肉類行業(yè)再被顛覆？科學(xué)家用大麥生成“人造肉”

大數(shù)據(jù)文摘授權(quán)轉(zhuǎn)載自學(xué)術(shù)頭條

撰文：朱哼哼
編審：王新凱
排版：李雪薇

2020 年聯(lián)合國(guó)發(fā)布的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，地球人口已經(jīng)高達(dá) 76 億，預(yù)計(jì)到 2030 年將達(dá) 86 億，到 2050 年將達(dá) 98 億。地球人口的激增勢(shì)必會(huì)帶來(lái)各種問(wèn)題，尤其是人們賴以生存的糧食問(wèn)題，畢竟全球耕地面積是有限的。

這份報(bào)告也指出，2020 年全球面臨饑餓的人數(shù)大幅度增加，新增 1.3 億饑餓人口，全球共有 25 個(gè)國(guó)家面臨嚴(yán)重饑餓風(fēng)險(xiǎn)，近 7 億人處于饑餓狀態(tài)，我們面臨著至少 50 年來(lái)最嚴(yán)重的糧食危機(jī)。

從上述數(shù)據(jù)可以看到，每 10 個(gè)人中就有一人面臨饑餓。而未來(lái)隨著地球人口的進(jìn)一步增加，我們又該如何養(yǎng)活這么多人呢？

人造肉或許是一個(gè)可行的辦法，畢竟全球畜牧養(yǎng)殖消耗了大量的耕地和資源。近日，全球頂尖的植物生物技術(shù)公司 ORF Genetics 聯(lián)合冰島的研究人員，正在使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)在 22000 平方英尺溫室中培養(yǎng)超過(guò) 100000 種的生物基因工程大麥，用于生產(chǎn)人造細(xì)胞培養(yǎng)肉。

對(duì)此，ORF 遺傳學(xué)蛋白質(zhì)技術(shù)主管 Arna Runarsdottir 表示，“人口在增加，我們必須養(yǎng)活所有人”。

傳統(tǒng)畜牧養(yǎng)殖帶來(lái)了巨大資源浪費(fèi)

2014 年 6 月，美國(guó)導(dǎo)演吉普·安德森拍攝的紀(jì)錄片《奶牛陰謀：永遠(yuǎn)不能說(shuō)的秘密》在洛杉磯首映，深度探索了畜牧業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響和與荒漠化、污染及其他環(huán)境問(wèn)題的關(guān)聯(lián)。也讓全球更多的人了解了傳統(tǒng)畜牧業(yè)的真相。

片中數(shù)據(jù)顯示，全球 51% 的溫室氣體來(lái)源于牲畜及它們的副產(chǎn)品，13% 來(lái)自交通運(yùn)輸。牲畜所排出的一氧化氮是全球總量的 65%，一氧化氮在引起溫室效應(yīng)方面的威力是二氧化碳的 296 倍；肉類以及牛奶產(chǎn)業(yè)使用了地球上 1/3 的新鮮水源，其中在美國(guó)的水資源使用 55% 為畜牧業(yè)，僅有 5% 為家庭使用。

同時(shí)，全球 1/3 的土地因畜牧業(yè)而沙化，家畜占據(jù)了地球 45% 的土地資源，肉食者所需的土地面積是純素食者的 18 倍，1.5 英畝土地=170 公斤肉=16783 公斤植物食物。換句話說(shuō)，如果將所有的肉食者都變成素食者，那么地球可以多養(yǎng)活 18 倍的人口。

此外，地球上每秒就有 1-2 英畝的熱帶雨林被砍伐。畜牧業(yè)造成了亞馬遜熱帶雨林 90% 的破壞。每天有 110 種昆蟲(chóng)和動(dòng)物由于熱帶雨林砍伐而消失，而畜牧業(yè)是導(dǎo)致物種滅絕、海洋污染、水污染和動(dòng)物棲息地遭到破壞的主要原因。

顯然，要想解決全球糧食危機(jī)，讓更多的人免于饑餓，對(duì)傳統(tǒng)肉類及畜牧業(yè)進(jìn)行改造勢(shì)在必行。

植物肉 or 細(xì)胞培養(yǎng)肉？

想要替代傳統(tǒng)畜牧業(yè)，就不得不提人造肉。目前的人造肉主要有兩種，植物肉和細(xì)胞培養(yǎng)肉，前者是由植物蛋白制成，后者則不需要?dú)⒌魟?dòng)物，而是通過(guò)動(dòng)物細(xì)胞在生物容器中培養(yǎng)出動(dòng)物人造肉。

人造肉這一概念自誕生起，就備受科技和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，不過(guò)在初期，由于細(xì)胞培養(yǎng)肉尚處于研發(fā)階段，因此植物肉更受關(guān)注，吸引了大量的投資。

例如，2019 年 5 月，美國(guó)一家以素食漢堡聞名的公司 Beyond Meat 在納斯達(dá)克掛牌上市，成為“人造肉第一股”，比爾·蓋茨以及美國(guó)最大的肉類生產(chǎn)商 Tyson Foods 均為 Beyond Meat 的投資人。

《2021 中國(guó)植物肉行業(yè)洞察白皮書》指出，普通肉類中含有的激素等物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致癌癥、心臟病等疾病患病風(fēng)險(xiǎn)大幅增加。白皮書還指出，相對(duì)動(dòng)物肉制品生產(chǎn)過(guò)程，每生產(chǎn)1公斤植物肉可減少 90% 溫室氣體排放、93% 土地浪費(fèi)破壞和 99% 的生產(chǎn)用水。

環(huán)保、健康，也是植物肉廣為人知的優(yōu)勢(shì)。然而，由于生產(chǎn)和運(yùn)輸成本高企，植物肉的價(jià)格往往昂貴，這也導(dǎo)致了以植物肉為代表的“假肉”賣的比真肉還貴。

以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上售賣的“植物蛋白漢堡肉餅”為例，重量 226 g 的售價(jià)為 59.9 元，而同等重量的牛肉餅僅需 20 元一份。同樣地，星巴克推出的以“植物牛肉”為原料的別樣牛肉青醬意面、經(jīng)典千層面等產(chǎn)品，售價(jià) 69 元一份。

顯然，高昂的價(jià)格注定了其小眾的適用人群。

而細(xì)胞培養(yǎng)肉，顧名思義就是利用動(dòng)物的干細(xì)胞體外培養(yǎng)來(lái)獲取肉類。2013 年，荷蘭 Maastricht 大學(xué)教授 Mark Post 的實(shí)驗(yàn)室花了三個(gè)月時(shí)間，用牛肌肉干細(xì)胞培養(yǎng)出了 20000 條細(xì)小的肌肉纖維，做出了重量為 85 g 的肉餅，這也是世界公認(rèn)的首款人造細(xì)胞培養(yǎng)肉。

在人造細(xì)胞培養(yǎng)肉誕生之初，同樣面臨價(jià)格昂貴的問(wèn)題，例如首個(gè) 85 g 人造肉餅成本高達(dá) 30 萬(wàn)美元。不過(guò)近年來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展，人造細(xì)胞培養(yǎng)的的價(jià)格呈指數(shù)下降，目前行業(yè)里生產(chǎn)成本最低的以色列公司 Future Meat 已將細(xì)胞培養(yǎng)雞肉的價(jià)格降至每 100 克 3.45 美元。

因此，很多專家認(rèn)為，相比于植物肉，人造細(xì)胞培養(yǎng)肉未來(lái)價(jià)格可能會(huì)率先降低至可接受范圍，廣泛應(yīng)用于人們的生活。

轉(zhuǎn)基因大麥培育人造肉

對(duì)于人造細(xì)胞培養(yǎng)肉來(lái)說(shuō)，成本依舊是規(guī)模化生產(chǎn)和大范圍推廣所面臨的問(wèn)題。此前，人造細(xì)胞培養(yǎng)肉生產(chǎn)所需的培養(yǎng)基主要由基礎(chǔ)培養(yǎng)基、胎牛血清和生長(zhǎng)因子組成，價(jià)格昂貴，限制了其大范圍推廣。

以生長(zhǎng)因子為例，生長(zhǎng)因子在刺激組織、肌肉、脂肪和干細(xì)胞的生長(zhǎng)方面起著至關(guān)重要的作用。沒(méi)有這些物質(zhì)，無(wú)法生產(chǎn)人造細(xì)胞培養(yǎng)肉。而目前實(shí)驗(yàn)室培育肉類生產(chǎn)商使用的生長(zhǎng)因子，大多來(lái)源于動(dòng)物，價(jià)格昂貴。

前文提到的 ORF Genetics，其獨(dú)特技術(shù)在于，可以使用大麥作為重組蛋白生產(chǎn)的載體，提供比其他蛋白表達(dá)系統(tǒng)更有效、更安全的方法。這項(xiàng)技術(shù)使 ORF Genetics 能夠開(kāi)發(fā)一系列生長(zhǎng)因子，包括用于干細(xì)胞研究市場(chǎng)的類人生長(zhǎng)因子，以及細(xì)胞培養(yǎng)肉市場(chǎng)生產(chǎn)類動(dòng)物生長(zhǎng)因子。

之所以選擇大麥，是因?yàn)榇篼溣幸粋€(gè)封閉的生物系統(tǒng)，它的花粉不會(huì)給其他植物授粉——即使是周圍的植株也不行。由于這個(gè)封閉系統(tǒng)，沒(méi)有植物可以將其基因傳播給其他植物。這也是為什么 ORF Genetics 可以在一個(gè)溫室下種植 100000 多個(gè)轉(zhuǎn)基因品種，而不必?fù)?dān)心交叉污染。

對(duì)此 ORF Genetics 首席執(zhí)行官 Liv Bergtorsdottir 表示，“隨著轉(zhuǎn)基因大麥的改造初見(jiàn)成效，未來(lái)可以大幅降低人造細(xì)胞培養(yǎng)肉中生長(zhǎng)因子的成本，解決人類糧食危機(jī)?！?/span>

參考資料：
https://www.orfgenetics.com/about-orf
https://futurism.com/the-byte/scientists-genetically-modify-plants-grow-meat-protein

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