那些被科技改变的仿生食物

陈婧

各国科学家们从没停止过对食物来源和保存的探索。1869年，化学家穆列斯发明了比黄油更容易保存的替代品——人造黄油，拿破仑三世曾亲自为他颁奖以示奖励。1908年，一位日本科学家发明了味精，从此食物变得更美味。1937年，Spam午餐肉问世，仅英国一地的年销售量就达60亿罐，食物有了亚硝酸盐而更加容易被保存。1971年，碗装方便面在日本诞生，随后被引入其他国家。

随着科技的进步，探索的重点正从简单的“化学合成”，转向应用了生物科技的人造食物。这类食物又叫“仿生模拟食品”，它们并非如味精、亚硝酸盐那样由化学原料聚合而成，而是根据所仿生的天然食品所含的营养成份，选取含有同类成分的普通食物做原料“培殖”制成。就在10年前，大部分的消费者都把对食品科技的焦点放在低脂饮食，生物科技的应用机会极为罕见，而且某些程度被认为是有害的。但今天正有越来越多的生物科技用于食品的生产与加工储存，将食品慢慢地脱离了“天然”的范畴。

早在20世纪30年代，前苏联作家别利亚耶夫就创作过科幻小说《永生粮》，它是一种菌类，只要放在空气里、受阳光照射，就会通过合成氧而生长，而且吃起来有果酱的味道。不过，彻底解决饥饿问题的宏愿却落空了：“永生粮”到处滋生，导致粮食价格大跌，农民破产。这部作品全面地描写了一种新技术成果所带来的经济、社会影响，而不仅仅局限于技术本身。

而眼下，对食品的争议也慢慢从营养学的优劣，转向购买的食物对环境与社会可能造成哪些影响。尤其是食品安全问题已取代了食品短缺问题，成了我们的心病。每五位美国或英国的消费者当中就有两位表示，食物的安全关切会左右他们的食物采购决策。消费者比以往任何时候更加渴望得知食物相关资讯。

2013年8月，人类历史上首次诞生了可以食用的“试管牛肉”汉堡，动物将不再是人类盘中餐的唯一来源。人造鸡蛋也登上美国和香港的超市货架，这种植物蛋白粉末制成的食物能提供鸡蛋的主要营养成分。荷兰艾恩德霍芬理工大学也在近日推出一桌“未来大餐”，桌上都是“概念食品”，除了干细胞生成的“人造肉”，分子食品、纳米食物也赫然在列……食物的未来始于今日，从牛肉、鱼肉，或是猪排、鸡蛋，面对那些越来越有科幻色彩的仿生食物，未来的餐桌，还需要农田和自然吗？

试管牛肉的硝烟

“人造肉”的历史不长。第一个提出这个概念的是科幻作家拉斯维兹（Kurd Lasswitz）。在他的小说《双星记》（In Two Planets）中，“合成肉”是火星人引入地球的合成食品之一。英国首相丘吉尔更在1930年大胆预言：“再过50年，我们就不用再做‘为了吃个鸡胸、鸡翅，就把整只鸡养起来这种荒唐事了。我们可以在合适的媒介里分别培养它们。”

科学家们真正开始认真对待“人造肉”这个想法，还是在干细胞培养技术产生之后。最早想要用这种方法生产食用肉的是美国国家航空航天局（NASA）。它们有非常实用的考虑：为远征月球和火星的梦想提供重要的生存手段，利用有限的几种成分，制成熟悉的食品，这比携带大量脱水耐储食品，或在太空种植农作物要方便得多。2001年，NASA开始实验人造肉，它们用火鸡的肌肉细胞培养人造肉，最终只得到薄薄一层组织，一点也不像火鸡肉，NASA只好放弃。

真正的突破发生在农业科技大国荷兰：2001年，阿姆斯特丹大学的皮肤病专家韦特霍夫、内科医生艾伦和商人库顿宣布，他们申请了制造“人造肉”的国际专利。他们的专利特长是在肌肉细胞里加入胶原蛋白，然后把它们泡在营养液里，诱导分裂增殖。2006年之后，荷兰公共基金支持的联合企业“试管肉联合体”开始正式在实验室里培养猪肉。它们的方法就是利用了韦特霍夫医生等人的专利，从猪的肌肉细胞里提取干细胞，在营养液里帮助这些细胞分裂，复制出想要的数目。不过，人工猪肉条味道并不怎么样，颜色偏灰，口感则接近鱿鱼。

最新的研究进展是马斯特里赫特大学教授马克·波斯特（Mark Post）带来的“试管牛肉”。他利用组织工程学，使肌肉干细胞沿着圆柱形的骨架生长形成人造肉，而且他的试管牛肉，第一次具有了与真牛肉接近的口感和弹性。试管牛肉拥有的一大优势就是可以订制脂肪水平，提高健康程度。

他的实验研制需要四个步骤：一是从牛肌肉中获取干细胞，利用无害的活体检查方式提取。二是在一种营养液中培育细胞，直至细胞繁殖很多倍，形成一个带有黏性的组织。三是将细胞与弹性胶原质混合在一起，并固定在培养皿内的“锚点”上。在“锚点”之间，细胞自行组织，形成透明的肌肉条，通过电击，合成一条条长约1厘米、厚约几毫米的“牛肉丝”。最后，将20000个细条状人造牛肉切碎，并添加盐、面包屑、蛋粉和天然色素，制成可以食用的肉饼。

2013年夏天，波斯特成功推出世界上第一只由实验室培养出的汉堡包，并在伦敦举办了一场试吃会。一个汉堡包的造价高达接近200万元人民币，来自奥地利和美国的两名志愿者品尝了这款特殊的汉堡，认为它“堪称完美，尝起来很像肉”。波斯特也获得了来自硅谷的强大支持——谷歌联合创始人谢尔盖·布林（Sergey Brin）决定注资。不过，这位天使投资人承认，目前还只是处于“概念验证”的阶段，距离实际可行的程度还有很长一段路要走，遑论商业化。

和波斯特一样，受到风险资本追捧的还有来自美国的Modern Meadow公司。与波斯特的“锚点电击法”不同，它们的制肉原理是“3D打印”，在提取干细胞进行培植和处理后，形成特殊的“生物墨水”，放置于 3D 打印机中，再根据电脑设定的尺寸和外观打印出肉饼。

专注于肉类替代品的非营利研究与游说团体 New Harvest 的主席伊·达塔尔 （Isha Datar）认为，“与Modern Meadow的3D打印相比，波斯特的方法在理论上来说，也许更适合大规模生产”。乌特勒支大学研究人员曾估计，一开始的10枚干细胞可在2个月内制造出5万吨肉品。“不过，Modern Meadow 是真正的商业行为，而其他组织都偏向于学术性，你不知道它们有没有能力迈出实验室。”

虽然人造肉预计还需10年左右时间才能上市，但一场关乎未来畜牧和养殖业的大战已经硝烟弥漫。

改变世界的一片肉？

投资人布林把波斯特的“试管牛肉”看作是“改变世界的一片肉”：“有时候，科学技术能够改变我们看待世界的方式。如果一项技术能够取得成功并且拥有很强的生命力，就能够给整个世界带来真正的变革。未来可能发生3件事情，其中一个就是让我们所有人变成素食主义者。不过，我个人认为这种可能性不高。第二个是，我们忽视这种人造肉，继续破坏环境。第三个是我们接受这种人造肉。一些人一度认为这是一种科学幻想，无法成为现实。现在，事实就摆在我们眼前。我真的认为这是一件好事。”

可以改变世界的“人造肉”也得到了动物保护组织的欢迎。早在2008年，世界最重要动物权益保护组织动物伦理联合会（PETA）就拿出100万美元做奖金，用于奖励第一个“成功”地把人造鸡肉投入市场的公司。“成功”的要求是：一、合成出味道和口感与常规鸡肉无差别的“人造鸡肉”；二、被批准生产的“人造鸡肉”成功地在美国10个以上的州进行商业化的销售，其价格与常规鸡肉相当。

虽然还没有公司领到这100万美元，但环保组织支持人造肉的理由很简单：在将来的某一天，我们在吃肉的时候不必再有负罪感。如果人造肉全面代替天然肉，那么就会有很多动物避免在糟糕的环境中成长，避免被屠宰的命运。实验室培育的、结构重组的人造肉，还能够减少饱和脂肪含量，提高食肉者的饮食健康程度。并且，这项技术能减少碳排放，保护水资源和提高食品供应的安全性。

然而，“种”出健康、安全、美味的肉，在技术上依然颇具挑战，消费者接受度上也面临不确定。对食客们来说，吃的动作不等同于咀嚼，用餐也绝不等同于果腹；相反，饮食是人生的乐趣和人生的艺术。画家张大千先生曾说过：“吃是人生最高艺术”。从中餐到法餐，在饮食文化中讲究美感、追求美感，是非常自然和合乎情理的事情。这种艺术感在科技宅们看来未免有些矫情，但“人造肉”尚无力构造食物口感的美，确是事实。

尽管一些食品工程的研究人员认为，试管牛肉可以通过选用改进加工工艺来改进口感和色泽，比如添加天然复合肌红蛋白、红色甜菜汁和藏红花粉。但是影响味道的因素有很多，“肉味”的来源主要是游离的氨基酸和一些核苷酸，其他因素比如脂肪含量、矿物质、维生素以及一些挥发性有机小分子也会影响到肉的风味。

肉的口感还并不只取决于它的化学成分，也取决于其他的物理结构。为了达到类似天然肉的口感，人造肉必须具备类似的组织结构，可能需要借鉴医学上的“组织工程”技术。提取肌肉细胞虽然容易，但组成肌肉群结构才是真正困难的。在真正的肌肉里，细胞应当“适时适地”地生长，也就是说，当细胞在某个生长的关键时刻，营养物质和氧气要提供到每个生长中的细胞附近，误差应在毫米级，才能形成最理想的口感。

另外，从伦理道德上，试管牛肉是动物肉源的理想替代品，但是对人类来说，这样的替代品会不会造成食品安全的伦理风险？工业化生产人造肉需要在肉中加入一些物质，可能产生一些新的污染，现在还无法预测。迄今只有英国的食品安全机构——“英国食品标准局”对此做过表态：“试管肉或者人造肉目前还无法在市场上买到，但用于培育人造肉的技术已经先进到足以进行测试的程度。任何希望让试管肉产品获得批准的人都必须提供大量证据证明他们的产品安全、在营养方面与现有的肉类产品相当。目前，我们还没有收到任何申请。”

人造肉既然困境重重，“走捷径”的科学家们就选择了不那么关乎口感的“人造鸡蛋”和它的衍生产品，包括炒鸡蛋和蛋黄酱。2013年9月，由比尔·盖茨资助、Hampton Creek Foods 生产的“人造鸡蛋”正式在全美各大超市上架，这是全球首个用植物性蛋白完全代替动物性蛋白功能的食品，从大豆中提取的蛋白质是其主要成分，用胡萝卜染色。在亚洲地区，这种“人造蛋”也已经进入香港超市，并被冠上了亚洲首富的名字——“李嘉诚人造蛋”，还正在加速进入内地市场。

尽管“试管牛肉”摆上超市货架的时间还需要更久，但在资本的帮助下，如果“人造肉”确实健康、成本低廉，摆在全球消费者面前只是时间问题。随之而来的问题是，人造肉会不会像“永生粮”那样到处滋生，没有消除饥饿，却用科技导致了农民的破产？