他乳制品。
人造肉有什么好处？
就其更高效的生产过程而言，与传统的畜牧业相比，人造肉有望具有多种优势。 前瞻性生命周期评估表明，养殖肉类将显着减少土地和水的使用，排放更少的温室气体，并减少与农业相关的污染和富营养化。
根据 Nature Food 2020 年的一篇文章，预计商业生产将完全不使用抗生素，并且由于缺乏肠道病原体的暴露风险，可能会减少食源性疾病的发生率。
在接下来的几十年里，人造肉和其他替代蛋白质预计将从价值 1.7 万亿美元的传统肉类和海鲜产业中占据重要的市场份额。 这种转变将减轻与农业相关的森林砍伐、生物多样性丧失、抗生素耐药性、人畜共患病爆发和工业化动物屠宰。
人造肉什么时候能上市？
截至 2020 年年中，几家领先的养殖肉类公司正在过渡到试点规模的设施，这些设施将在监管部门批准后生产第一波商业化产品。 新加坡食品署于 2020 年 12 月批准了世界上第一个栽培肉类产品的销售。此后不久，这家位于新加坡的 1880 餐厅标志着加利福尼亚州 Eat Just 生产的获批栽培鸡肉块的历史性首次商业销售。
进一步将生产规模扩大到比现有规模大得多的设施将需要解决一系列复杂的挑战。 这些挑战涉及四个关键领域：细胞系、细胞培养基、生物工艺设计和支架。
解决这些挑战并推动养殖肉类产业走向成熟将需要公共和私营部门的大量资金涌入。 面向科学家的新课程、研究中心和培训计划以及政策工作和监管行动将加速进展。
该领域还需要新的公司，现有生命科学公司的贡献，以及现有养殖肉类公司的合作开放。 许多新的职业机会需要有才华的科学家、商人和价值链上的其他贡献者来填补。
插图取自美国化学学会：
1. 2018年10月22日美国化学学会周刊封面
2. 培养皿培育出来的肉纤维，上：牛肉，中：火鸡肉，下：猪肉
3. 简要的基于细胞肉类的生产过程
