人造肉可以很快解决世界粮食危机吗?Adeline Tan 提出了这个问题。
人类依靠动物肉类和乳制品生存,这给地球本来就过于紧张的资源带来了巨大的压力。70%的农业用地已经用于肉类生产,这可能会使粮食危机陷入一个难以想象的地步。这还甚至没考虑因为动物数量的增加和热带雨林的减少而加速的气候变化对环境带来的潜在影响。
到2050年,世界人口预计将达到90亿,联合国粮食及农业组织(FAO)估计,每年全球肉类产量将需要翻一番达到4.63亿吨,才能满足未来的需求。在全球范围内,随着发展中国家和他们的人民越来越富裕,我们看到在他们的饮食中,肉类数量会相应的增加。
全球数据分析表明,大多数人都不喜欢在饮食中大幅削减肉类,所以另一种可持续的方式就是生产肉类。2012年9月,全球行业分析师发表一份报告预测,由于亚太地区和拉丁美洲之类的新兴市场消费的增加,2018年世界肉类消费将超过2.96亿吨。
除了在未来,我们如何养活我们自己这个问题外,粮食价格的上涨、人口数量的增加以及环境问题仅是政府需要面对的几个问题。肉将成为奢侈品—荷兰,和很多其他国家一样,正在寻求新方法来填补肉这一缺口。
研发(R&D)投资
由于不断变化的消费喜好,食品制造商们知道他们必须不断创新以保持竞争力。这就是为什么这个行业一直大力投资于研究和开发,从而在市场中保持领先地位。新产品进入市场,同时现有产品凭借新配方和商业化以符合以科学为基础的建议,和满足对健康产品的更高消费需求,同时也必须保证食品安全、环保,符合道德标准。
在这个具有挑战性的研究领域中,荷兰有很多关于营养和可持续生活的研究。在食品技术领域,荷兰是研发的温床。由于其著名的研究机构和学术界与工业界紧密的联系,共同促进了重要信息、新食品技术和创新解决方案之间的开放式交流。举个例子来说,荷兰食品谷是农业食品企业和专家机构的聚集地,在这里,跨国公司和中小企业可以和一流的研究机构共同合作,进行世界上最先进的新型、健康产品以及农业经营理念的研究。荷兰最大的25家公司中,有八家是食品公司,并且很多跨国公司与荷兰有联系。知名公司如达能、卡夫、可口可乐、雀巢、朝日啤酒、味之素公司和明治控股公司占有相当大的比例。
荷兰食品行业不断竭力提出创新的解决方案。事实上,对于世界未来食物的挑战,荷兰可能已经有了一些答案。其中之一是,面对快速增长的人口,国家市场的扩大,如印度和中国,土地资源有限,助长了对肉的需要,因此人造肉的研发可能为解决全球粮食危机铺平了道路。
从实验室到餐桌
从新的研究中,我们可能看到:到今年年底,实验室生产出来的肉可制成可食用的汉堡。乍眼一看,一条放在培养皿中,周围都是液体培养基的肌肉组织看起来一点都没有多汁的牛排开胃。但是不一会儿,它就会是一个可食汉堡的一部分了。
这个汉堡将成为这个研究项目的高潮。这个项目开始于2004年,旨在通过干细胞生产出可食用的肉(这种肉又称为试管肉)。项目负责人是荷兰马斯特里赫特大学血管生理与组织工程专业的Mark Post教授。
那么汉堡究竟是如何在实验室制造出来的呢?
Post 教授说:“这需要几个步骤,第一个步骤就是从动物活体组织切片中取出所需的肌肉干细胞。”
为了制造出这些结实的肌肉纤维,被培养的肌肉细胞会被固定在一串糖分子上,并且这些细胞会被固定在两个锚点之间生长。这个过程大部分是自发出现的。
这些细胞会不断繁殖,然后在营养物质(生长培养基,如藻类的提取物)上生长成为肌肉细胞。这些被培养的肌肉细胞不断生长变多,形成了结实的肌肉纤维和肌肉纤维束。随着肌肉细胞数量体积不断增大,营养物质也会不断地提供给这些组织。那些小的,新形成的肌肉纤维束也是通过有规律的改变生长培养基形成的。
如果具有正确的蛋白质和脂肪组织构成,试管肉也一定会与自然的肉具有一致的特性。这些可食用的肌肉组织可以研磨成肉糜,最终制作成一个汉堡。
根据Post教授的说法,培养肉(也被称为试管肉或者是实验室生产肉)运用了医学中的干细胞科学技术。干细胞是从猪中提取的,最后又转化成猪的肌肉细胞。然后这些肌肉细胞在糖分子支架上培养,这期间又不断的被供给营养和必须的维生素,最终生长到所需的数量。
在生长的过程中,这些肌肉细胞会通过机械拉伸或者电刺激来“锻炼”。支架和锻炼可以使肌肉细胞具有理想的结构、质地和韧性,同时生长培养基也会使细胞具有最佳的营养。最终,这些细胞会被整形、调味成为香肠、汉堡、牛排和肉糜。所有这些的实现没有任何基因操作。
不同于转基因食品,培养肉的DNA没有改变,不会像克隆动物一样具有遗传不稳定性。这种在实验室开发的技术将会模仿自然,旨在重复出不包括躯体其他部分的肉类的正常生产方法。
口感和质地
由于培养肉是在动物体外生长的,没有动物长年吃草带来的益处,所以质地一定和自然情况下的肉质有所不同,需要通过已建立的食品技术来增强味道和质地。通常情况下,口感受许多因素影响,比如肌肉细胞的来源,脂肪含量和质地。培养肉的控制生产条件会根据消费者的喜好来考虑这些肉产品特色的增加、减少和改变。理论上,培养肉技术可以满足全球一年的肉类需求并且满足特定的口感要求,而这仅仅需要一个或几个细胞。
为了使培养肉的品质进一步与天然肉相近,研究人员一直在研究培养脂肪组织的方法以及如何增强肌肉蛋白中氧合肌肉蛋白-肌红蛋白的表达。
更健康的选择吗?
虽然植物来源的蛋白质和肉类替代品更加常见,且对我们的健康更有利,但是营养学家还是提倡要吃一些肉。肉类是我们饮食中一些营养素的重要来源,包含高品质蛋白、铁、锌、硒、维生素D和一些B族维生素。
培养肉也被认为比传统的肉类更健康。因为培养肉的脂肪数量和质量都是可控的,所以我们可以生产无脂肪或是仅含有健康脂肪的培养肉。鉴于食品制造商面临着日益增长的食品价格和日益增长的全球对动物蛋白的需求,我们可以调整方式以在体外生产具有特定饮食效益的培养肉,例如培养富含ω- 3脂肪酸或高纤维的培养肉。
其他好处还包括它可以大大降低食源性致病菌的发生率,减少新发动物传染病向人类的传播,甚至可减少与肉类消费相关的慢性病发生。在未来,制造商所能提供的不仅有健康的肉类,还有肉食者与素食者均可接受的产品。
环境友好
牛津大学和阿姆斯特丹大学去年发表的研究称,估计人造肉的温室气体排放量比欧盟内部的常规肉制品生产所产生的排放量要低78-96%,同时它的土地使用量降低了99%,水的使用量也降低了82-96%。
考虑土地使用成本的话,培养肉带来的环境好处就更大了。固碳策略可以应用于这些从肉农业中解放出来的土地上,包括种植新的森林等措施。随着更多的土地可以用于野生动物保护,生物多样性也将会增加。
研究人员把他们的计算建立在使用蓝藻水解物作肌肉细胞生长的营养和能源的工艺上,这个过程(工艺)是由阿姆斯特丹大学的合作者Joost Teixeira de Mattos博士开发的。
组织工程技术目前仅限于实验室,但研究人员正在应用该技术进行放大规模试验并与传统的牲畜饲养成本相比较,评估生产1000kg培养肉所需要的各项成本。
培养肉提供了新的可能,使我们能使用更加高效环保的方式将肉送上餐桌。
充满希望的未来
这种培养肉在超市上架需要多长时间取决于在研发上的投资。即使有这些明显的优势,发展培养肉技术还有很多工作要做。乐观估计,第一款商业化的产品可以在五年内面市。第一款产品可能是碎牛肉或香肠;牛排可能会花时间长些。
2008年,善待动物组织(PETA)曾宣称将为第一个研发出体外培养鸡肉并能于2012年6月30日前实现其商业化的实验室提供100万美元奖金。研发出的产品在味道和质地上必须做到使素食者和肉食者都无法分辨其与真正鸡肉的区别。善待动物组织(PETA)已将比赛最后期限延长至2013年6月30日,因为目前还没有任何消息表明体外培养鸡块即将研发成功。


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