那些被科技改變的仿生食物

陳婧

各國科學家們從沒停止過對食物來源和保存的探索。1869年，化學家穆列斯發(fā)明了比黃油更容易保存的替代品——人造黃油，拿破侖三世曾親自為他頒獎以示獎勵。1908年，一位日本科學家發(fā)明了味精，從此食物變得更美味。1937年，Spam午餐肉問世，僅英國一地的年銷售量就達60億罐，食物有了亞硝酸鹽而更加容易被保存。1971年，碗裝方便面在日本誕生，隨后被引入其他國家。

隨著科技的進步，探索的重點正從簡單的“化學合成”，轉(zhuǎn)向應用了生物科技的人造食物。這類食物又叫“仿生模擬食品”，它們并非如味精、亞硝酸鹽那樣由化學原料聚合而成，而是根據(jù)所仿生的天然食品所含的營養(yǎng)成份，選取含有同類成分的普通食物做原料“培殖”制成。就在10年前，大部分的消費者都把對食品科技的焦點放在低脂飲食，生物科技的應用機會極為罕見，而且某些程度被認為是有害的。但今天正有越來越多的生物科技用于食品的生產(chǎn)與加工儲存，將食品慢慢地脫離了“天然”的范疇。

早在20世紀30年代，前蘇聯(lián)作家別利亞耶夫就創(chuàng)作過科幻小說《永生糧》，它是一種菌類，只要放在空氣里、受陽光照射，就會通過合成氧而生長，而且吃起來有果醬的味道。不過，徹底解決饑餓問題的宏愿卻落空了：“永生糧”到處滋生，導致糧食價格大跌，農(nóng)民破產(chǎn)。這部作品全面地描寫了一種新技術(shù)成果所帶來的經(jīng)濟、社會影響，而不僅僅局限于技術(shù)本身。

而眼下，對食品的爭議也慢慢從營養(yǎng)學的優(yōu)劣，轉(zhuǎn)向購買的食物對環(huán)境與社會可能造成哪些影響。尤其是食品安全問題已取代了食品短缺問題，成了我們的心病。每五位美國或英國的消費者當中就有兩位表示，食物的安全關切會左右他們的食物采購決策。消費者比以往任何時候更加渴望得知食物相關資訊。

2013年8月，人類歷史上首次誕生了可以食用的“試管牛肉”漢堡，動物將不再是人類盤中餐的唯一來源。人造雞蛋也登上美國和香港的超市貨架，這種植物蛋白粉末制成的食物能提供雞蛋的主要營養(yǎng)成分。荷蘭艾恩德霍芬理工大學也在近日推出一桌“未來大餐”，桌上都是“概念食品”，除了干細胞生成的“人造肉”，分子食品、納米食物也赫然在列……食物的未來始于今日，從牛肉、魚肉，或是豬排、雞蛋，面對那些越來越有科幻色彩的仿生食物，未來的餐桌，還需要農(nóng)田和自然嗎？

試管牛肉的硝煙

“人造肉”的歷史不長。第一個提出這個概念的是科幻作家拉斯維茲（Kurd Lasswitz）。在他的小說《雙星記》（In Two Planets）中，“合成肉”是火星人引入地球的合成食品之一。英國首相丘吉爾更在1930年大膽預言：“再過50年，我們就不用再做‘為了吃個雞胸、雞翅，就把整只雞養(yǎng)起來這種荒唐事了。我們可以在合適的媒介里分別培養(yǎng)它們。”

科學家們真正開始認真對待“人造肉”這個想法，還是在干細胞培養(yǎng)技術(shù)產(chǎn)生之后。最早想要用這種方法生產(chǎn)食用肉的是美國國家航空航天局（NASA）。它們有非常實用的考慮：為遠征月球和火星的夢想提供重要的生存手段，利用有限的幾種成分，制成熟悉的食品，這比攜帶大量脫水耐儲食品，或在太空種植農(nóng)作物要方便得多。2001年，NASA開始實驗人造肉，它們用火雞的肌肉細胞培養(yǎng)人造肉，最終只得到薄薄一層組織，一點也不像火雞肉，NASA只好放棄。

真正的突破發(fā)生在農(nóng)業(yè)科技大國荷蘭：2001年，阿姆斯特丹大學的皮膚病專家韋特霍夫、內(nèi)科醫(yī)生艾倫和商人庫頓宣布，他們申請了制造“人造肉”的國際專利。他們的專利特長是在肌肉細胞里加入膠原蛋白，然后把它們泡在營養(yǎng)液里，誘導分裂增殖。2006年之后，荷蘭公共基金支持的聯(lián)合企業(yè)“試管肉聯(lián)合體”開始正式在實驗室里培養(yǎng)豬肉。它們的方法就是利用了韋特霍夫醫(yī)生等人的專利，從豬的肌肉細胞里提取干細胞，在營養(yǎng)液里幫助這些細胞分裂，復制出想要的數(shù)目。不過，人工豬肉條味道并不怎么樣，顏色偏灰，口感則接近魷魚。

最新的研究進展是馬斯特里赫特大學教授馬克·波斯特（Mark Post）帶來的“試管牛肉”。他利用組織工程學，使肌肉干細胞沿著圓柱形的骨架生長形成人造肉，而且他的試管牛肉，第一次具有了與真牛肉接近的口感和彈性。試管牛肉擁有的一大優(yōu)勢就是可以訂制脂肪水平，提高健康程度。

他的實驗研制需要四個步驟：一是從牛肌肉中獲取干細胞，利用無害的活體檢查方式提取。二是在一種營養(yǎng)液中培育細胞，直至細胞繁殖很多倍，形成一個帶有黏性的組織。三是將細胞與彈性膠原質(zhì)混合在一起，并固定在培養(yǎng)皿內(nèi)的“錨點”上。在“錨點”之間，細胞自行組織，形成透明的肌肉條，通過電擊，合成一條條長約1厘米、厚約幾毫米的“牛肉絲”。最后，將20000個細條狀人造牛肉切碎，并添加鹽、面包屑、蛋粉和天然色素，制成可以食用的肉餅。

2013年夏天，波斯特成功推出世界上第一只由實驗室培養(yǎng)出的漢堡包，并在倫敦舉辦了一場試吃會。一個漢堡包的造價高達接近200萬元人民幣，來自奧地利和美國的兩名志愿者品嘗了這款特殊的漢堡，認為它“堪稱完美，嘗起來很像肉”。波斯特也獲得了來自硅谷的強大支持——谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人謝爾蓋·布林（Sergey Brin）決定注資。不過，這位天使投資人承認，目前還只是處于“概念驗證”的階段，距離實際可行的程度還有很長一段路要走，遑論商業(yè)化。

和波斯特一樣，受到風險資本追捧的還有來自美國的Modern Meadow公司。與波斯特的“錨點電擊法”不同，它們的制肉原理是“3D打印”，在提取干細胞進行培植和處理后，形成特殊的“生物墨水”，放置于 3D 打印機中，再根據(jù)電腦設定的尺寸和外觀打印出肉餅。

專注于肉類替代品的非營利研究與游說團體 New Harvest 的主席伊·達塔爾 （Isha Datar）認為，“與Modern Meadow的3D打印相比，波斯特的方法在理論上來說，也許更適合大規(guī)模生產(chǎn)”。烏特勒支大學研究人員曾估計，一開始的10枚干細胞可在2個月內(nèi)制造出5萬噸肉品。“不過，Modern Meadow 是真正的商業(yè)行為，而其他組織都偏向于學術(shù)性，你不知道它們有沒有能力邁出實驗室?！?/p>

雖然人造肉預計還需10年左右時間才能上市，但一場關乎未來畜牧和養(yǎng)殖業(yè)的大戰(zhàn)已經(jīng)硝煙彌漫。

改變世界的一片肉？

投資人布林把波斯特的“試管牛肉”看作是“改變世界的一片肉”：“有時候，科學技術(shù)能夠改變我們看待世界的方式。如果一項技術(shù)能夠取得成功并且擁有很強的生命力，就能夠給整個世界帶來真正的變革。未來可能發(fā)生3件事情，其中一個就是讓我們所有人變成素食主義者。不過，我個人認為這種可能性不高。第二個是，我們忽視這種人造肉，繼續(xù)破壞環(huán)境。第三個是我們接受這種人造肉。一些人一度認為這是一種科學幻想，無法成為現(xiàn)實。現(xiàn)在，事實就擺在我們眼前。我真的認為這是一件好事。”

可以改變世界的“人造肉”也得到了動物保護組織的歡迎。早在2008年，世界最重要動物權(quán)益保護組織動物倫理聯(lián)合會（PETA）就拿出100萬美元做獎金，用于獎勵第一個“成功”地把人造雞肉投入市場的公司。“成功”的要求是：一、合成出味道和口感與常規(guī)雞肉無差別的“人造雞肉”；二、被批準生產(chǎn)的“人造雞肉”成功地在美國10個以上的州進行商業(yè)化的銷售，其價格與常規(guī)雞肉相當。

雖然還沒有公司領到這100萬美元，但環(huán)保組織支持人造肉的理由很簡單：在將來的某一天，我們在吃肉的時候不必再有負罪感。如果人造肉全面代替天然肉，那么就會有很多動物避免在糟糕的環(huán)境中成長，避免被屠宰的命運。實驗室培育的、結(jié)構(gòu)重組的人造肉，還能夠減少飽和脂肪含量，提高食肉者的飲食健康程度。并且，這項技術(shù)能減少碳排放，保護水資源和提高食品供應的安全性。

然而，“種”出健康、安全、美味的肉，在技術(shù)上依然頗具挑戰(zhàn)，消費者接受度上也面臨不確定。對食客們來說，吃的動作不等同于咀嚼，用餐也絕不等同于果腹；相反，飲食是人生的樂趣和人生的藝術(shù)。畫家張大千先生曾說過：“吃是人生最高藝術(shù)”。從中餐到法餐，在飲食文化中講究美感、追求美感，是非常自然和合乎情理的事情。這種藝術(shù)感在科技宅們看來未免有些矯情，但“人造肉”尚無力構(gòu)造食物口感的美，確是事實。

盡管一些食品工程的研究人員認為，試管牛肉可以通過選用改進加工工藝來改進口感和色澤，比如添加天然復合肌紅蛋白、紅色甜菜汁和藏紅花粉。但是影響味道的因素有很多，“肉味”的來源主要是游離的氨基酸和一些核苷酸，其他因素比如脂肪含量、礦物質(zhì)、維生素以及一些揮發(fā)性有機小分子也會影響到肉的風味。

肉的口感還并不只取決于它的化學成分，也取決于其他的物理結(jié)構(gòu)。為了達到類似天然肉的口感，人造肉必須具備類似的組織結(jié)構(gòu)，可能需要借鑒醫(yī)學上的“組織工程”技術(shù)。提取肌肉細胞雖然容易，但組成肌肉群結(jié)構(gòu)才是真正困難的。在真正的肌肉里，細胞應當“適時適地”地生長，也就是說，當細胞在某個生長的關鍵時刻，營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣要提供到每個生長中的細胞附近，誤差應在毫米級，才能形成最理想的口感。

另外，從倫理道德上，試管牛肉是動物肉源的理想替代品，但是對人類來說，這樣的替代品會不會造成食品安全的倫理風險？工業(yè)化生產(chǎn)人造肉需要在肉中加入一些物質(zhì)，可能產(chǎn)生一些新的污染，現(xiàn)在還無法預測。迄今只有英國的食品安全機構(gòu)——“英國食品標準局”對此做過表態(tài)：“試管肉或者人造肉目前還無法在市場上買到，但用于培育人造肉的技術(shù)已經(jīng)先進到足以進行測試的程度。任何希望讓試管肉產(chǎn)品獲得批準的人都必須提供大量證據(jù)證明他們的產(chǎn)品安全、在營養(yǎng)方面與現(xiàn)有的肉類產(chǎn)品相當。目前，我們還沒有收到任何申請?！?/p>

人造肉既然困境重重，“走捷徑”的科學家們就選擇了不那么關乎口感的“人造雞蛋”和它的衍生產(chǎn)品，包括炒雞蛋和蛋黃醬。2013年9月，由比爾·蓋茨資助、Hampton Creek Foods 生產(chǎn)的“人造雞蛋”正式在全美各大超市上架，這是全球首個用植物性蛋白完全代替動物性蛋白功能的食品，從大豆中提取的蛋白質(zhì)是其主要成分，用胡蘿卜染色。在亞洲地區(qū)，這種“人造蛋”也已經(jīng)進入香港超市，并被冠上了亞洲首富的名字——“李嘉誠人造蛋”，還正在加速進入內(nèi)地市場。

盡管“試管牛肉”擺上超市貨架的時間還需要更久，但在資本的幫助下，如果“人造肉”確實健康、成本低廉，擺在全球消費者面前只是時間問題。隨之而來的問題是，人造肉會不會像“永生糧”那樣到處滋生，沒有消除饑餓，卻用科技導致了農(nóng)民的破產(chǎn)？