20萬億塊「麥樂雞」只需一個細胞,只有買賣沒有殺戮
到2030 年,從生物反應器中出來的火雞也許會出現在人們的餐桌上。 恰逢今年的感恩節,保羅·莫茲扎克(Paul Mozdziak )的想法終於被大家關注了,而他的想法是如此應景: 在5000加侖的罐子裡生長火雞肉。 莫茲扎克是一名生物專家,他專門研究在實驗室中生長鳥類肌肉細胞。他的研究領域比較獨特,內容比較晦澀。然而,該研究最近入駐了北卡州立大學家禽學系,而且還是細胞農業技術(Cellular Agriculture)的前沿科學專業。 此項技術的成功也意味着,動物蛋白能在生物反應器中培養出來,而並非必須在動物體內。
保羅·莫茲扎克 說回技術本身,該技術也被稱為「體外肉質培養」,沒聽說過?但這卻是環境保護論者、動物保護者以及一些投資人所推崇的, 他們覺得這比在農場生產肉類要好得多。 對於利用生物技術培養出來的肉製品,莫茲扎克表示:「 幾年之後,當人們在逛超市時,需要在傳統肉製品和人工培養肉製品作抉擇的時候,別的我不敢說,人工培養肉製品的價格一定不會比傳統肉製品的高。」 人工培養肉製品在2013年被人們所熟知,那是荷蘭科學家馬克·J·波斯特(Mark J. Post)在英國電視節目上做的一個漢堡包。這個漢堡包是世界上第一個完全利用實驗室中生長的原料製造的,其中的肉就是利用生物技術培養出來的。
谷歌的創始人謝爾蓋·布林 當然,該實驗的成本很高,高達3 百萬美元。好在有人買單,這位土豪就是谷歌的創始人謝爾蓋·布林。 支持該項技術的人,大都有這樣的想法,覺得這種技術能減少我們對於農場動物的依賴性,更多的是這樣也能節省資源。 今年夏天,莫茲扎克還受邀參與了「新豐收(New Harvest)」組織舉辦的會議,並參與了特殊的小組討論。該組織致力於推廣「不需要動物的動物產品」。而在舊金山的會議也吸引了很多有想法的人,他們展示了實驗室生長的牛肉、明膠、蛋清還有牛奶。
莫茲扎克的研究始於對一塊橡皮大小的火雞胸肉的檢測。具體地說,他首先需要將一類特殊的幹細胞分離——微型細胞——它們能多次分裂並聚合在一起組成肌肉纖維。將這些細胞放入溫暖的培養液中,並供給葡萄糖和氨基酸。就這樣,莫茲扎克就將這些細胞所處的環境和火雞內部無限近似。 理論上來說,在這種條件下,細胞生長的可能是無限的。具體而言,充足養分和生長空間的前提下, 單個微型細胞的分裂能在三個月內能達到75代。 這就意味着一個小小的細胞三個月內能變成20萬億塊「麥樂雞」。這樣的生長速率確實驚人,僅僅幾個細胞就能替代傳統農業中養雞場的地位。而超過半數的素食主義者也表示,如果肉製品來自於實驗室,他們也願意食用。
莫茲扎克說起研究的初心:「肌肉組織是我覺得最有意思的組織,而且肌肉細胞也是我的最愛。不過,現在我專注於火雞」。他曾研究微型細胞,並以此獲得博士學位。 雖然呼聲很高,但實驗室培養的肉製品離商業化還有一定距離。在莫茲扎克的實驗室裡,他的研究團隊在塑料瓶內側生長細胞,就那麼薄薄一層。如果太厚,營養物質將不能送達。所以,要獲得一塊火雞雞胸肉,需要用到11340個塑料瓶以及價值34000美元的培養液。
莫茲扎克的發表論文數、閱讀數及引用次數 胡爾茲·史密斯是美國泰森食品公司(Tyson Foods)的一名研究者,從事於長期創新技術的研究。 他表示,作為阿肯薩州食品加工的巨頭,他的公司密切關注了生物技術培養的肉製品,但並沒有做好投資的準備。他表示, 科學家似乎還是沒有找到將該項技術商業化的方式,他們離全球肉製品市場還很遠,其總計價值為6750億美金。 在「新豐收」大會的現場,史密斯詢問了與會的科學家,他們的研究大都與人工培養肉製品相關,問題是這樣的: 你們中誰的研究能立即投入大規模生產並完成商業化?「沒有一個人舉手」 ,史密斯告訴我們。 其中,「孟菲斯肉廠(Memphis Meats)」將牛的幹細胞生長成碎牛肉,不過成本頗高,為每磅18000美金。另一家公司「現代牧場(Modern Meadow)」則放棄了自己大肆宣傳的實驗室牛肉片計劃,轉而研究如何合成皮革。這可是價值更高的商品,如果小姨子沒跑的話(此梗請參考《江南皮革廠的倒閉》……)。
北卡州立大學的科學家正在實驗室中製造肉製品。火雞的幹細胞首先被儲存在液態氮中,然後轉移到塑料瓶中。那裡他們將得到溫暖的生長原料,並開始分裂。 莫茲扎克自青少年時期就開始思考動物蛋白的事情,那時候他參加美國未來農民學生競賽(the Future Farmers of America student competition)的時候,作為一項活動的法官,評定了一些動物的屍體。之後,他前往康奈爾學習農業科學。 對於自己的求學生涯,他表示:「我在追求純粹的科學。但是現在,我真正關心的是生物技術和實際應用之間的聯繫。我也時常在想這些問題: 我們怎樣才能使得肌肉更強呢?我們該如何對待病人?我們怎樣創造更多的食物?」 即使是培養肉製品略微火熱的這幾年,莫茲扎克表示,還沒有任何人說要資助他的研究用於火雞肉的大規模生產。但在今年年初, 「新豐收」頒給了莫茲扎克11.88萬美元的獎勵。有了這筆錢,莫茲扎克就能為其他研究者提供所需要的細胞了。
專注細胞農業的非營利機構「新豐收」(New Harvest) 就在本月,他與塔夫茨大學(Tufts University)的生物製藥工程師大衞·卡普蘭(David Kaplan)達成協議,會將一些細胞送給卡普蘭。卡普蘭表示,他正在搜尋能呈三維生長的肌肉細胞,而不僅僅是長成薄薄的一層。這也將是體外肉質培養技術的技術難點。 其實,卡普蘭也是人工培養火雞肉的忠實粉絲,他表示:「我們的興趣是以全新的方式思考在實驗室製造食用組織的技術,並得到對組織質地、結構、功能和營養有關方面進行更深入的研究。」 莫茲扎克表示, 胸脯肉具有更大規模生產的可能。衞星細胞能分化成蛋白質細胞或者脂肪細胞,脂肪還是很重要的,因為它們能增味。這也是波斯特的漢堡被觀眾詬病的地方——沒有脂肪,吃起來沒有汁水。一位食品方面的作者稱之為「就像一塊動物蛋白蛋糕」。
馬克·波斯特和他的「人造肉漢堡」 當然,現階段的技術水平還不足以與工廠化農場相抗衡。這種密集型動物飼養機構的效率還是挺高的,最高效的例子是飼養的火雞能將兩磅重的飼料轉化為一磅重的肉。這也解釋了「Butterball」火雞價格為什麼如此便宜,16磅的火雞僅僅售價15.84美元,每磅只要99美分。 拋開現狀不說,莫茲扎克還是堅信人工培養肉的價格會變得便宜,並能與傳統肉製品相抗衡。 其中一個很重要的原因就是,人工培養只需要培養出能夠食用的肉就好了,其他部分並不需要。莫茲扎克指出: 「你不需要為骨骼提供營養,甚至消化道和整個身體系統都不需要。」 在實驗室中,莫茲扎克的學生以一塊火雞雞胸肉作為研究對象。首先,他們使用一些酶將這些組織分離,而難點在於給微型細胞分裂提供良好的條件,但是又不能使他們太快聚合形成肌肉。他們的團隊已經將一批細胞生長了6個月之久。 一些體外培養技術的研究顯示,技術本身有着對環境利好的影響。來自倫敦衞生與熱帶醫學院的一位農業生態學家漢拿·托密斯陀(Hanna Tuomisto)表示,體外培養牛肉能減少飼養中牛排放出的溫室氣體,下降比例高達90%,而對使用土地的面積影響更大,將減少99%,當然這也是建立在使用藍藻作為飼料的假設上。 來自亞利桑那州立大學的卡洛琳·馬蹄克對此持懷疑態度。她的計算顯示使用常規營養成分進行體外培養,例如葡萄糖,會消耗更多的能量並會釋放出更多的溫室氣體。原因之一是,這些營養物質需要加熱到動物的體溫,而與之類似的一系列內環境的模擬也是需要能量消耗的。 在接下來的一周內, 美國預計將消耗4600萬隻火雞。一些研究者稱,體外培養技術能獲得道德層面的支持——停止殺戮動物用以取食。 瑪麗·吉布森(Marie Gibbons)是莫茲扎克的研究生學生,她在實驗室中從事細胞培育的研究。她表示,她曾見到過農場的動物被殘忍地屠殺,她也因此成為了素食主義者。 最後,我們以瑪麗的話作為結尾:「如果動物不會出現在農場和屠刀下,該有多好。」 的確, 沒有交易就沒有殺戮。正值感恩節,也讓我們感謝上蒼賜予我們食物。
本週精選:
2076年的人類世界,2萬字長文暢想|《新科學家》震撼發佈 本文已獲 DeepTech深科技 授權 微信號:mit-tr
原文標題:20萬億塊「麥樂雞」只需一個細胞,只有買賣沒有殺戮|感恩節呈現 全球電商發了瘋似的邁向實體店,但這只是一縷虛擬的寒光? 美國陸軍發佈20項重大科技趨勢,將在未來30年改變世界!
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