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“人造肉”能替代传统肉类吗?
2019年04月10日 15:46 来源: 北京日报 编辑: 杨净毓

  据媒体报道,日本东京大学和一家食品公司近日宣布,首次成功利用牛肌肉细胞培养出块状的“人造牛排”。

  肉能“人造”?这在很多人眼里匪夷所思。但近年来,“人造肉”的确是科学界的科研热点之一。在此之前,一些国家的科研人员研发出“人造肉”,但大部分是碎肉,这次日本研究项目的目标是人工培养出块状的肌肉组织,并让人造牛排具有牛肉本身的口感。

  那么,“人造肉”真的能供人类食用吗?它未来是否能成为人类对肉类消费需求的补充,甚至完全成为传统肉类的替代品?

  1 多由体外培养细胞获得

  据东京大学生产技术研究所和这家食品公司的研究小组透露,在培养过程中向牛肌肉细胞添加维生素C,成功培养出成熟的牛肌肉细胞。研究小组还采用特殊的立体培养法,培养出细长的肌肉组织,然后通过特殊方法培养多层肌肉组织,制成长1厘米、宽0.8厘米、厚0.7厘米的块状肌肉。这项工作朝着培养有牛肉本身口感的“人造牛排”迈出了第一步。

  研究人员认为,随着人口增加和生活水平提高,全球肉类消费需求将持续增加,而饲养家畜的环境负担很大。“人造肉”由体外培养细胞获得,对环境影响较小,可在严格卫生监管下生产,未来有望成为传统肉类的替代品。

  说到“能否替代传统肉类”为时尚早,但可以认识一下何为“人造肉”。

  “人造肉”其实分为两种。第一种是素肉,由大豆等植物蛋白加工而成,是豆制品生成的各种食品,这在各国的素食主义者中非常流行。另一种是与真正的动物肉类相似,由动物干细胞制造出的肉,其大致过程是把氨基酸、糖、油脂等物质在器皿中培养干细胞,让肉慢慢“长大”。现在所指的“人造肉”,一般都是指这类由干细胞培养的肉,无论是牛肉,还是猪肉或鸡肉。

  “人造肉”不是新鲜事,早在20世纪末就有人提出过这种设想,只是到了2013年才成为现实。荷兰马斯特里赫特大学的马克·波斯特第一次向公众展示了他的研究团队研发的“人造肉”。他们先从活牛身上提取出干细胞,然后把干细胞放进有营养液的器皿中培育出肌肉组织,最后形成肌肉纤维。不过,波斯特团队培育出来的“人造肉”并不像真正的动物肉。后者成块状,可能还会连着骨头和肌腱,而前者只是一些碎肉,既不是市场里能买到的新鲜肉块和肉片,吃起来也没有鲜嫩多汁的感觉。有的试吃者称这种肉像“动物蛋白质蛋糕”。

  2 营养和口感是“攻关”难点

  自然界肉类的营养主要体现在蛋白质和脂肪上,蛋白质及其中的丰富氨基酸是人体营养所必须的。人体所需的氨基酸有22大类,有8种人体不能自己合成,如苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、赖氨酸等,需要从食物中获取。肉类恰恰含有这8种氨基酸,这也是人类选择吃肉,使其成为人类进化和维持生命功能的重要原因。

  另外,肉类的香味会刺激人产生食欲,这既是一种进食的享受,也有利于身体健康。肉类的香味取决于两种要素:肉类中特有的物质、烹调中的加热反应。肉类中的甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸等氨基酸,都有使食物产生香味的功能。例如,牛肉中含有的硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸、谷胱甘肽等,都是让牛肉产生香气的前体化合物,通过烹饪加热过程,便可获得完美的原肉风味。

  “人造肉”会不会产生这样真正的肉类香味及营养素,有没有真正肉类的口感,如纤维硬度、湿度、柔嫩度等,现在我们还不得而知。

  理论上“人造肉”能不能培育成功,受多种因素影响。一是营养和味道要与畜牧养殖的动物肉相同或相似;二是培育的经济成本要与传统肉类相当或低于传统肉类,这也意味着需要技术创新;三是要解决人们食用时的心理不适感等。

  鉴于先前多家研究机构都表示“人造肉”是利用干细胞产生,这说明“人造肉”的生产类似于生物工程。而生物工程的复杂和难度首先在于,如果要让干细胞生长,就需要启动为肌肉编码的基因。

  这样的基因有很多,一些动物的再生机理可以成为“人造肉”生长的线索。比如,蝾螈在断腿后能长出新腿,壁虎在断尾后能再长出尾巴,涡虫水母可以在被切成两段后长出整个身体。比如,美国麻省理工学院的进化发育生物学家曼西·斯里瓦斯塔瓦发现了一种称为早期生长反应(EGR)的“主控基因”,一旦EGR基因开关被激活,就可以调控其他基因,打开或关闭许多生理过程,包括生物各器官组织的再生等。

  3 减排方式的新探索

  当今人类仍然离不开传统的动物肉,因为无论是从肉类的营养还是味道来看,“人造肉”目前都不能取代畜牧养殖动物的肉。但毋庸置疑的是,“人造肉”是应对和解决粮食安全的新方式之一。

  联合粮农组织(FAO)的统计表明,2016年世界猪肉产量为10820万吨,其中,中国、欧盟(27国)、美国的猪肉产量占世界的79.95%。与此同时,全球牛肉产量为5874万吨,美国牛肉产量在全球牛肉总产量中占比最多,为19%。

  根据FAO的计算结果,牛肉生产在各方面的消耗都是第一位。比如,生产1千克牛肉需要10千克谷物;生产1千克猪肉需要4-5.5千克谷物;生产1千克的鸡、鸭肉,需要2.1-3千克的谷物。而牛肉生产占地是猪肉、鸡肉生产占地的29倍,其耗水量要多11倍。总体衡量,生产同等数量的牛肉,要比生产猪肉多排放11-15倍的温室气体。按照FAO比较严谨的数据,生产1千克牛肉相当于排放36.4千克二氧化碳,生产1千克猪肉至少排放3.3千克二氧化碳。

  根据这些情况,FAO提出了畜牧业减排行动。因为,养殖业所排放的温室气体当中,有45%是生产饲料时排放,另有39%是动物排出的气体。可以理解,如果能生产“人造肉”来代替部分畜牧养殖的肉类,就可以大大减少温室气体排放,至少“人造肉”的生产不会使用饲料,用地和用水也会随之减少。

  一些机构和企业对“人造肉”的环保前景深以为然。2008年,世界知名动物权益保护组织动物伦理联合会(PETA)出资100万美元,计划奖励第一个“成功”把人造鸡肉投入市场的公司。同年,荷兰政府也出资400万美元资助“人造肉”实验。但是,或许是因技术难点问题,这些投资目前还没有看到更为显著的结果。

  4 能否更健康更价廉?

  “人造肉”何时被大众接受,走入寻常百姓家,科学家也没有定论,但它的益处显而易见。目前能预计的一点是,“人造肉”比传统肉类更绿色更安全,从根本上防止了很多人畜共患病和动物疫病的传播,如疯牛病、口蹄疫、非洲猪瘟等。

  当然,在培育“人造肉”时,由于是在器皿中培养细胞,也容易受各种微生物的影响,如被酵母菌和霉菌污染等。因而不排除用抗生素或其他药物,以及添加剂的可能性。对此,也需要有解决的方法。

  另一点能预计的是,在生产“人造肉”时可以按人类所需,生产出更营养更有利于健康的肉类。例如,可以生产出含健康的ω-3脂肪酸的肉类,以代替易导致高胆固醇的ω-6脂肪酸的肉类。理论上的操作方法是,采用鱼类的干细胞来生产ω-3脂肪酸,再将这种物质和实验室里培养出的牛肉、猪肉相结合,以生产出既有肥肉味道,又不会造成高血脂和冠状动脉硬化的牛肉、猪肉。不过,这样的方法需要试验才会有最终答案。

  此外,“人造肉”的性价比、成本能否优于传统肉类,技术上是否成熟到能进行批量生产,以及其可能保护环境的优势是否能得以体现,这些疑问都需要进一步的科学研究予以证实。

  很多研究机构都在研发和生产“人造肉”,相关技术都高度保密。可以肯定的是,“人造肉”要成为人类现实中的一种常态食品,还有待进一步的研究探索,我们可以静观其变。(张田勘)


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