人造肉技术的生态与经济研究进展及展望

祝宏辉，赵瑞彤

(石河子大学 经济与管理学院，新疆 石河子， 832003)

人造肉技术(cultured meat technology)是一种使用干细胞体外培养等生物工程技术代替传统畜牧业生产来获取肉类资源的生产技术手段。人造肉既可以满足人类肉类消费需求，又可以减少环境污染，是理想的肉类替代品[1]，能有效缓解全球肉类供给不足和生态环境问题，研究人造肉技术对经济、社会和生态环境带来的影响，分析人造肉产品的市场前景，对于未来人造肉技术推广有着重要的意义。本文从生态价值评价、经济评价、社会及风险评价的角度，对近年来与人造肉技术相关的研究成果进行梳理。

1 人造肉技术及其生态价值评价

1.1 人造肉技术及发展现状

人造肉技术的产生得益于干细胞分离技术、体外细胞培养技术和组织工程等生物技术发展[1]。其生产工艺可以大致分成3个生产环节：(1)原料准备：在该环节中，需要准备为细胞增殖供给能量的营养液、促进细胞增殖的某些生长因子以及从动物组织中分离出的干细胞；(2)组织培养：主要利用体外细胞培养技术和组织工程技术，在生物反应器中完成干细胞的分裂与分化，细胞在生物反应器内的培养基中增殖至足够数量时，会在特定的环境条件下融合在一起，分化成肌管，并进一步形成成肌肉纤维与肌肉组织；或者跳过分化阶段，使用添加剂使细胞沉降并将沉降物压制成型；(3)加工成品：将获得的肌肉组织或肌肉细胞加工成需要的肉类产品[2-7]。在模拟生产的研究中，多数将干细胞分离的工艺从整个人造肉生产的流程中剥离出来，把干细胞视为可于市场上购买的“种子”；在此基础上，将蓝藻、玉米、大豆等作物的水解液作为营养来源，采用与酵母菌类似的培养方式，理想状态下，一个体积为20 m3的生物反应器每年约可生产肉类产品25 600 kg[8-12]。国外目前从事研发人造肉生产的企业有美国的Memphis Meats和Beyond Meat、荷兰肉类生产企业Mosa Meat、以色列的生物科技公司Future Meat Technologies等。其中荷兰企业Mosa Meat宣布拟于2021年进行规模化投产。

1.2 人造肉技术的生态价值评价

生命周期法是对产品从研发到最终消亡整个过程所造成的环境影响的一种评估方法。TUOMISTO等[9]利用该方法对人造肉规模生产的环境影响进行初步计算并与欧洲传统的畜牧生产方式进行比对，结果显示，使用细胞工程技术进行体外生产的人造肉在能耗、温室气体排放、土地使用及水资源消耗上都显著低于传统的肉类生产模式。之后，TUOMISTO等[10]又在先前的研究基础上，对人造肉规模生产的环境影响进行了进一步评估，将人造肉生产所消耗的能源、产生的温室气体排放、占用的土地面积及产生的水足迹与猪肉、牛肉、羊肉和家禽的生产过程中的环境影响进行比对，其结果表明，除能源消耗与牛肉接近外，其他3项指标都显著低于猪肉、牛肉、羊肉，并指明因生产人造肉而解放出来的大片土地如果用于建造自然保护区或森林，将会大大改善生态环境。MATTICK等[11]也使用了生命周期法对人造肉的环境影响进行了评估，在详细计算人造肉生产的每个步骤可能产生的能源耗费、温室气体贡献、富营养化贡献和土地占用后，结果显示，人造肉生产消耗的能源远高于传统的肉类生产方式，温室气体排放能力介于牛肉与猪肉之间，富营养化潜力介于猪肉和鸡肉之间，土地占用能力最低。SMETANA等[12]借鉴了TUOMISTO[12]所假设的生产流程，测算结果表明如果仅从生态保护角度比较，在市场上推广植物蛋白相关产品要更优于推广人造肉相关产品。

MATTICK等[13]总结了TUOMISTO的研究结果，并指出了其研究中的不足之处：没有考虑资本和生产要素从传统畜牧业转移到生产人造肉后，将无法继续生产畜牧业的副产品——诸如皮革、羊毛加工带来的价值增殖；并且还忽视了技术创新因素对降低成本的贡献。SUN等[14]以中国农业为视角，测算、比较人造肉与中国的主要肉类生产的消耗与排放，结果表明人造肉在温室气体排放与土地占用上远低于猪、牛、羊的养殖，而在能源消耗上则略高于它们；SUN认为，尽管能源消耗高于传统畜牧业，但如果将机会成本考虑在内，人造肉的生产将会对中国的环境产生极其有益的影响。ALEXANDER等[15]对比了可食用昆虫、人造肉和素肉(imitation meat)3种肉类替代品与普通肉类在土地资源利用方面的数据，人造肉的环境效果优于猪、牛、羊肉，但略逊于鸡肉等禽类蛋白质来源，通过改变人们的饮食结构，用人造肉、鸡肉或者昆虫来代替日常饮食中的牛、羊肉，可有效改善生态环境。

2 人造肉技术的经济评价

2.1 人造肉消费意愿调查

一批学者先后在欧洲、北美洲的一些国家展开了人造肉消费意愿调查，调查结果显示只有约三分之一的消费者愿意为人造肉买单；并且能够接受人造肉的消费人群特征非常明显：性别多为男性，年纪一般较轻，大多数人接受过较为高等的教育，在思想上多属于自由派[16-26]。有研究表明，选择经常食用人造肉的被调查者中，大多为一些受教育程度较高的年轻男性，或者平时就有食用肉类替代品习惯的人，以及一些高度关注环境保护的人。VERBEKE等[16]来自葡萄牙、比利时以及英国的179名消费者展开了网络调查，其中102名消费者举行了小组讨论，采用主题分析法分析了调查记录与讨论结果，发现参与者对听到人造肉这个陌生概念后的第一反应往往是惊讶与厌恶，然后才开始思考关于人造肉的科学性，以及可能产生的正外部性。之后，VERBEKE等[21]又对比利时北部的部分消费者进行了调查，调查结果显示，约三分之二的消费者不确定自己将来是否选择消费人造肉，在了解了人造肉可能带来的益处后，接近一半的调查对象对消费这类新型食品表达了积极的态度。APOSTOLIDIS等[22]以随机效用模型为框架考察了消费者对肉类及肉类替代品的偏好，并用logistic回归对247名英国消费者的调查数据进行分析，结果显示：脂肪含量、原产地和价格是影响消费者偏好的主要因素，环境影响、生产方法和品牌产生了次要影响，肉类替代品的开发应当针对特殊群体——如环境保护主义者而非普通消费者。也有一些研究表明性别、饮食习惯、政治立场、城乡差别等因素会对人造肉消费意愿产生显著影响[17-19,23]。

2.2 人造肉的成本投入分析

消费者能够将人造肉作为日常消费食品的条件之一，就是需要一个较有竞争力的价格或较低的生产成本。在2013年人造肉试吃会上，32万美元的生产成本显然是普通消费者无法接受的。ORZECHOWSKI[27]认为在没有发现一种新的低成本替代技术之前，以目前的技术水平，生产人造肉的成本过于高昂，人造肉商业化生产很难实现。有学者指出目前的人造肉生产技术，要么仅在理论上可行，要么只适合于小规模生产，大规模的商业生产还有待时日[8,28]。SPECHT等[29]总结了目前的各项技术，认为人造肉在规模化的商业生产上没有根本的技术缺陷，但这些技术成本较高，需要不断加强科研机构与食品企业间的合作交流，以降低生产成本。

3 人造肉技术的社会及风险评价

3.1 人造肉技术的社会评价

3.1.1 对传统农业的冲击

持消极观点的学者认为人造肉技术会吸引投资者将其作为新兴生物产业进行风险投资，将会打破现有的畜牧业经济结构平衡；由于小型牧场不具备规模优势，因此受人造肉技术冲击最大是那些生产经营规模较小的小型牧场主；为了节约运输成本，人造肉工厂可能会建在离城镇较近的地方，会使得相关的就业机会从农村转移到城市，并对从事畜牧业技术服务各类人员的就业产生冲击[28,30-31]。持积极观点的学者则认为，人造肉对传统畜牧产品可能产生的并非是替代效应，人造肉生产可能不会减少传统的肉类生产，而是增加全球肉类总消费[32]；人造肉技术的推广会压缩传统畜牧业生存空间的同时，将会缩减饲草的种植规模从而降低世界粮价[33]；人造肉技术有助于推进“农粮畜纵向一体化”发展[34]，并促进传统农业朝着工业化农业发展，通过提高生产力水平，为传统农业发展注入新动力，从整体上提高世界农业水平[35-36]。

3.1.2 对社会平等的影响

还有部分学者认为，人造肉的生产可能会带来经济与社会层面上新的不平等。PLUHAR[37]指出，要使人造肉成为一种道德上可接受的解决方案，它必须是“任何经济背景和文化的人”都可以获得的消费品，这需要来自政府和社会各界人士的监督。但未来人造肉是否能成为“任何经济背景和文化的人”都可以获得的消费品，学者们产生了分歧：一部分学者认为人造肉会是一种价格高昂且只为满足高收入人群的某些特定的道德需求——如动物保护主义的产品[38-39]；另一部分学者则认为人造肉的出现会挤压传统畜牧业的行业规模，导致普通肉类价格上涨，食用普通肉类将最终成为高收入人群的专利[40-41]。人造肉技术除对消费层面的平等问题产生影响外，对生产层面的社会平等问题也会产生一定的冲击，还有一些学者认为，生产人造肉所需要的复杂的技术手段不利于在各个地区展开自主性地自给自足地生产，这会进一步增加跨国食品公司本已拥有的巨大影响力，形成新的“食品寡头”，从而抢夺了多数发展中国家农、牧民的收入来源，结果很可能会拉大世界南北差距，加深北半球对南半球的控制[34,40,42]。

3.2 人造肉技术的风险评价

3.2.1 食品安全风险

BONNY等[35]指出，人造肉技术在卫生领域的风险远低于传统畜牧业，无菌环境中培养出的细胞能最大限度的解决畜牧业中牲畜染病并将病毒传染给人类的问题。SHARMA等[43]持同样观点，他认为人造肉技术能够妥善解决从畜牧业中产生的影响人类社会的瘟疫(如甲型H1N1流感、口蹄疫等)问题，以及传统畜牧业中滥用抗生素等问题，推广该技术能够有效降低相关风险。但也有学者持相反观点。PETETIN[31]认为人造肉体外培养步骤繁多，每一步都有出错被污染的可能；VERBEKE等[21]则认为该项技术带来的食品安全风险很可能在被长期食用后才会显现；BHAT等[28]担心该技术会不会在生产过程中伴随一些未知的有害物质出现，因为这项新技术并没有系统的科学依据来证明它的安全性。

3.2.2 社会道德风险

人造肉技术以其无动物生产的特性受到了动物保护主义者的青睐，其在满足人类的蛋白质需求的同时也兼顾了动物福利及动物解放等伦理道德问题[44-49]，但这项新兴技术仍存在其他一些社会道德层面上的风险。STEPHENS等[32]认为，在将来人造肉和普通肉类并存的情况下，若人造肉的生产成本低于普通肉类，可能会出现传统的肉类制品中用人造肉以次充好的现象，消费者在不知情的情况下食用人造肉，会造成一些不可挽回的后果。KADIM等[49]担心，在生产过程中，既然不涉及到动物的屠宰，那么会不会出现采用人的干细胞进行生产的反人类的现象。针对这些道德层面上的风险，部分学者认为需要加强来自政府的监管，应当单独为人造肉设计相关的法律法规及监管措施[33,41]。

3.2.3 技术经济风险

以可接受的成本设计、开发非动物来源的培养液和大型生物反应器，是大规模、低成本的生产人造肉的两大难题[28]，这两类难题的复杂度与难度从内部增加了人造肉相关产业与研究的技术创新风险。而人造肉本身的非自然性也加大了产品面市后的市场风险。人们对人造肉的非自然性具有心理上的排斥，人造肉的“不自然”或“太技术”引起了人们的不安，它挑起了消费者对大型、阴郁和空旷的工业场地的联想[50]。如SIEGRIST等[51]所言，消费者对天然食材和人造食材的风险感知是不一样的，对非自然生产的食材往往有着过高的风险评估[51]。

4 总结及启示

4.1 文献评述

4.1.1 跟踪技术创新进展，动态评估人造肉技术的生态、经济效益

研究结果一定程度上证实了人造肉技术在生态保护领域的优势，但目前研究的一个主要不足在于人造肉尚未实现商业化、产业化运营，其生产原料、生产流程、生产设施等都存在着较大的不确定性，而这种不确定性将对其经济、生态价值评估结果产生较大的影响，需要对人造肉的生态、经济价值进行持续、谨慎、系统的评估。此外，人造肉生产流程中产生的废污成分的测量、处理废污的成本以及如何利用人造肉生产过程中产生的废污，也需要进一步关注与研究。

4.1.2 关注不同地域、不同文化对人造肉消费意愿的影响

有关人造肉消费意愿的调查多集中于欧美地区，而对拥有庞大肉类消费市场及消费潜力的发展中国家，如中国、印度等国家的消费群体的研究则比较少见。考虑到发达国家与发展中国家居民的消费理念差异、以及地区间文化差异等因素，针对不同国家地域、不同文化的消费群体的消费意愿调查、营销策略、市场预测等方面的研究将更有意义。此外，如何估计人造肉投产售卖后的具体收入、成本、现金流量，以及该项技术的专利价值；如何评估不同区域人造肉产业在经济上的可行性，以及对国民经济的具体影响；如何评价人造肉产品在应对食物短缺风险时的价值；这些问题都有待进一步的研究。

4.2 对中国畜牧业发展的启示

4.2.1 人造肉技术与产业是中国未来畜牧业结构发展优化的可行选择

改革开放40多年，中国畜牧业发展取得了举世瞩目的成绩，主要畜牧产品供给基本保障我国居民的蛋白质需求，畜牧产品结构日趋合理，畜牧产业规模化、集约化程度不断提高[52]。但与发达国家相比，中国在畜产品规模化生产、人均畜产品消费水平上，还存在不小的差距[53]，消费者日益增长的蛋白质需求和畜牧业有效供给不足仍然是当前中国畜牧业发展面临的主要矛盾。目前中国畜牧业生产特点是规模化、集约化生产与小规模、家庭散养并存，且规模化、集约化畜养比重低于小规模、家庭散养。因此提高畜牧业规模化、集约化生产水平成为解决中国畜牧业有效供给不足的现实途径，但同时也面临食品安全、疫病防控、粪污处理、动物福利等方面的挑战，这些挑战成为困扰中国畜牧业结构发展优化与“美丽乡村”建设的难点[54-59]。总体而言，人造肉技术与产业具备生态环境的正外部性、食品安全的低风险性、技术潜力的高成长性等特点，在推进中国畜牧业向集约型、环境友好型发展过程中，研发推广人造肉技术，建立以人造肉产业和传统规模化、集约化养殖二元并重，农户散养为补充的畜牧业产业格局，不失为一种理想的畜牧业发展格局。

4.2.2 依据现实国情加快中国人造肉技术产业化研究

中国在人造肉的技术经济研究方面目前还处于起步阶段，借鉴学习国外研究成果与观点，有助于中国人造肉技术经济研究体系的建立与健全。但在借鉴学习国外研究成果与观点的同时，应依据现实国情加快中国人造肉技术产业化研究。其一，中国五千年的历史文化积淀与当代社会经济发展水平，在经济结构、人口特点、饮食习惯、畜牧业发展水平等方面，形成与世界其它国家、地区显著区别的特征，有必要在中国特定情境下展开诸如人造肉生态效应测算、消费意愿调查等方面的研究；其二，即便在中国境内，由于幅员辽阔，不同地区间地理环境、经济发展程度、饮食文化、居民思想观念差异较大，人造肉技术推广在农区、牧区、林区、沿海地区的生态效益与经济效益也会产生较大差异，人造肉技术背景下区域畜牧业发展布局、相关产业调适、农、牧民生计影响等问题各有侧重，因此区域细分、行业细分、主体细分的研究可能更有实际参考价值，将有助于人造肉产业在中国的积极推进。