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南農(nóng)誕生中國第一塊細胞培養(yǎng)肉,產(chǎn)量已從5克增至50克,降到3毛錢1克即可實現(xiàn)商業(yè)化 | 專訪

發(fā)布人:深科技 時間:2021-05-31 來源:工程師 發(fā)布文章


近日,在一場吃播中,藝人關(guān)曉彤推薦了一款植物肉餡餃子。此前她還在某生活方式平臺,曬出一段視頻,并表示在嘴饞或者要保持身材時,就會吃這種餃子。


她說自己做了功課,表示每一百克植入蛋白肉比同樣重的豬肉少了 90% 的脂肪,而蛋白質(zhì)含量卻是豬肉的四倍,其表示植物蛋白肉 “解饞的同時不長胖,它零膽固醇不用擔心有激素”,并稱其 “是現(xiàn)代營養(yǎng)技術(shù)的升級版,完全從植物中提取蛋白質(zhì)”,建議老人小孩可以嘗試一下。



據(jù)悉,關(guān)曉彤推薦的植物肉餡餃子使用的原料是大豆。和植物肉一樣,細胞培養(yǎng)肉最近也備受關(guān)注。植物肉和細胞培養(yǎng)的區(qū)別很大,前者是用植物蛋白比如豌豆、大豆為原料做的仿制肉。


細胞培養(yǎng)是提取動物細胞,用營養(yǎng)液在工廠中生產(chǎn)肉類。根據(jù)理論測算,1 克肉約有 1000 個干細胞,1000 個干細胞充分地生長和分化,就能產(chǎn)出 2 萬公斤培養(yǎng)肉。假如想獲得同等質(zhì)量的牛肉,起碼得養(yǎng)殖 2-3 年,而使用細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)方式,2-3 周就已足夠。


當前,細胞培養(yǎng)肉還沒有實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,全球已有超過 70 家初創(chuàng)公司開展細胞培養(yǎng)肉相關(guān)研究和產(chǎn)業(yè)化。拼多多創(chuàng)始人黃崢最近也表示將在辭任后,致力于 “素雞 2.0” 即合成肉的研究。


目前,中國公開宣布過融資的人造肉初創(chuàng)企業(yè)大約有 10 家,幾乎全是植物肉,細胞培養(yǎng)公司融資記錄十分寥寥。


在國內(nèi)細胞培養(yǎng)初創(chuàng)企業(yè)中,融資最多的是南京周子未來食品科技有限公司(下稱周子未來),這也是國內(nèi)首家專注細胞培養(yǎng)肉研發(fā)的科技公司。


該公司成立于 2019 年 12 月,去年年末獲得 2000 萬人民幣天使輪投資,投資方是經(jīng)緯中國。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院周光宏教授,擔任該公司的首席科學(xué)家,他們的愿景是在中國實現(xiàn)培養(yǎng)肉產(chǎn)業(yè)化。


丁世杰博士,是細胞培養(yǎng)肉之父荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)生理學(xué)教授馬克?波斯特(Mark Post) 教授和周光宏教授共同培養(yǎng)的該領(lǐng)域的第一位博士,也是周光宏教授團隊的核心成員。


歷時 10 年,研發(fā)中國第一塊細胞培養(yǎng)肉


2019 年 11 月,就在公司成立前的一個月,在把第六代豬肌肉干細胞培養(yǎng) 20 天后,周光宏教授團隊得到一塊重達 5 克的細胞培養(yǎng)肉,這是中國第一塊細胞培養(yǎng)肉,團隊從 2009 年起開展培養(yǎng)肉研究,歷時 10 年。




具體制備步驟如下:先通過活體采樣獲得動物肌肉組織;然后從組織中分離得到肌肉干細胞,并在富含營養(yǎng)成分的營養(yǎng)液中大量培養(yǎng)成肌肉前體細胞;最后,在可食用的三維支架材料中,將肌肉前體細胞分化成熟為肌肉組織。也就是說 20 天、三大步驟,即可誕生一塊細胞培養(yǎng)肉。



在該成果的驗收評價會上,相關(guān)專家對該細胞培養(yǎng)肉進行鑒評后表示,這塊肉主要有三大突破意義:第一,首次分離得到了高純度的豬肌肉干細胞和牛肌肉干細胞,突破了細胞培養(yǎng)肉研究難以獲得高純度單一細胞群的瓶頸;第二,創(chuàng)立了豬和牛肌肉干細胞體外培養(yǎng)干性維持方法,初步解決了傳代過程中細胞增殖和分化能力衰減的難題;第三,研發(fā)出中國第一塊肌肉干細胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品,使中國躋身領(lǐng)域內(nèi)國際前列。




但在當時,這 5 克細胞培養(yǎng)肉還不能被品嘗。2020 年 6 月 6 日,周光宏教授團隊使用同樣技術(shù)做出 50 克細胞培養(yǎng)肉,并可進行品嘗,當天南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研三學(xué)生林玲是試吃志愿者,品嘗后她表示:“有火腿風味,比較有韌性。”




丁世杰告訴 DeepTech,依托周光宏教授團隊的成果,“周子未來” 已完成培養(yǎng)肉的畜禽干細胞種子庫構(gòu)建,也初步完成了無血清培養(yǎng)基研發(fā),正在努力降低培養(yǎng)基成本。另外,在規(guī)模化培養(yǎng)和支架材料等方面也有了新進展,預(yù)計 2021 年底可推出新型低成本的細胞培肉試吃產(chǎn)品。


丁世杰副教授表示,他們直接利用動物細胞,來培養(yǎng)和生產(chǎn)可食用的肉類。所以消費對象將面向普通肉類消費者,由于是通過非動物飼養(yǎng)來生產(chǎn)細胞培養(yǎng)肉,因此部分素食主義者也是潛在用戶。


他們計劃盡快推出產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品,先生產(chǎn)出一部分價格略貴的細胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品,價格大約在 100-1000 元一公斤,主要面向部分高端消費者和愿意嘗試新食品的消費者。后續(xù)在降低研發(fā)成本之后,計劃將價格定位在 30 元一公斤,從而讓普通消費者也能吃上細胞培養(yǎng)肉。



關(guān)于細胞培養(yǎng)肉的好處,丁世杰表示:“根據(jù)行業(yè)測算,在使用可再生能源的情況下,細胞培養(yǎng)可大幅減少溫室氣體、土地以及水資源的利用,從而實現(xiàn)肉類可持續(xù)綠色生產(chǎn);對動物而言,細胞培養(yǎng)能減少動物的工廠化飼養(yǎng)和屠宰,有利于動物福利;最后,對人類健康而言,細胞培養(yǎng)可在工廠中無抗生產(chǎn),并進行全程質(zhì)量控制,從而保障肉類的健康和安全;此外,肉類的個性化定制也有望照進現(xiàn)實。”


此外,人造肉還可幫助緩解人口激增和肉食需求之間的矛盾,雖然大街上到處都能買到肉制品,但肉類的生產(chǎn)效率并不高效,平均每只牲畜吃掉 100 千克植物蛋白,才長出 15 千克肉。因此,開拓人工肉共性渠道,既是糧食需求所迫,也能減少動物排出的二氧化碳從而保護環(huán)境。


丁世杰表示,中國存在人口眾多和資源稟賦的矛盾,因此更需要革命性的肉類生產(chǎn)技術(shù),希望中國在細胞培養(yǎng)肉技術(shù)方面實現(xiàn)并跑甚至領(lǐng)跑,讓培養(yǎng)肉早日走上百姓餐桌,以保障中國未來的動物蛋白供應(yīng)。


細胞培養(yǎng)肉的兩大阻力:技術(shù)阻力和觀念阻力


細胞培養(yǎng)的想法由來已久,1931 年,英國前首相丘吉爾首次提出培養(yǎng)肉的概念,他說:“我們不應(yīng)該為了吃雞胸肉或雞翅而養(yǎng)一整只雞,而應(yīng)該在合適的培養(yǎng)基中分別培養(yǎng)這些組織”。


2000 年,NASA 開始支持體外培養(yǎng)肉的研究,目的是嘗試體外肌肉蛋白生產(chǎn)系統(tǒng)的可行性,期望用培養(yǎng)肌肉蛋白的方式,為太空旅行者提供食品。


2001 年,荷蘭政府資助高校開展培養(yǎng)肉研究。2013 年,荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)生理學(xué)教授馬克?波斯特(Mark Post)使用干細胞技術(shù),培養(yǎng)出一塊 100 克的牛肉,他使用這種肉做成漢堡,借此誕生世界首個細胞培養(yǎng)培養(yǎng)案例,后續(xù)還得到比爾?蓋茨的投資,不過當時的漢堡價格奇高 ——33 萬美元一塊,由此可見商業(yè)化之難。



丁世杰表示,細胞培養(yǎng)肉將面對以下三個挑戰(zhàn):1、高純度干細胞的提取及干性維持;2、無血清培養(yǎng)基研發(fā);3、干細胞的大規(guī)模培養(yǎng)和肌肉組織生產(chǎn)。


需要注意的是,無血清培養(yǎng)是細胞培養(yǎng)技術(shù)的關(guān)鍵,當下細胞培養(yǎng)的推進不如植物肉順利,就是因為培養(yǎng)過程要使用大量血清,由此導(dǎo)致成本過高。丁世杰表示:“根據(jù)團隊的測算,細胞培養(yǎng)肉只有降到 3 毛錢 1 克才有可能商業(yè)化?!保?/span>


不過他告訴 DeepTech 這些難題將逐漸得以解決。對第一個挑戰(zhàn)來說,目前已出現(xiàn)利用物理方法分離高純度干細胞的途徑,這種方法的成本較低。另外在細胞培養(yǎng)中,一些食品功能性的物質(zhì)也能參與其中,從而幫助提高培養(yǎng)效率。


針對第二個挑戰(zhàn),胚胎干細胞等生命科學(xué)領(lǐng)域的培養(yǎng)基突破,可幫助細胞培養(yǎng)肉的無血清培養(yǎng)基研發(fā)。并且植物或微生物的水解物、以及食品合成生物學(xué)的應(yīng)用,也有助于降低培養(yǎng)基成本。


至于第三個挑戰(zhàn),本質(zhì)上是細胞培養(yǎng)肉沒有形成產(chǎn)業(yè)化,而發(fā)酵工程、生物醫(yī)****等方面的規(guī)?;a(chǎn)方法,可幫助該領(lǐng)域形成產(chǎn)業(yè)化。


除卻技術(shù)挑戰(zhàn),口味問題也備受關(guān)注,目前細胞培養(yǎng)肉多為無色無味,必須經(jīng)過食品化處理,才能讓色香味接近真實豬肉。而在觀念方面,幾千年來人類吃的都是動物肉,因此讓任何社會接受細胞培養(yǎng)肉,都非一朝一夕之事。



2021 年初,比爾?蓋茨的新書《如何避免氣候災(zāi)難》出版,在接受《麻省理工科技評論》采訪時他表示:“我認為所有富裕國家都應(yīng)該吃 100% 的合成牛肉,你可以試著去習慣味道的差異。另外,也有相關(guān)機構(gòu)承諾說,會逐漸改善合成肉的味道。最終,當綠色溢價足夠低,就可以改變?nèi)藗兊男袨椋蛘呃帽O(jiān)管來徹底改變?nèi)藗兊男枨?。?/span>


但國情不同,細胞培養(yǎng)肉的推廣進度也不一樣。目前細胞培養(yǎng)肉在國內(nèi)主要的障礙是法規(guī)沒有放開,針對豬牛羊肉國內(nèi)已經(jīng)有一套監(jiān)管規(guī)則,那么針對細胞培養(yǎng)肉是否要設(shè)置新的規(guī)則,眼下也尚無定論。


不過在政策方面,部分國家已經(jīng)開始行動。2020 年 12 月,新加坡批準允許 Eat Just(皆食得)公司的細胞培養(yǎng)肉在當?shù)厣鲜?,該國也成為首個批準細胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品上市的國家,有人將此稱為細胞培養(yǎng)肉的 “里程碑事件”。



丁世杰告訴 DeepTech,在將細胞培養(yǎng)肉推廣給消費者的過程中,作為生產(chǎn)者在研發(fā)時,要讓細胞肉的營養(yǎng)以及口感,和普通肉類一致或者非常類似。


其次,要努力宣傳細胞培養(yǎng)肉對于環(huán)境、動物和人類的實際好處,從理念上打動消費者。最后,可通過給特定人群定制細胞培養(yǎng)肉,去吸引有特定需求的人群。


不過細胞培養(yǎng)肉雖好,但卻不是為了替代動物肉。丁世杰認為,細胞培養(yǎng)肉更應(yīng)該是畜牧業(yè)的良好補充。

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