實驗室造肉 利用工程學的方法制造牛肉、雞肉和豬肉，能拯救世界嗎？

文/湯姆·福斯特（Tom Foste）

實驗室造肉 利用工程學的方法制造牛肉、雞肉和豬肉，能拯救世界嗎？

文/湯姆·福斯特（Tom Foste）

一個尋常的春日上午，美國密蘇里州哥倫比亞市。Ethan Brow n站在廚房里，撕開一只墨西哥雞肉卷。“看，多棒！”他說。身邊的幾個身材結實的食品廠工人靠過來，點頭贊許。“我為它感到自豪。”

Brow n撕開的雞肉看起來相當正常——一條條淺黃色的肉。拿它做雞肉沙拉或愷撒卷也很合適。他的同事Bob Prusha正站在火爐前煎肉。但是，Brow n擺弄的和Prusha烹制的都不是尋常的雞肉。事實上，那根本就不是肉。

Brow n是超越之肉（Beyond M eat）公司的首席執行官。這個公司成立4年，主要利用大豆和豌豆的蛋白與莧菜來制作肉類替代品。仿造肉不是什么新點子。雜貨店里堆滿了各種肉類替代品——素食漢堡、來自亞洲的豆腐和麩質。但超越之肉的不同之處在于，它的產品非常像肉。“雞肉卷”有著禽類肉質獨特的纖維結構，其營養成分也與真肉沒有差別。每份“肉”與等量的真肉含有相同數量的蛋白質，而且不含膽固醇、飽和脂肪和反式脂肪。對于Brow n來說，他的產品和真肉沒什么差別。

未來，地球上的動物蛋白將無法滿足人類的需要，因此高效生產肉類（或肉類仿制品）將變得更加重要。聯合國預測，到2050年，全球人口將由目前的72億增至96億。隨著一些國家的發展，越來越多的人選擇西方飲食。從1961年到2007年，世界范圍內人均食肉量幾乎翻了一番，到2050年可能再翻一番。

在這種情況下，人類需要重新思考怎樣能獲取肉類。Brow n的方法是，提供近乎完美的肉類替代品。在重新發明動物產品這方面，他并不是孤軍作戰。在同一城市，現代牧場（M odern M eadow）公司在實驗室里利用3D打印機和組織工程來制造肉類。該公司的一臺冰箱里已經塞滿了實驗室生產的牛肉和豬肉。公司的聯合創始人Gabor Forgacs在2011年的TED演講中，在臺上煎了一片人造豬肉并當場開吃。荷蘭馬斯特里赫特大學的科學家Mark Post也利用組織工程來造肉。

革命只有從遠處看才能顯出不同。當我隨著Brow n來到生產車間時，讓我感到驚訝的是這里與普通工廠非常相像。毫無特征的金屬機器正在工作，原材料盛在巨大的塑料容器中。我們戴上發網，穿上白大褂，走到一個藍色的小型傳送帶旁——做好的雞肉條不斷出現在傳送帶上，其筆直的外形看起來很奇怪。他說，它們還沒有經過調味，但是已經可以食用。在傳送帶的末端，還冒著熱氣的雞肉條一個接一個落入鐵桶中，發出陣陣悶響。

我盯著一桶桶的熟雞肉條，很難想象未來人們一定要吃這種不是肉的肉。這些肉不是來自農場或飼養場，而是來自工廠。但是，這樣的未來正在快步走來。

植物造肉

在上世紀80年代中期，一位名叫Fu-hung Hsieh的食品科學家在密蘇里大學啟動了一個食品工程項目。他本來在加工食品業的桂格燕麥公司有一份很好的工作，后來轉投學術界，并說服學校為他購買一臺商業級別的擠壓機，當時學術圈幾乎沒聽說過這種設備。

擠壓機從某種程度上講是一種簡單的技術，它有點像一臺巨大的香腸制造機，但是要獲得想要的東西是極其復雜的。“有人說擠壓機是一種藝術。”密蘇里本地人。Harold Huff說。他是Hsieh的搭檔，喜歡吃肉，是一名資深專家。1989年前后，二人對利用擠壓機來制造真正的肉類替代品產生了興趣。“我們不擔心口味或其他任何東西，”Hsieh對我說，“我們想讓它能像雞肉一樣被撕開——它需要有肉類最原始的樣子。”他倆知道，簡單的物理或化學調整并不能解決問題，他們需要進行實驗。“你必須有合適的配方，合適的溫度，合適的設備。”Huff說。“嘗試、觀察、調整”幾年，甚至幾十年，實驗就這樣進行下去，直到2009年Brow n打來的一通電話。

Brow n是一名環境學家，素食，曾在一家能源電池公司工作。他的同事都對肉類在氣候變化中的影響視而不見，對此他感到沮喪。“一大群人跑去開會，坐在那里絞盡腦汁，試圖解決能源問題。然后他們去吃晚飯，點了大塊牛排。”他說，“我會說，‘這種做法很蠢，我想解決這個問題。’”老朋友嘲笑，他應該去鄉下開豆腐廠。作為反擊，他開始翻閱學術文章，尋找適合市場的肉類替代物。有一天，他聽說了Hsieh的工作。

Brow n注冊了一種素食雞肉，并開始同科學家一起調整，以適合大規模生產，“如果我用太多的大豆，它就會太硬；如果大豆太少，它就會軟得像豆腐。”他回憶說，“我們花了兩年去解決這個問題，但它仍不夠完美。”

隨著Brow n和Hsieh不斷完善產品，它開始引起關注。比爾·蓋茨將肉類生產危機視為自己的主要問題之一，并在自己的博客——蓋茨筆記上發表文章，稱贊超越之肉（指該公司的產品）是一項重要發明“。我無法分辨它和真雞肉之間的區別。”他寫道。更令人印象深刻的是，《紐約時報》食品記者、暢銷烹飪書作者M ark Bittm an，去年在一次盲品測試中嘗試了超越之肉（Brow n為他提供了一份墨西哥玉米煎餅），并表示自己“完全被它騙了”。

我拜訪Brow n的那天，工廠一片繁忙，因為公司正準備把第一批包裝好的貨物運到健康食品超市——對方同意，在加州的幾家超市進行成功試賣后開始在全國范圍售賣。在生產車間，擠壓機轟隆作響，送出一個個條狀肉，準備進行調味、快速冷凍或烤制。一個數碼顯示器表明模子的構造，它賦予產品類似雞肉的質地。這是這家公司的機密，是數年來的研究成果，因此當我靠近時，Brow n把顯示器遮上了。這是整個生產操作工程中沒有完全透明的一個環節。

Brow n已經開始進行味道測試：3盤超越之肉，3種預調口味。我抓起西南口味雞肉條，放入嘴中。它的上面撒著干辣椒粉，味道有點像打著雞肉旗號的大豆。它嚼起來非常像雞肉，但還是差了一點。

在接下來的1個月，我用經過少許調味的雞肉條代替無骨雞胸肉，和其他食物搭在一起吃：煎蛋卷配芹菜和羊乳酪，一盤墨西哥雞肉卷，一份炒飯。我不再認為這是雞肉。對我而言，真正的雞肉是完整的感官體驗——脆脆的雞皮，作響的平底鍋，錦上添花的醬料。如果我想吃，我就自己做。但是，當我想在其他菜式里加入有嚼頭的瘦肉來調味時，我不在乎它是來自動物還是植物。不過，如果那肉既不是來自動物也不是來自植物呢？

打印肉

在密蘇里大學校園旁邊，坐落著一家生物技術初創公司——現代牧場。這家公司的科學家正在為肉類生產危機提供另一個完全不同的解決方案。我拜訪他們的時候，發現一臺惠普桌面打印機大小的3D打印機，正在將黃色黏糊糊的東西涂在培養皿上。它來回運動，打出的東西排成狹窄的陣列，彼此的間隔只有頭發絲直徑那么大。

當培養皿上陣列的寬度達到幾厘米之后，3D打印機轉換方向，在原來的陣列上方以交叉方向打出新的陣列。除了機器的聲音之外，我的耳邊沒有其他噪音，也沒有任何氣味。沒有任何線索表明這種黏糊糊的東西是肉的初始狀態，最終將變成一根小香腸。當打印機的任務完成后，出來的東西有點像大號的創可貼。

要到達打印這一步，大約有7億個牛肉細胞需要在衣柜大小的恒溫箱里的細胞培養皿中生長兩周。之后，細胞被放入離心機中旋轉，生成像蜂蜜一樣的流狀物，然后被轉移至打印機的大號注射器中。

打印出來的細胞需要重回保溫箱，再待上幾天。在這段時間里，它們開始生出胞間質——一種天然的膠原蛋白骨架，為細胞提供結構支撐。最終生成真正的肌肉組織。我眼前的這項技術，是匈牙利理論物理學家Gabor Forgacs的杰作。他后來轉向發育生物學領域。2005年，他帶領團隊打印出多細胞聚集體。他的打印機能夠打印出具有生理活性的細胞束，并能互相吸附，生成更大的復雜結構。

2007年，Gabor和他的兒子Andras成立了新器官（Organovo）公司，利用這項技術來打印具有醫療用途（如藥物測試）的人體組織。他們的目標是能夠打印用于移植的功能性人體器官。Gabor是公司的科學家，而Andras則負責商業部分。

“一開始，有人問我們，‘你們能造出肉來嗎？’”Andras回憶說。“我們當時對這種說法不屑一顧。”畢竟，這離新器官的目標太遠了。到了2011年，新器官開始引入新的管理團隊，并在去年初制定出面向公眾的計劃。Gabor和他最親密的兩個科學伙伴Francoise M arga和Karoly Jakab開始構想新的項目。Andras去了上海，尋找風險投資。他看到，中國人的飲食結構正在發生變化，而他們吃得很多肉類都是從遙遠的南美洲和澳大利亞運過來的。

在各種因素的影響下，“用生物方法來造肉”這個點子變得非常有吸引力。而且，Gabor認為，肉比人體功能器官更容易被制造出來。“如果我們能制造活體組織，我們當然能夠造出食物級別的組織，它們不需要那么精確。”

2011年底，Andras回到美國，團隊很快取得了美國農業部小型企業創新研究的認證。接著又得到了Peter Thiel（Thiel是Paypal的聯合創始人，技術投資者，未來學家）基金會的分支——Breakout實驗室的支持。在后者的幫助下，Andras在位于美國航空航天局硅谷研究中心的奇點大學成立了經營辦公室，Gabor則在哥倫比亞成立了科學研究中心。現代牧場正式成立。

在實驗室里造肉聽起來怪異恐怖，但這個概念歷史悠久，并非只存在于科幻小說中。1931年，丘吉爾寫道：“50年以后，我們應該摒棄為了吃雞胸或雞翅膀而養一整只雞的荒謬做法，而是利用合適的培養基分別獲得雞的某些部分。”他對時間的估計有誤，但是這個想法卻促使研究者開發出肉類的替代品。如果你想象一下肉類生產的整個過程——動物的遭遇和資源的浪費，會覺得養殖場是可怕的選擇。相比之下，實驗室造肉既人性化又充滿理性。歐盟的一項研究估計，在大規模生產的情況下，實驗室要比養殖場少用99.7%的土地，以及94%的水，整個過程產生的溫室氣體也將減少98.8%。

在過去的幾十年中，不少科學家開始致力于實驗室造肉，其中最著名的是荷蘭的Mark Post。他利用組織工程，使細胞沿著圓柱形的骨架生長，之后在倫敦對長出的肉進行了味覺測試。專注于肉類替代品的非盈利研究與游說團體New Harvest的主席Isha Datar認為，與現代牧場的3D打印相比，Post的方法“在理論上更適合于大規模生產”。另一方面，Datar也指出現代牧場的領先之處：“它是真正的商業行為。其他組織都是學術性的，你不知道它們是否有能力走出實驗室。”

但是，如果實驗室出來的肉不能征服消費者的味蕾，搶著上市也沒有意義。兩名品嘗者對Post的肉反應冷淡。現代牧場目前的產品幾乎不能算是肉：它缺少血和脂肪——這二者對真肉的顏色、味道和多汁的質地相當重要。

為了讓肉更具吸引力，現代牧場聘請了來自芝加哥的主廚Hom aro Cantu。他將為現代牧場解決的事被Andras稱為“最終問題”，如質地、氣味、外觀和口感，并給出建議，如還需要增加多少脂肪。Andras說，在未來的幾年里，現代牧場計劃在Cantu的幫助下開展品嘗會：一些朋友將受到邀請來品嘗菜式，幫忙取消失敗的產品。

在此之前，仍有許多技術難題要克服。因為沒有先例，將實驗室生產的肉賣給消費者要遇到更多管理方面的障礙。肉類是美國農業部的管轄范圍，Andras認為美國食品與藥物管理局也會介入。他說，最終獲批至少需要10年。

與此同時，現代牧場也需要賺錢。他們主要關注皮革制造，這比制造肉簡單得多，而且不用面對諸多管理障礙。Gabor遞給我一塊深棕色的圓形皮革，與我最愛的鞋子上使用的材料沒什么區別，聞起來也更像皮革。它就是皮革。這個公司一面同主廚合作來使肉更加完美，一面同時尚品牌和汽車制造商合作，用實驗室皮革來制造產品。

人造肉并不遙遠

在哥倫比亞市中心的一家有機果汁店，瘦高的Ethan Brow n坐在金屬椅子上，討論他如何定義超越之肉短期內的成功。“我們想進入肉類貨架。”他說，“如果你去商店，會發現肉類和植源性蛋白是在不同的貨架上。為什么非肉類就要受到這種待遇？”他用豆奶舉例：隨著數量的增多，豆奶最終被擺上奶制品貨架。從1997年開始，它的銷量增加了500%。

“我們最初的顧客是素食者和喜歡豆腐、豆子的本地膳食主義者。”他說，“潛在的顧客是那些已經開始減少肉類攝入的人。他們仍喜歡吃肉，但是已經意識到不應該吃那么多。”

在某種程度上，用高仿肉去吸引這群顧客合情合理，但是仍有風險。在一個充斥著動畫和機器人的世界，有一個概念叫做“恐怖谷”——如果仿人太像真人，就會令人恐懼。“食物也存在恐怖谷，”Andras說，“在它變得完美之前，它會看起來嚇人。”

當我把超越之肉拿給我妻子時，親眼見證了恐怖谷效應。她吃加工肉類完全沒問題，如熱狗或鵝肝。她也吃大豆蛋白，如豆腐。但是她根本不碰超越之肉，覺得那太像真肉了。

或許現代牧場應該離恐怖谷遠點，而不是試圖穿越它。“我從新器官那得到了一個啟示，”Gabor說，“我們永遠無法打印一個外表同真心臟完全一樣的東西，我們也不必這么做。我們真正需要的是用自身細胞制造出能夠發揮心臟功能的器官，使它在體內更好地工作——這是我們能做的。對于肉來說道理相同。我們想要放進人們嘴里的不是從動物身上得來的東西。但從營養水平、口味等角度來說，它和真肉是一樣的。你認為它是肉，但是有所不同。”就像熱狗或鵝肝一樣。

如果人造肉不需要完美地模仿真肉，它甚至能比真肉更好。超越之肉和現代牧場的團隊都設想了未來的超級肉——添加了om ega-3脂肪酸和維生素。“你可以放心地食用一塊用超越之肉制成的菲力奶酪牛排，它能降低你的膽固醇。”Brow n說。

盡管已經取得一些成果，但沒有一家公司認為他們的產品將完全取代肉類，他們也沒有視彼此為競爭對手。Isha Datar預測，人類可以利用一些方法來解決肉類生產危機：除了實驗室制造的肉類和植源性肉類，利用可持續方法飼養牲畜和在飲食中減少肉類攝入也不可忽視。去年，英國埃克塞特大學的一項研究指出，為了到2050年仍能養活全世界的人口，并避免災難性的氣候變化，人類必須在飲食結構上做出一定程度的改變。

研究者發現，全球肉類平均消耗必須從占每日平均能量攝入的16.6%降至15%。這個下降幅度聽起來不大，但是相當于在西方式飲食中將食肉量減半，這將是一個重大的改變。有了高質量的肉類替代品，這個改變并非不可能。

要實現這個目標，一個重要的突破口是：受過教育的消費者將享受到肉類生產過程的完全透明化。Brow n考慮在超越之肉的車間安裝攝像頭，并讓人們能夠在線觀看視頻，這樣他們就可以了解到這是一個無害的過程。這種方式與傳統屠宰場的保密制度之間，形成了鮮明的對比。

Andras Forgacs還設想了更加戲劇性的做法：將現代牧場的生產車間設置成地區性寵物樂園。“我們需要定期補充細胞，因此要從動物身上取一些活體組織。它們是真正的幸運兒，不會每個月被殺掉，而是過著非常幸福的生活。”人們可以來觀看動物吃草，然后走進實驗室，看一臺巨大的3D打印機打出一層層的細胞，它們最終長成各種肉類。

“你是愿意走進屠宰場，看到一頭牛被殺、被剝皮、被開膛破肚，然后享受牛排晚餐，還是愿意參觀一家動物園，然后再去吃肉？”

這是一個夢想，但Andras認為它并不遙遠。“生物制造已經存在。在未來的幾十年中，它將不可避免地應用于醫藥以外的領域，如食品行業。”問題是，這個世界是否已經準備好迎接它的到來。

新聞來源：《科技時代》