人造肉技術的生態與經濟研究進展及展望

祝宏輝，趙瑞彤

(石河子大學 經濟與管理學院，新疆 石河子， 832003)

人造肉技術(cultured meat technology)是一種使用干細胞體外培養等生物工程技術代替傳統畜牧業生產來獲取肉類資源的生產技術手段。人造肉既可以滿足人類肉類消費需求，又可以減少環境污染，是理想的肉類替代品[1]，能有效緩解全球肉類供給不足和生態環境問題，研究人造肉技術對經濟、社會和生態環境帶來的影響，分析人造肉產品的市場前景，對于未來人造肉技術推廣有著重要的意義。本文從生態價值評價、經濟評價、社會及風險評價的角度，對近年來與人造肉技術相關的研究成果進行梳理。

1 人造肉技術及其生態價值評價

1.1 人造肉技術及發展現狀

人造肉技術的產生得益于干細胞分離技術、體外細胞培養技術和組織工程等生物技術發展[1]。其生產工藝可以大致分成3個生產環節：(1)原料準備：在該環節中，需要準備為細胞增殖供給能量的營養液、促進細胞增殖的某些生長因子以及從動物組織中分離出的干細胞；(2)組織培養：主要利用體外細胞培養技術和組織工程技術，在生物反應器中完成干細胞的分裂與分化，細胞在生物反應器內的培養基中增殖至足夠數量時，會在特定的環境條件下融合在一起，分化成肌管，并進一步形成成肌肉纖維與肌肉組織；或者跳過分化階段，使用添加劑使細胞沉降并將沉降物壓制成型；(3)加工成品：將獲得的肌肉組織或肌肉細胞加工成需要的肉類產品[2-7]。在模擬生產的研究中，多數將干細胞分離的工藝從整個人造肉生產的流程中剝離出來，把干細胞視為可于市場上購買的“種子”；在此基礎上，將藍藻、玉米、大豆等作物的水解液作為營養來源，采用與酵母菌類似的培養方式，理想狀態下，一個體積為20 m3的生物反應器每年約可生產肉類產品25 600 kg[8-12]。國外目前從事研發人造肉生產的企業有美國的Memphis Meats和Beyond Meat、荷蘭肉類生產企業Mosa Meat、以色列的生物科技公司Future Meat Technologies等。其中荷蘭企業Mosa Meat宣布擬于2021年進行規模化投產。

1.2 人造肉技術的生態價值評價

生命周期法是對產品從研發到最終消亡整個過程所造成的環境影響的一種評估方法。TUOMISTO等[9]利用該方法對人造肉規模生產的環境影響進行初步計算并與歐洲傳統的畜牧生產方式進行比對，結果顯示，使用細胞工程技術進行體外生產的人造肉在能耗、溫室氣體排放、土地使用及水資源消耗上都顯著低于傳統的肉類生產模式。之后，TUOMISTO等[10]又在先前的研究基礎上，對人造肉規模生產的環境影響進行了進一步評估，將人造肉生產所消耗的能源、產生的溫室氣體排放、占用的土地面積及產生的水足跡與豬肉、牛肉、羊肉和家禽的生產過程中的環境影響進行比對，其結果表明，除能源消耗與牛肉接近外，其他3項指標都顯著低于豬肉、牛肉、羊肉，并指明因生產人造肉而解放出來的大片土地如果用于建造自然保護區或森林，將會大大改善生態環境。MATTICK等[11]也使用了生命周期法對人造肉的環境影響進行了評估，在詳細計算人造肉生產的每個步驟可能產生的能源耗費、溫室氣體貢獻、富營養化貢獻和土地占用后，結果顯示，人造肉生產消耗的能源遠高于傳統的肉類生產方式，溫室氣體排放能力介于牛肉與豬肉之間，富營養化潛力介于豬肉和雞肉之間，土地占用能力最低。SMETANA等[12]借鑒了TUOMISTO[12]所假設的生產流程，測算結果表明如果僅從生態保護角度比較，在市場上推廣植物蛋白相關產品要更優于推廣人造肉相關產品。

MATTICK等[13]總結了TUOMISTO的研究結果，并指出了其研究中的不足之處：沒有考慮資本和生產要素從傳統畜牧業轉移到生產人造肉后，將無法繼續生產畜牧業的副產品——諸如皮革、羊毛加工帶來的價值增殖；并且還忽視了技術創新因素對降低成本的貢獻。SUN等[14]以中國農業為視角，測算、比較人造肉與中國的主要肉類生產的消耗與排放，結果表明人造肉在溫室氣體排放與土地占用上遠低于豬、牛、羊的養殖，而在能源消耗上則略高于它們；SUN認為，盡管能源消耗高于傳統畜牧業，但如果將機會成本考慮在內，人造肉的生產將會對中國的環境產生極其有益的影響。ALEXANDER等[15]對比了可食用昆蟲、人造肉和素肉(imitation meat)3種肉類替代品與普通肉類在土地資源利用方面的數據，人造肉的環境效果優于豬、牛、羊肉，但略遜于雞肉等禽類蛋白質來源，通過改變人們的飲食結構，用人造肉、雞肉或者昆蟲來代替日常飲食中的牛、羊肉，可有效改善生態環境。

2 人造肉技術的經濟評價

2.1 人造肉消費意愿調查

一批學者先后在歐洲、北美洲的一些國家展開了人造肉消費意愿調查，調查結果顯示只有約三分之一的消費者愿意為人造肉買單；并且能夠接受人造肉的消費人群特征非常明顯：性別多為男性，年紀一般較輕，大多數人接受過較為高等的教育，在思想上多屬于自由派[16-26]。有研究表明，選擇經常食用人造肉的被調查者中，大多為一些受教育程度較高的年輕男性，或者平時就有食用肉類替代品習慣的人，以及一些高度關注環境保護的人。VERBEKE等[16]來自葡萄牙、比利時以及英國的179名消費者展開了網絡調查，其中102名消費者舉行了小組討論，采用主題分析法分析了調查記錄與討論結果，發現參與者對聽到人造肉這個陌生概念后的第一反應往往是驚訝與厭惡，然后才開始思考關于人造肉的科學性，以及可能產生的正外部性。之后，VERBEKE等[21]又對比利時北部的部分消費者進行了調查，調查結果顯示，約三分之二的消費者不確定自己將來是否選擇消費人造肉，在了解了人造肉可能帶來的益處后，接近一半的調查對象對消費這類新型食品表達了積極的態度。APOSTOLIDIS等[22]以隨機效用模型為框架考察了消費者對肉類及肉類替代品的偏好，并用logistic回歸對247名英國消費者的調查數據進行分析，結果顯示：脂肪含量、原產地和價格是影響消費者偏好的主要因素，環境影響、生產方法和品牌產生了次要影響，肉類替代品的開發應當針對特殊群體——如環境保護主義者而非普通消費者。也有一些研究表明性別、飲食習慣、政治立場、城鄉差別等因素會對人造肉消費意愿產生顯著影響[17-19,23]。

2.2 人造肉的成本投入分析

消費者能夠將人造肉作為日常消費食品的條件之一，就是需要一個較有競爭力的價格或較低的生產成本。在2013年人造肉試吃會上，32萬美元的生產成本顯然是普通消費者無法接受的。ORZECHOWSKI[27]認為在沒有發現一種新的低成本替代技術之前，以目前的技術水平，生產人造肉的成本過于高昂，人造肉商業化生產很難實現。有學者指出目前的人造肉生產技術，要么僅在理論上可行，要么只適合于小規模生產，大規模的商業生產還有待時日[8,28]。SPECHT等[29]總結了目前的各項技術，認為人造肉在規模化的商業生產上沒有根本的技術缺陷，但這些技術成本較高，需要不斷加強科研機構與食品企業間的合作交流，以降低生產成本。

3 人造肉技術的社會及風險評價

3.1 人造肉技術的社會評價

3.1.1 對傳統農業的沖擊

持消極觀點的學者認為人造肉技術會吸引投資者將其作為新興生物產業進行風險投資，將會打破現有的畜牧業經濟結構平衡；由于小型牧場不具備規模優勢，因此受人造肉技術沖擊最大是那些生產經營規模較小的小型牧場主；為了節約運輸成本，人造肉工廠可能會建在離城鎮較近的地方，會使得相關的就業機會從農村轉移到城市，并對從事畜牧業技術服務各類人員的就業產生沖擊[28,30-31]。持積極觀點的學者則認為，人造肉對傳統畜牧產品可能產生的并非是替代效應，人造肉生產可能不會減少傳統的肉類生產，而是增加全球肉類總消費[32]；人造肉技術的推廣會壓縮傳統畜牧業生存空間的同時，將會縮減飼草的種植規模從而降低世界糧價[33]；人造肉技術有助于推進“農糧畜縱向一體化”發展[34]，并促進傳統農業朝著工業化農業發展，通過提高生產力水平，為傳統農業發展注入新動力，從整體上提高世界農業水平[35-36]。

3.1.2 對社會平等的影響

還有部分學者認為，人造肉的生產可能會帶來經濟與社會層面上新的不平等。PLUHAR[37]指出，要使人造肉成為一種道德上可接受的解決方案，它必須是“任何經濟背景和文化的人”都可以獲得的消費品，這需要來自政府和社會各界人士的監督。但未來人造肉是否能成為“任何經濟背景和文化的人”都可以獲得的消費品，學者們產生了分歧：一部分學者認為人造肉會是一種價格高昂且只為滿足高收入人群的某些特定的道德需求——如動物保護主義的產品[38-39]；另一部分學者則認為人造肉的出現會擠壓傳統畜牧業的行業規模，導致普通肉類價格上漲，食用普通肉類將最終成為高收入人群的專利[40-41]。人造肉技術除對消費層面的平等問題產生影響外，對生產層面的社會平等問題也會產生一定的沖擊，還有一些學者認為，生產人造肉所需要的復雜的技術手段不利于在各個地區展開自主性地自給自足地生產，這會進一步增加跨國食品公司本已擁有的巨大影響力，形成新的“食品寡頭”，從而搶奪了多數發展中國家農、牧民的收入來源，結果很可能會拉大世界南北差距，加深北半球對南半球的控制[34,40,42]。

3.2 人造肉技術的風險評價

3.2.1 食品安全風險

BONNY等[35]指出，人造肉技術在衛生領域的風險遠低于傳統畜牧業，無菌環境中培養出的細胞能最大限度的解決畜牧業中牲畜染病并將病毒傳染給人類的問題。SHARMA等[43]持同樣觀點，他認為人造肉技術能夠妥善解決從畜牧業中產生的影響人類社會的瘟疫(如甲型H1N1流感、口蹄疫等)問題，以及傳統畜牧業中濫用抗生素等問題，推廣該技術能夠有效降低相關風險。但也有學者持相反觀點。PETETIN[31]認為人造肉體外培養步驟繁多，每一步都有出錯被污染的可能；VERBEKE等[21]則認為該項技術帶來的食品安全風險很可能在被長期食用后才會顯現；BHAT等[28]擔心該技術會不會在生產過程中伴隨一些未知的有害物質出現，因為這項新技術并沒有系統的科學依據來證明它的安全性。

3.2.2 社會道德風險

人造肉技術以其無動物生產的特性受到了動物保護主義者的青睞，其在滿足人類的蛋白質需求的同時也兼顧了動物福利及動物解放等倫理道德問題[44-49]，但這項新興技術仍存在其他一些社會道德層面上的風險。STEPHENS等[32]認為，在將來人造肉和普通肉類并存的情況下，若人造肉的生產成本低于普通肉類，可能會出現傳統的肉類制品中用人造肉以次充好的現象，消費者在不知情的情況下食用人造肉，會造成一些不可挽回的后果。KADIM等[49]擔心，在生產過程中，既然不涉及到動物的屠宰，那么會不會出現采用人的干細胞進行生產的反人類的現象。針對這些道德層面上的風險，部分學者認為需要加強來自政府的監管，應當單獨為人造肉設計相關的法律法規及監管措施[33,41]。

3.2.3 技術經濟風險

以可接受的成本設計、開發非動物來源的培養液和大型生物反應器，是大規模、低成本的生產人造肉的兩大難題[28]，這兩類難題的復雜度與難度從內部增加了人造肉相關產業與研究的技術創新風險。而人造肉本身的非自然性也加大了產品面市后的市場風險。人們對人造肉的非自然性具有心理上的排斥，人造肉的“不自然”或“太技術”引起了人們的不安，它挑起了消費者對大型、陰郁和空曠的工業場地的聯想[50]。如SIEGRIST等[51]所言，消費者對天然食材和人造食材的風險感知是不一樣的，對非自然生產的食材往往有著過高的風險評估[51]。

4 總結及啟示

4.1 文獻評述

4.1.1 跟蹤技術創新進展，動態評估人造肉技術的生態、經濟效益

研究結果一定程度上證實了人造肉技術在生態保護領域的優勢，但目前研究的一個主要不足在于人造肉尚未實現商業化、產業化運營，其生產原料、生產流程、生產設施等都存在著較大的不確定性，而這種不確定性將對其經濟、生態價值評估結果產生較大的影響，需要對人造肉的生態、經濟價值進行持續、謹慎、系統的評估。此外，人造肉生產流程中產生的廢污成分的測量、處理廢污的成本以及如何利用人造肉生產過程中產生的廢污，也需要進一步關注與研究。

4.1.2 關注不同地域、不同文化對人造肉消費意愿的影響

有關人造肉消費意愿的調查多集中于歐美地區，而對擁有龐大肉類消費市場及消費潛力的發展中國家，如中國、印度等國家的消費群體的研究則比較少見。考慮到發達國家與發展中國家居民的消費理念差異、以及地區間文化差異等因素，針對不同國家地域、不同文化的消費群體的消費意愿調查、營銷策略、市場預測等方面的研究將更有意義。此外，如何估計人造肉投產售賣后的具體收入、成本、現金流量，以及該項技術的專利價值；如何評估不同區域人造肉產業在經濟上的可行性，以及對國民經濟的具體影響；如何評價人造肉產品在應對食物短缺風險時的價值；這些問題都有待進一步的研究。

4.2 對中國畜牧業發展的啟示

4.2.1 人造肉技術與產業是中國未來畜牧業結構發展優化的可行選擇

改革開放40多年，中國畜牧業發展取得了舉世矚目的成績，主要畜牧產品供給基本保障我國居民的蛋白質需求，畜牧產品結構日趨合理，畜牧產業規模化、集約化程度不斷提高[52]。但與發達國家相比，中國在畜產品規模化生產、人均畜產品消費水平上，還存在不小的差距[53]，消費者日益增長的蛋白質需求和畜牧業有效供給不足仍然是當前中國畜牧業發展面臨的主要矛盾。目前中國畜牧業生產特點是規模化、集約化生產與小規模、家庭散養并存，且規模化、集約化畜養比重低于小規模、家庭散養。因此提高畜牧業規模化、集約化生產水平成為解決中國畜牧業有效供給不足的現實途徑，但同時也面臨食品安全、疫病防控、糞污處理、動物福利等方面的挑戰，這些挑戰成為困擾中國畜牧業結構發展優化與“美麗鄉村”建設的難點[54-59]。總體而言，人造肉技術與產業具備生態環境的正外部性、食品安全的低風險性、技術潛力的高成長性等特點，在推進中國畜牧業向集約型、環境友好型發展過程中，研發推廣人造肉技術，建立以人造肉產業和傳統規模化、集約化養殖二元并重，農戶散養為補充的畜牧業產業格局，不失為一種理想的畜牧業發展格局。

4.2.2 依據現實國情加快中國人造肉技術產業化研究

中國在人造肉的技術經濟研究方面目前還處于起步階段，借鑒學習國外研究成果與觀點，有助于中國人造肉技術經濟研究體系的建立與健全。但在借鑒學習國外研究成果與觀點的同時，應依據現實國情加快中國人造肉技術產業化研究。其一，中國五千年的歷史文化積淀與當代社會經濟發展水平，在經濟結構、人口特點、飲食習慣、畜牧業發展水平等方面，形成與世界其它國家、地區顯著區別的特征，有必要在中國特定情境下展開諸如人造肉生態效應測算、消費意愿調查等方面的研究；其二，即便在中國境內，由于幅員遼闊，不同地區間地理環境、經濟發展程度、飲食文化、居民思想觀念差異較大，人造肉技術推廣在農區、牧區、林區、沿海地區的生態效益與經濟效益也會產生較大差異，人造肉技術背景下區域畜牧業發展布局、相關產業調適、農、牧民生計影響等問題各有側重，因此區域細分、行業細分、主體細分的研究可能更有實際參考價值，將有助于人造肉產業在中國的積極推進。