肉类行业再被颠覆？科学家用大麦生成“人造肉”

大数据文摘授权转载自学术头条

撰文：朱哼哼
编审：王新凯
排版：李雪薇

2020 年联合国发布的人口统计数据显示，地球人口已经高达 76 亿，预计到 2030 年将达 86 亿，到 2050 年将达 98 亿。地球人口的激增势必会带来各种问题，尤其是人们赖以生存的粮食问题，毕竟全球耕地面积是有限的。

这份报告也指出，2020 年全球面临饥饿的人数大幅度增加，新增 1.3 亿饥饿人口，全球共有 25 个国家面临严重饥饿风险，近 7 亿人处于饥饿状态，我们面临着至少 50 年来最严重的粮食危机。

从上述数据可以看到，每 10 个人中就有一人面临饥饿。而未来随着地球人口的进一步增加，我们又该如何养活这么多人呢？

人造肉或许是一个可行的办法，毕竟全球畜牧养殖消耗了大量的耕地和资源。近日，全球顶尖的植物生物技术公司 ORF Genetics 联合冰岛的研究人员，正在使用转基因技术在 22000 平方英尺温室中培养超过 100000 种的生物基因工程大麦，用于生产人造细胞培养肉。

对此，ORF 遗传学蛋白质技术主管 Arna Runarsdottir 表示，“人口在增加，我们必须养活所有人”。

传统畜牧养殖带来了巨大资源浪费

2014 年 6 月，美国导演吉普·安德森拍摄的纪录片《奶牛阴谋：永远不能说的秘密》在洛杉矶首映，深度探索了畜牧业对生态环境的影响和与荒漠化、污染及其他环境问题的关联。也让全球更多的人了解了传统畜牧业的真相。

片中数据显示，全球 51% 的温室气体来源于牲畜及它们的副产品，13% 来自交通运输。牲畜所排出的一氧化氮是全球总量的 65%，一氧化氮在引起温室效应方面的威力是二氧化碳的 296 倍；肉类以及牛奶产业使用了地球上 1/3 的新鲜水源，其中在美国的水资源使用 55% 为畜牧业，仅有 5% 为家庭使用。

同时，全球 1/3 的土地因畜牧业而沙化，家畜占据了地球 45% 的土地资源，肉食者所需的土地面积是纯素食者的 18 倍，1.5 英亩土地=170 公斤肉=16783 公斤植物食物。换句话说，如果将所有的肉食者都变成素食者，那么地球可以多养活 18 倍的人口。

此外，地球上每秒就有 1-2 英亩的热带雨林被砍伐。畜牧业造成了亚马逊热带雨林 90% 的破坏。每天有 110 种昆虫和动物由于热带雨林砍伐而消失，而畜牧业是导致物种灭绝、海洋污染、水污染和动物栖息地遭到破坏的主要原因。

显然，要想解决全球粮食危机，让更多的人免于饥饿，对传统肉类及畜牧业进行改造势在必行。

植物肉 or 细胞培养肉？

想要替代传统畜牧业，就不得不提人造肉。目前的人造肉主要有两种，植物肉和细胞培养肉，前者是由植物蛋白制成，后者则不需要杀掉动物，而是通过动物细胞在生物容器中培养出动物人造肉。

人造肉这一概念自诞生起，就备受科技和产业界的关注，不过在初期，由于细胞培养肉尚处于研发阶段，因此植物肉更受关注，吸引了大量的投资。

例如，2019 年 5 月，美国一家以素食汉堡闻名的公司 Beyond Meat 在纳斯达克挂牌上市，成为“人造肉第一股”，比尔·盖茨以及美国最大的肉类生产商 Tyson Foods 均为 Beyond Meat 的投资人。

《2021 中国植物肉行业洞察白皮书》指出，普通肉类中含有的激素等物质，会导致癌症、心脏病等疾病患病风险大幅增加。白皮书还指出，相对动物肉制品生产过程，每生产1公斤植物肉可减少 90% 温室气体排放、93% 土地浪费破坏和 99% 的生产用水。

环保、健康，也是植物肉广为人知的优势。然而，由于生产和运输成本高企，植物肉的价格往往昂贵，这也导致了以植物肉为代表的“假肉”卖的比真肉还贵。

以国内市场上售卖的“植物蛋白汉堡肉饼”为例，重量 226 g 的售价为 59.9 元，而同等重量的牛肉饼仅需 20 元一份。同样地，星巴克推出的以“植物牛肉”为原料的别样牛肉青酱意面、经典千层面等产品，售价 69 元一份。

显然，高昂的价格注定了其小众的适用人群。

而细胞培养肉，顾名思义就是利用动物的干细胞体外培养来获取肉类。2013 年，荷兰 Maastricht 大学教授 Mark Post 的实验室花了三个月时间，用牛肌肉干细胞培养出了 20000 条细小的肌肉纤维，做出了重量为 85 g 的肉饼，这也是世界公认的首款人造细胞培养肉。

在人造细胞培养肉诞生之初，同样面临价格昂贵的问题，例如首个 85 g 人造肉饼成本高达 30 万美元。不过近年来随着技术的发展，人造细胞培养的的价格呈指数下降，目前行业里生产成本最低的以色列公司 Future Meat 已将细胞培养鸡肉的价格降至每 100 克 3.45 美元。

因此，很多专家认为，相比于植物肉，人造细胞培养肉未来价格可能会率先降低至可接受范围，广泛应用于人们的生活。

转基因大麦培育人造肉

对于人造细胞培养肉来说，成本依旧是规模化生产和大范围推广所面临的问题。此前，人造细胞培养肉生产所需的培养基主要由基础培养基、胎牛血清和生长因子组成，价格昂贵，限制了其大范围推广。

以生长因子为例，生长因子在刺激组织、肌肉、脂肪和干细胞的生长方面起着至关重要的作用。没有这些物质，无法生产人造细胞培养肉。而目前实验室培育肉类生产商使用的生长因子，大多来源于动物，价格昂贵。

前文提到的 ORF Genetics，其独特技术在于，可以使用大麦作为重组蛋白生产的载体，提供比其他蛋白表达系统更有效、更安全的方法。这项技术使 ORF Genetics 能够开发一系列生长因子，包括用于干细胞研究市场的类人生长因子，以及细胞培养肉市场生产类动物生长因子。

之所以选择大麦，是因为大麦有一个封闭的生物系统，它的花粉不会给其他植物授粉——即使是周围的植株也不行。由于这个封闭系统，没有植物可以将其基因传播给其他植物。这也是为什么 ORF Genetics 可以在一个温室下种植 100000 多个转基因品种，而不必担心交叉污染。

对此 ORF Genetics 首席执行官 Liv Bergþorsdottir 表示，“随着转基因大麦的改造初见成效，未来可以大幅降低人造细胞培养肉中生长因子的成本，解决人类粮食危机。”

参考资料：
https://www.orfgenetics.com/about-orf
https://futurism.com/the-byte/scientists-genetically-modify-plants-grow-meat-protein

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