下一个餐桌上的人造食品会是啥
2019-11-13张宇
张宇
近来,继食品安全问题成为热点后,食品圈又掀起了新一轮的波澜。而此次事件的主角已超出了我们普通的认知范围,它们正是那些我们曾经只在科幻作品中看到的,包括人造牛奶和人造肉在内的人造食品。
人造食品的出现难免让人喜忧参半。一方面,从科幻到现实,这意味着食物新资源的到来。另一方面,人们对它们的营养价值和安全性表示担忧。
提起人造食品,绝大多数的人会说:现在超市里卖的哪种食品不是人造的?事实上,我们所说的人造并不是加工和制作,而是创造。那到底什么是人造食品呢?
人造食品又叫仿生模拟食品,是用科学手段把普通的食物模拟成贵重、珍稀的食物。它不是用化学原料聚合而成的,而是根据所仿生的天然食品所含的营养成分,然后选取含有同类成分的普通食物做原料,以此制成各种各样的食品。
在生活中,人造食品的例子比比皆是,比如人造黄油、味精等。而为什么同样是人造食品,人造肉和人造牛奶却引起了人们的广泛关注呢?
人造黄油和味精虽然也是人造食品的范畴,但毕竟只是调味品,就和其他食品添加剂一样,用量十分有限,也就难免容易被大众所忽略。但牛奶和肉类则不一样,它们不仅都是人类餐桌上必不可少的食物,而且是非常好的蛋白质来源,能满足人类日常所需的蛋白质和氨基酸,在人类食谱中具有不可比拟的重要性。
我们就来了解一下什么是人造牛奶和人造肉吧。
人造牛奶
人造肉
人造牛奶是利用3D打印技术,将奶牛的DNA序列打印出来,并添加到酵母菌的DNA序列中去,再通过酵母菌的繁殖、提纯和分离,获得酪蛋白、乳蛋白和乳球蛋白,然后再将这些蛋白质和氨基酸添加到玉米糖和其他成分中进行发酵,最终获取与牛奶相近的液态食品。最终获得的这些牛奶与普通的牛奶在口感上没有太大的差别,但它们的保质期比普通的牛奶明显要长许多。
人造肉的情况又是怎样的呢?广义上的人造肉可以分为两种:一种又称大豆蛋白肉,主要是由大豆蛋白制成,富含大量的蛋白质和少量的脂肪;另一种是由动物干细胞制成的,这也是今天我们介绍的重点。
2012年,荷兰马斯特里赫特大学的科学家马克·波斯特博士在全球首次成功培育出了人造肉。首先,他通过提取活体动物身上的一小块肉,然后将这块肌肉组织进行过滤,把它分离成肌肉细胞和脂肪细胞,再把需要的肌肉细胞放置在培养皿中,加入血清进行培养。
血清会给肌肉细胞提供必要的营养物质,如氨基酸、维生素、碳水化合物等,并给细胞营造出仍存在于活体组织身上的感觉。细胞利用培养液中的各种营养成分进行自我复制与增殖。当细胞增多后就会形成带状,就像自然的肌肉细胞在活体组织中形成纤维一样,最终的组织就如同处理过的无骨肉一样。
人造食品更具优势
人造食品和传统的天然食物到底有什么区别呢?无论是人造黄油,还是人造牛奶和人造肉,人造食品的出发点都是基于传统食品的营养成分组成和味道,采用生物化学、生理学等手段进行复制与模仿。
虽然人造食物的绝大部分成分是与传统食物相一致的,区别只在于生长环境的不同,但人造食物存在着独特的优势,可以根据人类的需求进行适当的调整。比如说,人造牛奶在制作过程中会添加能够调节肠道菌群的母乳低聚糖。人造肉在制作过程中也可以控制让何种脂肪进入其中,使其更有利于人类健康,比如可以人为地加入有保护心脏功效的欧米伽3脂肪酸等。所以,从这个层面上说,人造食品独特的优势能够让食品的营养价值更高,而且优于食品强化和转基因技术。
传统食品更易于接受
目前,人造食品还无法取代传统食品。
即便人造肉和牛奶能够随意替换或添加食物中的营养成分,但在营养价值、味道以及人们的信赖度方面仍无法取代传统食品。
随着现代食品分析技术的不断发展,我们对大多数食品中的主要营养成分的种类和含量都已经有了比较明确的认识,但是某些食品的成分及其功能却尚未完全搞清楚。
以人造牛奶为例,很多人认为牛奶中87%是水,剩下的是蛋白质、碳水化合物、脂肪和维生素等基本营养物。但实际上,除了基本营养物以外,牛奶还有很多含量极低但有生物功效的活性物质,如生物活性乳蛋白、β-乳球蛋白、α-乳球蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白等等。这些生物活性物质才是牛奶中的精華,具有抵抗入侵细菌、激活体内免疫反应、维护机体健康等重要作用。
目前的科学研究尚未完全搞清楚牛奶中有多少种生物活性物质,它们都起着怎样的作用。从这个层面而言,人造奶只能做到对牛奶的简单模仿,还无法做到真正意义上的超越。人造肉也一样,虽然和正常的肉饼相比成分基本一致,但它的颜色更浅,味道也更淡,人们更倾向于接受传统肉的味道和质感。
目前,利用肌肉在无菌状态下体外增殖在技术上是可行的,但在量化生产方面还存在着很多技术难题。一方面,虽然我们可以模仿细胞生长所需要的环境,并提供足够的营养物质,但体外培养的细胞的稳定性仍较差。细胞的代谢、自我修复功能等等都会受到影响,因此所有的细胞在体外培养的过程中都会或多或少地发生一些变化。
另一方面,细胞在体外培养超过15代以后,细胞发生变异转化成肿瘤的可能性非常大,但肌肉细胞本身的增值能力有限,因此在培育的过程中就要用到晚期的细胞。而使用这种细胞只能产生两种结果:一种是已经老化的细胞死去,另一种是细胞发生癌变。这些都增加了体外增殖的不确定性。
人造食品未来前景可期
尽管在人造牛奶和人造肉的制造方面还存在很多不确定性,但可以肯定的是,人造食品技术是在人类认知和改造世界的进程中非常关键的一步,并且对人类未来的生存和发展具有非常重要的意义。
一方面,未来世界人口仍面临着巨大的粮食缺口。目前全世界每年消耗的粮食总计达12亿吨,尽管世界粮食总产量逐年增加,但人口仍在不断增长,全球气候的变化导致的自然灾害只增不减,这些因素都会对全球的粮食安全产生威胁。面对这些严峻的问题,人类正积极应对,但仍是力不从心。所以,天然食品的人工仿制注定是一个不可避免的发展方向。
另一方面,人造食品有利于人类的太空探索。随着人类对太空探索的不断深入,压缩食品已经不能满足长时间的太空旅行之需,后勤补给问题严峻。在太空旅行中如何生产食品,保证自给自足,早已成为航天科技关注的重要问题,而人造食品技术恰恰能够解决这些问题。利用基础原料制造符合人类需求的食品,既能满足营养需求,又能提供适宜的口感,最重要的是方便供给。
当然,我们也要对这项技术进行很好的把控。
苏联作家别利亚耶夫曾创作过科幻小说《永生粮》。在这部作品中,科学家布罗依尔发明了“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。但是,“永生粮”到处滋生,导致粮食价格大跌,农民随之破产。科幻小说中预见的事情同样也为我们敲响了警钟,人造食品技术在未来大行其道的同时,会对我们的传统食品行业造成哪些冲击呢?会不会造成新的全球问题呢?这些事情都需要我们未雨绸缪。
无论人造肉和人造牛奶未来的发展前景如何,它们代表的都是未来食品发展的新方向,我们在抱有乐观态度的同时,还需要時刻保持审慎。