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1小块肌肉组织就能培养出10000公斤肉的逆天技术!

2019-01-04  |  瞭望智库 收藏(57)  | 

当下,肉类已是现代人餐桌上必不可少的食物,很多人甚至“无肉不欢”,几天不吃肉,生活好像也变得索然无味了。

人类对肉食的极度热爱,催生出一条巨型产业链。

根据英国广播公司2018年10月的报道,为了满足人类的食肉需求,全球每年要宰杀700亿只动物,而饲养这些动物要消耗大量的资源,比如全球约70%的农业用地被用来饲养动物,60%左右的谷物都被养殖的动物吃了……

不仅如此,畜禽饲养还对环境造成了很大压力,根据联合国的报告,到2030年畜禽饲养业产生的温室气体将占全球温室气体排放的一半。

科学家预计,等2050年世界人口达到96亿时,如果人类继续大快朵颐地吃肉,食物生产系统对环境造成的影响可不是一星半点,而是至少增加一倍!

那么,能不能用科学手段制造出一种能够被人类普遍接受的替代性肉类,缓解压力呢?

最近,美国农业部和食品药品管理局就联合发布了针对细胞培育食品的监管方案,这种听起来有些科幻感的食品,就是一种“人造肉”。

“人造肉”靠谱吗?它离我们还有多远?今天我们聊一聊。

1

逆天技术

1小块肌肉组织培养出一万公斤肉

伊恩是一只漂亮的白羽鸡,

从它身上提取的一些细胞,

在实验室中被培养成了鸡肉,

当人们在庭院吃着来自伊恩细胞的烤鸡肉时,

伊恩却在院子里欢快地跑来跑去……

这情景并不是科幻故事,

而是美国一家高科技食品公司拍摄的

一段研究实践的短视频。

伊恩的肉其实就是“人造肉”,

这也并不是什么新思维了。

早在1931年,

温斯顿·丘吉尔就表示,

人类的行为非常荒谬,

好不容易养只鸡,

但只吃鸡胸脯和鸡翅,

把其它部分都扔了。

他预测,

有一天,人类不再会做这种蠢事,

而能在合适的条件下专门培育想吃的那部分

(这样就会避免浪费时间去养鸡头鸡屁股等)。

进入21世纪后,

丘吉尔的梦想在实验室里被科学家变成了现实。

不只是伊恩这只鸡能“捡回一条命”,

科学家们也正在努力,

让人类即便不宰杀动物也能吃到肉。

在荷兰马斯特里赫特大学的实验室,

马克·波斯特教授正在研究“人造牛肉”,

他介绍说,

利用“人造肉”技术,

1小块肌肉组织能培育出1万公斤牛肉,

这个瓶子里的干细胞

一年能生产出养活两千人的肉。

这已经非常厉害了,

要知道,如果按45%—50%的净宰率来计算,

一头500公斤的肉牛,

最多只能产肉250公斤,

1万公斤牛肉就是40头牛的产肉量。

“人造肉”技术很有可能

掀起一场“餐桌上的革命”。

这项逆天技术怎么做到的呢?

首先从活着的动物身上提取一小块肉,

这块肉里有干细胞。

然后把这块肌肉组织进行过滤,

分离成为肌肉细胞和脂肪细胞,

接下来把需要的肌肉细胞放置在培养皿中,

并在培养皿中放入血清,

血清会给肌肉细胞提供必要的营养物质,

如氨基酸、维他命、碳水化合物等,

让细胞觉得它仍然还在活体组织上,

而不是被分离出去了,

这样细胞能继续进行复制。

众多细胞长成短短细细的黏性物质,

不断增多后就会形成带状,

同时不断膨胀,拉伸成类似肉丝的样子。

随后,再加入一些脂肪细胞,

粘结成肉块。

培养这种肉无需基因工程,

因此它不是转基因产品。

而且,在培育人造肉的过程中,

人们可以控制各种脂肪的含量,

使其更有利于人类健康,

比如,加入OMEGA-3脂肪酸,

生产出的肉类就有了保护心脏的功效。

早在2013年,

波斯特教授就向人们展示了

他培育出的第一块人造牛肉饼。

虽然看起来跟正常牛肉饼不太一样,

——颜色更浅,味道也更淡,

但科学家指出,

人造牛肉饼更温和的味道换来的

是更高效的制造蛋白质。

尽管“人造肉”口感、营养和味道

都和正常肉类相似,

但也有人表示无法接受,

因为实验室的食物总给人“反常”的感觉。

2

“人造肉”背后,

是关乎人类生存的大问题!

爱不爱吃“人造肉“,

完全是个人选择,

但从更宏观的视角来看,

科学家们如此费时费力去“造肉”,

担忧的其实是人类乃至地球的未来。

当我们大快朵颐吃肉的时候,

不能忽略背后的危机。

根据英国广播公司2018年10月的报道,

为了满足全球70多亿人的食肉需求,

每年要宰杀的动物已达700亿只!

(图源:视觉中国)

巨量肉类供给的背后,

是不堪重负的资源与环境。

首先,从食物来看。

畜禽动物也以谷物和油料籽为主食,

如果仅以这两种食物进行计算,

人类消耗的口粮和动物吃掉的饲料

比例已达6:5。

也就是说,

动物饲料所使用的谷物和油料籽,

快要赶上人类的吃的了!

更糟糕的是,

成百上千亿只动物极大依赖于精加工饲料,

而精加工饲料又依赖大规模单一种植

(同一块地种同种作物,便于机械化耕作),

这对土地和自然系统造成了巨大破坏。

其次,再看淡水资源。

我们经常强调节约用水,

因为地球非常缺淡水,

但动物饲养、清洁和屠宰

都要耗掉大量淡水,

工业化养殖耗水量更大。

有学者做过统计,

目前全球淡水用量的1/4以上

被用于养殖动物,

工业化养殖的猪,

每头所消耗的淡水比散养的猪要多50%。

除此之外,猪、牛等都是“大块头”,

它们的排泄和呼吸也极具破坏性,

比如一头牛一天的排便量大约是人类的23倍。

人类集中住在城市里,

为了处理自身产生的粪便,

会修建昂贵的处理系统,

但养殖场肯定不会如此破费,

于是,只修建露天粪池草草了事。

北卡罗来纳州(以下简称北卡州)

是美国养殖业第二密集的州,

养殖的动物数量已超过了其人口数量,

所以这里有大量密集的工业化养殖场。

2016年,飓风马修肆虐美国东南,

洪水紧随其后,

北卡州许多养殖场池子里的粪便

就随水进入了当地的水循环系统。

有人说,为什么不把这些粪便当成肥料?

其实,这些集约化、工业化养殖产生的粪便,

很难简单归田,

因为里面含有大量抗生素、激素,

如果贸然用在农田里,

对土地造成的污染不可想象。

还有动物呼吸产生的二氧化碳排放量,

已经超过了汽车、火车、飞机等

人类所有交通工具二氧化碳排放量的总和。

现在超市里卖的各种肉类都还算便宜,

但它的价格上并没有体现出

地球为此付出的资源和环境代价,

如果把这两者也考虑在内,

结果可能出乎意料!

比如,淡水是畜禽食品生产中消耗较多的资源:

每生产一公斤鸡蛋需要3300升水;

每生产一公斤鸡肉需要3900升水;

每生产一公斤猪肉需要4800升水;

每生产一公斤奶酪需要高达5000升水;

最令人惊讶的是,

每生产一公斤牛肉需要15500升水……

也就是说,

这些看起来的“廉价”,

其实都在暗中悄悄标好了价格。

根据科学家预测,

到2050年世界人口将达到96亿,

如果继续按照现有模式生产肉类,

那会对环境造成进一步的暴击,

影响至少增加一倍!

3

工业化养殖,

悄然改变我们的食物体系

仅仅在50多年前,

人类食用的大多数肉类还来源于

自然环境中成长起来的动物。

那时候人类种粮种菜,

饲养牲畜家禽,

都是混杂在一块进行的,

畜禽有充分的活动空间,

食物来源也很丰富,

甚至还能自己跑出去觅食。

但进入20世纪后,

以实现利润最大化为目标的工业生产方式,

在农业中得到了广泛应用。

生产者们发现,

把畜禽集中在封闭的空间中,

统一喂食特制的饲料,

可以使其繁殖速度变得更快,

同时更肥壮。

于是工业化农场诞生,

首先是鸡,然后是猪和牛。

(图源:视觉中国)

如此饲养,效果是立竿见影的,

有数据显示,自1925年以来,

美国白羽鸡从养殖到上市的平均周期

已从112天缩减至47天左右,

而其重量则从2.5磅激增至6.2磅,

其他肉类也基本如此,

这极大满足了人们的吃肉需求,

人们终于能以低廉的价格“敞开吃肉”了。

随着人口的不断增长,

以及与畜禽相关的营养学、防疫技术的发展,

工业化养殖在全球渐次铺开,

在产业最发达的美国,

有超过95%的肉类来自工业化养殖场。

但大家都忽略了畜禽的感受,

那里的环境可能并不适合它们的成长。

比如,鸡是一种喜爱社交、好奇心强,

又很聪明的动物,

但在工业化养殖场,

它们的生活变得短暂且痛苦。

养殖者的最大目标就是

让畜禽迅速达到屠宰重量。

那里的小鸡不是通过鸡窝孵化,

而是通过孵化器孵化出来,

在它们刚刚能够站起来的时候,

就会被分拣、打包,

送到巨大的饲养场。

它们长期处于拥挤的环境中,

很多都是终生不见阳光,

一般散养家鸡的正常寿命为3—5年,

但养殖场的肉鸡只能活35—49天,

也就是一两个月,

在如此短暂的生命周期里,

它们必须长到大约2公斤,

这是任何有机体都难以承受的残酷生长。

鸡身上的肉长得太快,

但它们的骨架却长得没那么快,

所以有的鸡最后只能趴在地上,

因为它们的腿支撑不了增加的重量。

更重要的是,

在集约化养殖的条件下,

几百头牛、鸡、猪挤在狭小空间里,

一旦暴发传染病,

基本就波及一大片。

为了避免这种情况,

只能在饲料里添加抗生素,

美国食品药品监督管理局(FDA)

曾发布的一份报告显示,

美国每年生产的抗生素,

70%用于家禽家畜养殖。

从食品安全角度来说,

只要严格遵循相关标准,

抗生素的添加

不会对人类健康造成直接危害,

而且动物在出栏前一段时间

也会停止使用抗生素,

使其通过代谢从动物身体排出。

但从长期来看,

每次抗生素的使用,

细菌间都会进行残酷的优胜劣汰,

总有能抵挡抗生素的细菌生存下来,

然后疯狂生长。

可以说,抗生素加速了细菌自然选择过程,

长此以往就会出现

对抗生素不敏感的“超级细菌”。

4

优点亮眼,

但硬伤也很扎眼

资源压力、气候变化、

动物福利、人类健康……

种种因素催生出“人造肉”发展,

与工业化养殖生产出的肉类相比,

“人造肉”的优点显得很亮眼:

生产同样重量的一块牛肉饼,

实验室培育能节约99%的水,

减少93%的土地消耗,

降低90%的温室气体排放,

减少46%的能源消耗。

而且“人造肉”还能减少

对人体健康造成的负面影响。

目前美国、日本、荷兰等

多个国家的生物公司

都在致力于开发“人造肉”。

早在2013年,

比尔·盖茨就曾在《未来的食物》一文中指出,

获得肉类食物会消耗大量资源,

未来我们不可能为90多亿人类生产肉类,

但又不能要求每个人都成为“素食主义者”。

基于这样一种担忧,

同时也看到了其中蕴含的商机,

比尔.盖茨和很多知名投资人在2018年

投资了美国“孟菲斯肉类公司”,

进行“人造肉”的研究和生产。

近几年,硅谷也掀起了一股

食品科技创业、投资浪潮。

据研究机构估算,

“人造肉”未来市场规模有望达64亿美元。

当然,谈到肉类消费就不可能绕开中国,

国外对中国“人造肉”市场也充满信心。

根据国际贸易中心的数据,

作为世界上最大的肉类消费国之一,

2016年中国肉类的进口价值超过100亿美元,

这也意味着肉类替代品

在中国有巨大市场。

但是,美妙的展望背后还有骨感的现实,

要让“人造肉”真正走向餐桌,

还面临一系列难题。

上面介绍的制造步骤看起来简单,

但实际操作起来难度却很大,

比如细胞培养时,

极易受酵母菌和霉菌的污染,

整个培养过程需要严格的无菌环境,

需要恰如其分的营养,

同时又保证适宜的酸碱度、渗透压、温度

以及二氧化碳等,

这可比养鸡、养牛操心多了!

培养基的选取也十分关键,

目前很多实验室用的都是胎牛血清,

但胎牛血清太贵了,

而且很难实现量产。

细胞分裂的速度也是一个问题,

目前细胞培养时分裂速度还是太慢了,

这样产量就上不去。

所有这些问题,

最终都酿成一个最大难题

——居高不下的成本。

2013年世界上第一块人造牛肉饼问世时,

成本高达32.5万美元!

如今,孟菲斯肉类公司制造的

不足一斤的牛肉,

成本仍高达2400美元,

这样就很难被市场接受。

还有“人造肉”的监管问题,

也让人很头疼,

在美国,这种新型肉类由谁来管,

美国政府也搞不清楚

——美国农业部(USDA)负责规范屠宰场的

肉类、家禽以及鸡蛋生产,

而食品和药品监督管理局(FDA)

负责监督食品添加剂,

“人造肉”并不适用于现有的监管规定。

不过,最近这个问题有了新进展,

11月16日,美国农业部和食品药品监督管理

正式就细胞培育肉类产品的

商业化制定了规则框架。

根据这一框架,

FDA将发挥其管理细胞培养技术

和活生物系统的经验,

负责对人造肉制造过程中

涉及的的细胞收集、

储存和培育等方面进行监管。

而农业部将主要监管食品的生产、质检等。

分析人士认为,

新监管框架的确定,

对“人造肉”早日上市是一个利好消息,

因为这会对行业发展提供更专业的指导,

提升消费者对人造肉类食品安全的信心。

不管怎样,

“人造肉”给我们解决未来的吃肉问题,

提供了新思路,

拓展了我们思考的空间。

正如库叔一位研究食品的朋友所说,

用不侵犯其他物种权益的方式,

来供应自己所需,

才是“人造肉”最迷人的地方。

本文图片均来源于网络

文 |李浩然

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