2020年联合国发布的人口统计数据显示,地球人口已经高达76亿,预计到2030年将达86亿,到2050年将达98亿。地球人口的激增势必会带来各种问题,尤其是人们赖以生存的粮食问题,毕竟全球耕地面积是有限的。这份报告也指出,2020年全球面临饥饿的人数大幅度增加,新增1.3亿饥饿人口,全球共有25个国家面临严重饥饿风险,近7亿人处于饥饿状态,我们面临着至少50年来最严重的粮食危机。
从上述数据可以看到,每10个人中就有一人面临饥饿。而未来随着地球人口的进一步增加,我们又该如何养活这么多人呢?人造肉或许是一个可行的办法,毕竟全球畜牧养殖消耗了大量的耕地和资源。近日,全球顶尖的植物生物技术公司ORF Genetics联合冰岛的研究人员,正在使用转基因技术在22000平方英尺温室中培养超过100000种的生物基因工程大麦,用于生产人造细胞培养肉。
对此,ORF遗传学蛋白质技术主管Arna Runarsdottir表示,“人口在增加,我们必须养活所有人”。
传统畜牧养殖带来了巨大资源浪费。2014年6月,美国导演吉普·安德森拍摄的纪录片《奶牛阴谋:永远不能说的秘密》在洛杉矶首映,深度探索了畜牧业对生态环境的影响和与荒漠化、污染及其他环境问题的关联。也让全球更多的人了解了传统畜牧业的真相。
片中数据显示,全球51%的温室气体来源于牲畜及它们的副产品,13%来自交通运输。牲畜所排出的一氧化氮是全球总量的65%,一氧化氮在引起温室效应方面的威力是二氧化碳的296倍;肉类以及牛奶产业使用了地球上1/3的新鲜水源,其中在美国的水资源使用55%为畜牧业,仅有5%为家庭使用。
显然,要想解决全球粮食危机,让更多的人免于饥饿,对传统肉类及畜牧业进行改造势在必行。想要替代传统畜牧业,就不得不提人造肉。目前的人造肉主要有两种,植物肉和细胞培养肉,前者是由植物蛋白制成,后者则不需要杀掉动物,而是通过动物细胞在生物容器中培养出动物人造肉。
人造肉这一概念自诞生起,就备受科技和产业界的关注,不过在初期,由于细胞培养肉尚处于研发阶段,因此植物肉更受关注,吸引了大量的投资。
例如,2019年5月,美国一家以素食汉堡闻名的公司Beyond Meat在纳斯达克挂牌上市,成为“人造肉第一股”,比尔·盖茨以及美国最大的肉类生产商Tyson Foods均为Beyond Meat的投资人。《2021中国植物肉行业洞察白皮书》指出,普通肉类中含有的激素等物质,会导致癌症、心脏病等疾病患病风险大幅增加。
白皮书还指出,相对动物肉制品生产过程,每生产1公斤植物肉可减少90%温室气体排放、93%土地浪费破坏和99%的生产用水。
环保、健康,也是植物肉广为人知的优势。然而,由于生产和运输成本高企,植物肉的价格往往昂贵,这也导致了以植物肉为代表的“假肉”卖的比真肉还贵。以国内市场上售卖的“植物蛋白汉堡肉饼”为例,重量226g的售价为59.9元,而同等重量的牛肉饼仅需20元一份。同样地,星巴克推出的以“植物牛肉”为原料的别样牛肉青酱意面、经典千层面等产品,售价69元一份。显然,高昂的价格注定了其小众的适用人群。
而细胞培养肉,顾名思义就是利用动物的干细胞体外培养来获取肉类。2013年,荷兰Maastricht大学教授Mark Post的实验室花了三个月时间,用牛肌肉干细胞培养出了20000条细小的肌肉纤维,做出了重量为85g的肉饼,这也是世界公认的首款人造细胞培养肉。在人造细胞培养肉诞生之初,同样面临价格昂贵的问题,例如首个85g人造肉饼成本高达30万美元。
不过近年来随着技术的发展,人造细胞培养的的价格呈指数下降,目前行业里生产成本最低的以色列公司Future Meat已将细胞培养鸡肉的价格降至每100克3.45美元。因此,很多专家认为,相比于植物肉,人造细胞培养肉未来价格可能会率先降低至可接受范围,广泛应用于人们的生活。
对于人造细胞培养肉来说,成本依旧是规模化生产和大范围推广所面临的问题。此前,人造细胞培养肉生产所需的培养基主要由基础培养基、胎牛血清和生长因子组成,价格昂贵,限制了其大范围推广。以生长因子为例,生长因子在刺激组织、肌肉、脂肪和干细胞的生长方面起着至关重要的作用。没有这些物质,无法生产人造细胞培养肉。而目前实验室培育肉类生产商使用的生长因子,大多来源于动物,价格昂贵。
前文提到的ORF Genetics,其独特技术在于,可以使用大麦作为重组蛋白生产的载体,提供比其他蛋白表达系统更有效、更安全的方法。这项技术使ORF Genetics能够开发一系列生长因子,包括用于干细胞研究市场的类人生长因子,以及细胞培养肉市场生产类动物生长因子。之所以选择大麦,是因为大麦有一个封闭的生物系统,它的花粉不会给其他植物授粉——即使是周围的植株也不行。
由于这个封闭系统,没有植物可以将其基因传播给其他植物。这也是为什么ORF Genetics可以在一个温室下种植100000多个转基因品种,而不必担心交叉污染。对此ORF Genetics首席执行官Liv Bergþorsdottir表示,“随着转基因大麦的改造初见成效,未来可以大幅降低人造细胞培养肉中生长因子的成本,解决人类粮食危机。”