你对肉的欲望，科学家正在尝试用这3种方法满足

原文以Sustainability: A meaty issue为标题

发布在2017年4月26日的《自然》专刊上Food Security

原文作者：Olive Heffernan

我们对红肉的欲望似乎永不满足，这对健康和地球都不好。不过，具有可持续性的“代肉”正跃跃欲试，不过真的有人愿意尝试这种新型“肉食”吗？

汉堡肉饼在接触平底锅的那一刻发出了嘶嘶声。熟悉的烟熏香气溢满了房间。第一口咬下去的时候可以看到肉饼里面粉粉嫩嫩的，流淌着汁水。不过这可不是一般的汉堡肉饼，虽然它整个是用植物做的，但它看起来、吃起来都像真的汉堡。它的制造者是加州硅谷的科学家。

没有肉的不可能汉堡，它的原料包括：土豆、血红素蛋白、大豆、椰子和小麦。

                                                             Impossible Foods

生物技术学家 Chris Davis 表示，“肉是真的好吃啊，但是肉的制造过程效率非常低。过去40-50年里，肉类从特殊日子的珍馔变成了每日的盘中餐。”这个全素汉堡“不可能汉堡”是“不可能食品”公司制造的，Davis负责这家公司的研发。

到2050年，全球人口预计将增长约15%，达到90亿以上。这将对环境和人类营养都造成史无前例的压力。在此期间，全球的肉食需求预计将增长73%。要满足这个需求的话，每年的肉产量都要增加1.6亿吨才行。

我们的地球可没法轻易跟上人类肉食需求的节奏。Davis表示，“好的耕地越变越少。”地球30%的耕地面积已被用于畜牧业，而畜牧业产生的温室气体排放占全球的近15%。牛是罪魁祸首，它们不仅产生大量甲烷，而且肉牛产业还消耗大量的水（一千克牛肉要消耗15 415升水）和耕地。

此外，大量食用红肉（发达国家的典型生活习惯）对我们的健康不利，而且一般会增加糖尿病、癌症和心脏病的风险。

如果用更具有可持续性的蛋白质来源来代替的话，健康和气候变化问题都能得到缓解。不过说得容易做起来难：我们中的许多人根本没法戒掉牛肉。虽然西方国家在过去的30年里口味有了变化，越来越多的人开始吃鸡排和猪排，但是大众对牛肉的需求，尤其是汉堡肉饼的需求还是很强劲。

科学家们一直致力于说服公众，尤其是选择余地较大的发达国家的人重新思考自己的饮食。他们想劝人尝试吃昆虫和新奇的食物，或是用对环境影响较小，但吃起来和普通汉堡别无二致的各种口味的“假”汉堡来满足肉食男女的欲望。

荷兰马斯特里赫特大学血管生物学家Mark Post表示，“我们面临的（环境）问题非常严峻，因此我们要尝试任何可能性，看看哪种方法能成功。”他是在实验室里制作汉堡的第一人。不过，牛津大学研究食品系统和可持续发展的Tara Garnett则认为，人们饮食的灵活性还是挺大的，“‘美食’的潮流随时间变化，我们要多一点想象力。”不过，要和牛肉一争高下的“代肉”对环境和健康的影响又如何呢？

原文纯正英音朗读版，戳上面即可免费收听。

如何做出一块以假乱真的牛肉？

2011年，一家以创造更具有可持续性的食物系统为目标的初创公司构思了“不可能汉堡”汉堡的概念。经过5年的研究，他们从味道和口感两方面定义了肉，并创造出了“不可能汉堡”。他们找到了让肉之所以为肉的元素（脂肪含量、肉汁含量和烟熏味），然后将它们逐一还原。

他们使用的原料是小麦和土豆蛋白、天然增味剂、椰子油，还有最关键的血红素。动物组织，如血红蛋白或肌红蛋白中富含血红素，而血红素里富含铁。生牛肉里含有大量肌红蛋白，因此产生了它特殊的颜色。在烹调的时候，肌红蛋白使牛肉产生焦糖和烟熏的味道。Davis表示，“最重要的发现之一就是，血红素蛋白决定了肉的味道。”

找到稳定的非动物的血红素来源是第二个挑战。一开始，研究者们尝试从大豆（Glycine max）根部提取含有血红素的蛋白。Davis表示，“在做了大量研究后，我们意识到，并不存在具有环境可持续的方法来采集根瘤，并提取其中的血红素蛋白。”需要大量的大豆才能萃取出汉堡所需的血红素。因此他们转换了研究方向，现在在实验室中用经过基因工程改造的酵母制造血红素蛋白。

在包括纽约米其林星级餐厅“普通人”在内的11个美国餐厅里可以买到不可能汉堡，它的售价约16美金。它并不是市面上唯一的人造汉堡，另外一个主要竞争对手是超越汉堡。超越汉堡在商店有售，但需要回家加热，它的肉色主要来自于甜菜根汁提取物。消费者对这两款人造汉堡的评价都不错，但是许多人认为不可能汉堡更逼真、更像普通汉堡。许多美食博客说它“鲜美多汁”，而且有一种“矿物质和鲜肉的滋味”，特别是四分熟的时候。

但是反馈也并不尽是溢美之词。在项目进行了1年以后，该公司曾测试了第一个版本。Davis回忆，“它被人形容成酸臭的玉米糊，这已经算客气的评价了。”好在肉饼在烹调过程中会变得有嚼劲，而且还会散发出烟熏的香味，这让研发团队相信自己走对路了。

不可能汉堡表示，对汉堡的每样原料的环境影响进行分析后他们发现，和传统汉堡相比，人造汉堡更加环保（参见“可持续发展的选项”）。这项研究虽然没有发表，但是该公司表示，把四分之一磅的牛肉饼用同等大小的人造肉饼代替的话，节约的水相当于洗一次10分钟的澡，减少的温室气体排放相当于一辆普通的汽车开29公里，而且还节省了大约7平方米的土地面积。而且从营养价值上讲，人造牛肉饼含有的蛋白质和铁和一个一般的汉堡相当。

Table1 可持续发展的选项

昆虫和人造肉这些肉类的替代品的蛋白质含量和牛肉相当，但是它们的全球增温潜能（Global warming potential，每千克二氧化碳当量）更低。

一般牛肉的数据来源于美国农业部，人造牛肉数据来自于不可能食品公司生产的 不可能汉堡。

不可能食品公司目前只能制造数量有限的人造汉堡肉饼。要让不含肉的人造肉出现在超市货架上还需一定时日。虽然人造汉堡得到了不少正面的评价，但还是有人能区分真肉和人造肉的差别，特别是当两种肉没有搭配丰富的酱料时。

昆虫：可以和牲畜媲美的迷你食物

在世界上的许多国家都吃蚱蜢、蝉一类的昆虫。

BJI/Blue Jean Images/Getty

放眼全世界，超过20亿人的菜单里有昆虫。超过2000种昆虫被用作食材，其中最受欢迎的是甲虫、毛毛虫、蜜蜂、黄蜂、蚂蚁、蟋蟀和蚱蜢。

饲养食用昆虫代替牛肉对环境有不少好处。荷兰瓦赫宁恩大学的昆虫学家Marcel Dicke 提出，“如果你想继续享用肉类的话，吃昆虫的肉效率会高10倍。”他是《昆虫烹调指南：可持续发展的地球的食物》（The Insect Cookbook: Food for a Sustainable Planet ）的作者之一。每千克活肉牛需要10千克植物蛋白，但是每千克蟋蟀却只需要1.7千克饲料就可以了。

除了饲料转化效率高以外（大多数饲料的营养都被转化为自身的体重而不是废料），昆虫还可以吃有机废料（比如食物残渣、人和动物的粪便）；它们繁殖迅速，占用的土地和用水也相对较少。最有可能进入西方市场的蚱蜢、蟋蟀和粉虫产生的温室气体排放比肉牛低近100倍。

昆虫的营养价值也很高，这就是为什么发展中国家有吃昆虫的习惯的一大原因。一般来说，昆虫的脂肪、蛋白质、纤维、维生素和矿物质的含量比较高，不过根据品种和生命阶段的不同，具体的数值会有变化。和牛肉相比，黄粉虫（Tenebrio molitor）幼虫的能量和矿物质含量与其相当，但脂肪含量更低、维生素含量稍高。黄粉虫是温带气候特有的甲虫，它们的幼虫适合大规模养殖，非常有望进入西方市场。

但是昆虫养殖业面临两个难点：一是在控制成本的情况下大规模生产，二是赢得消费者的青睐。瓦赫宁恩大学的研究者专注于优化黄粉虫和黑水虻（Hermetia illucens）的繁殖、生产和营养含量。这两类昆虫可以充当鱼、猪和鸡的饲料。西方人也逐渐开始尝试吃昆虫，它们常常作为原料出现在零食里。比如Chapul、 Exo 和 Crobar这几个牌子的能量棒就是用蟋蟀面粉制作的。Dicke 表示，“眼不见为净，看不见（昆虫）的话，消费者还是能很快接受的。”其实我们大部分人在不经意间吃下了许多昆虫。那些用农作物加工的食物里一般都有昆虫的残肢，因为厂家不可能花钱让工人把番茄或者咖啡豆上的昆虫都拣出来。

Dicke估计，在未来几年，完整的昆虫会成为欧洲超市里一道常见的风景，“我建议新手先试试蚱蜢，它吃起来和虾差不多。如果你吃虾的话，没理由不吃蚱蜢啊。”

人造肉实验室

即使是对于牛肉的死忠粉来说，马上也会有更加具有可持续性的菜单选项出现。在过去的几年里，科学家们一直在实验室里培养牛肉，把它们做成汉堡肉饼或是肉圆。

一般来说，实验室培养的汉堡肉饼首先需要从活牛身上提取肌肉细胞，然后在实验室里用富含营养物质的血清进行培养，使它们长成肌肉组织。

肌肉细胞会长成一小股一小股的。大约2万股肌肉细胞可以做成一个一般大小的汉堡肉饼。从生物学角度看，这种肉和牛身上的肉没有差别，只不过真牛肉做的汉堡肉饼里会有少量骨头、软骨和结缔组织的碎渣。它的蛋白质和铁含量和普通汉堡肉饼相当，而且还可以通过人为增加维生素和矿物质来提高它的营养价值。

这背后的逻辑是这样的，在实验室生产一个汉堡肉饼所排放出的温室气体（每千克可食用部分的二氧化碳当量约为7.5千克）仅仅是普通牛肉汉堡的一小部分，而且用水仅为后者的10%。但是大规模生产的能耗并不清楚，这将取决于还在研发的生产工艺。

2013年，Post向媒体公布了世界第一个在实验室里制造的汉堡肉饼（用了一点食用油和黄油煎的）。这个汉堡肉饼原型的制造成本是33万美金，而最初的评价顶多算中规中矩。Post表示，“当初这个汉堡肉饼看起来还是挺逼真的，因为大家觉得它是肉做的，但是它吃起来口感很干。”从那时候起，Post和他的团队就开始通过在汉堡肉饼中添加用干细胞培养的脂肪组织，让它变得更美味多汁。另外一家加州的公司孟菲斯肉类也在实验室里制造了一种肉圆，据报道它的成本大约是每千克4万美金。

Post希望在未来10年里，他的团队能够生产出每千克零售价在60欧元（合64美金）的汉堡肉饼，如果生产效率高的话，甚至能把价格压至12欧元。如果能卖到12欧元，这和英国超市的有机碎牛肉的价格相当。

规模化生产的一大难点在于迅速生长大量肌肉细胞。Post第一个汉堡肉饼所使用的细胞是用一种相对简单的方法培养的——在一个二维表面上培养。但是大规模生产就需要更快的三维工艺。Post的团队目前在大型生物反应器的悬浮液里培养细胞。在反应器里，细胞附在一种叫做微载体的圆珠上向外生长，这种方法使细胞增殖期大大缩短。

自从第一款汉堡肉饼登场后，Post的团队还取得了另外一个进步。除了实验室培养的肌肉和脂肪细胞之外，他们的制作过程不沾染其他任何一丁点动物制品。比如，Post的汉堡肉饼原型所用的细胞曾是用胎牛血清喂养和培养的，而胎牛血清是从被屠宰的怀孕母牛的胎儿中提取的。现在，他们的团队能在不含有任何动物制品的介质中培养细胞，这样一些素食主义者和动物福利倡导者也可能接受。

今年3月份，孟菲斯肉类公司展示了他们的2个新产品：淋了酸橙汁的鸡肉条和鸭肉。这种用动物细胞培养的人造禽肉成本很高，每公斤花费近2万美金。不过，这差不多只是一开始人造肉丸成本的一半。以色列的初创公司“超级肉类”也计划在实验室里制造鸡肉，该公司在去年通过众筹募集了资金，它们希望在未来五年里让产品进入超市。

关键是说服公众

上述代肉类的成功与否实际上取决于消费者是否愿意开口尝试。一般来说，西方社会中愿意尝试实验室培养的牛肉、吃昆虫或者变成素食主义者的人属于少数。但是代肉类的支持者认为，如果人造肉味道不错，那么人们就愿意尝试。Davis表示，“人最终会选择吃最好吃的东西。”

Post则认为，“人们在吃东西，比如热狗的时候，实际上并不清楚它的原料是什么，制造过程又是如何。”因此他认为这点最终也将适用于实验室制造的汉堡肉饼。

不过大家都有一种强烈的感觉，只要人们掌握的信息越多，就越愿意改变自身的习惯。比如在一项研究中，在得知了实验室培养的牛肉对环境的好处以后，愿意尝试人造肉的受访者比例从25%上升到了43%。“我们一直在改变自己的消费模式，我们的饮食习惯一直处于流变之中，”Garnett表示，“说人的行为没法改变，这其实是缺乏想象力。”ⓝ

Nature|doi:10.1038/544S18a

读完了本文你是胃口大开还是胃翻酸水？来投个票吧！

点击“阅读原文”阅读英文原文

相关文章

版权声明：

本文由施普林格·自然上海办公室负责翻译。中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。欢迎转发至朋友圈，如需转载，请邮件[e-mail]。未经授权的翻译是侵权行为，版权方将保留追究法律责任的权利。

© 2017 Macmillan Publishers Limited, part of Springer Nature. All Rights Reserved