1 历史 丘吉尔和NASA是先驱

　　“人造肉”的历史不长。第一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。进一步的概念是丘吉尔在上世纪30年代提出的。他曾经说过：“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）。他们有非常实用的考虑：未来的太空旅行可能要用好几年的时间，如何解决宇航员的吃肉问题呢？在空间有限的飞行器里养猪肯定不是个办法。人工培养肉如何？2001年，NASA开始实验人造肉。他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。这个东西一点也不像火鸡肉，NASA只好放弃。

　　第一个“能吃”的人造肉出现在2000年，美国杜鲁大学（Touro）支持的生物科学研究联合体用金鱼细胞培养出了人造鱼肉。2001年，荷兰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申请了制造“人造肉”的国际专利。他们的专利包括在肌肉细胞里加入胶原蛋白，然后把它们泡在营养液里，诱导它们分裂增殖。人造肉和医学有什么关系？用人造食用肉类似的技术，也可以培养治疗肌肉萎缩症的人造肌肉。现在这两方面还在相互借鉴，比如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。

　　同在2001年，美国的韦恩（Jon F. Vein）也申请下了一项专利，据称能培养出让人吃的肌肉纤维。他说，自己二战时被关在日本战俘营里的时候就想着这个东西了。

　　2008年，荷兰政府出资400万美元资助人造肉实验。同年，世界最重要动物权益保护组织动物伦理联合会（PETA）拿出100万美元做奖金，用于奖励2012年第一个“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。

　　2 好处 小猪免死，环境减负

　　PETA支持人造肉的理由很直接：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。理论上，一头猪身上提取的肌肉干细胞可以培养出好几吨的猪肉，而提取干细胞的手术造成的痛苦很小。屠宰牲畜的场面确实让很多人不安，但对肉食的天然渴望又无法消逝。如果用人造肉代替天然肉，那么上面这些问题都会迎刃而解。

　　而从环境保护主义的角度来看，人造肉代替天然肉也有很大好处。牲畜的粪便会污染土地和水源；它们放的屁中含有大量的甲烷，而甲烷的温室效应要比二氧化碳大上25倍。畜牧业对环境造成了相当大的压力，比如山羊会把草根挖出来吃，对草场的破坏很大。动物的蹄、角、骨、皮和内脏往往被丢弃，造成了大量的污染。据统计，美国的牲畜屠宰业每年会抛下14亿吨的垃圾。根据联合国粮农组织的据，当全球陆地面积有30%都被用于养殖业（包括牧场和饲料田）。人类活动导致的温室气体排放中，有18%来自养殖业。而随着全球人口数量的增长和生活水平的提高，肉类消费量至2050年将会翻一番，即从2007年的2.84亿吨上涨到2050年的6亿吨！这无疑将对环境造成很大的压力。而人造肉理论上不会造成这些问题。人造肉没有排泄物，不产生毛、皮、角、骨之类不能吃的东西，立体化生产占用的土地很少。所以，“人造肉”生产对环境是比较友善的。[page]

　　同时，人造肉也可能比天然肉更“健康”。因为人造肉的生产过程中不需要使用抗生素，而且还可以人为地控制肉中的营养物质。比如，鱼类的干细胞可以用来生产欧米加3多不饱和肪脂酸。再将这种东西和实验室里培养出的猪肉相结合，生产出既有肥肉味道，又不会造成高血脂和冠状动脉硬化的猪肉来。

　　3 争论 味道成本是关键

　　千好万好，如果人不想吃，全是白搭。伦敦大学国王学院（King's College）的生物化学家艾利斯说：“肉的味道不光和基因有关，还和你饲养动物的时间有关，一部分吃肉的快乐就来自复杂的肌肉和脂肪结构。它能否被复制仍然是一个问题。”如果人造肉的外观、气味、味道、质感和其他一些因素和天然肉不同，它可能就不能和天然肉竞争，还没来得及完善，就彻底“死在沙滩上”了。另外，缺少脂肪和骨头虽然在科学家们看来是个好处，但对于老餮来说却或许难以接受。

　　同时，也有专家警告说，实验室里培养出来的肉可能会对健康有所损害。英国最重要的有机农业组织“土壤联盟”（Soil Association）的政策经理（PM）霍克里奇（Emma Hockridge）说：“新的技术会带来细微的影响，所以仍然需要监测。”她同时表示，有机农业要依靠谷物和牲畜的能量循环，把牲畜抽离这个系统会破坏生态系统。工业化生产人造肉可能需要在肉中加入一些物质，也可能产生一些新的污染，现在确实还无法预测。

　　而最大的反对力量来自人造肉的成本问题。人造肉需要培养器具、培养基，各种化学物质和精确投放这些化学物质的仪器，以及严格的无菌环境，如果不能快速高效地培养肉，那么它就根本没法和“低科技含量”的传统畜牧业竞争。2008年，美国宾西法尼亚大学干细胞研究专家范德伯格（Herman Vandenburgh）计算出，在实验室里每制造1千克肉，需要投资500万美元。但是刚刚在人造肉方面取得进展的荷兰生物学家鲍斯特则表示，虽然他和同事们还没有确定商业化地生产人造肉需要多少钱，但到了工业化生产阶段，人造肉会和天然肉等价或者更便宜。他的理由是，人造肉需要更少的土地和水，而且减少了皮毛、骨头、神经、内脏的浪费，所以可以比天然肉更便宜。他们俩究竟谁对谁错，还需要时间的考验。

　　新知专题采写/本报记者 刘铮 本版图片均为资料图片

　　本专题感谢：云无心（美国普度大学农业与生物系食品工程专业博士）、罗云波（中国农业大学食品科学与营养工程学院院长）、冯志华（四川大学华西医院细胞生物学博士）

　　法国电影《美食家》里的快餐大亨用一种奇怪的方式生产食品。在流水线上，鱼骨先被造了出来，喷上一堆黏糊糊的面团，再用机器一压，就成了鱼的模样，经过烤制，画上颜色，烤鱼就做出来了。路易·德·菲奈斯扮演一位天赋异禀的美食家，与妄图吞并食品业的快餐大亨斗智斗勇，最终瓦解了对方的阴谋诡计，成功捍卫了传统美食的至尊地位。

　　将这一切糊弄人的东西打倒，无疑是一件“政治正确”的事情。谁料想，如今的法国也已经快餐横行，有些“青山遮不住，毕竟东流去”的意思。更要命的是，被《美食家》狠狠讽刺，打倒在地还要踏上一只脚的“人造肉”，居然真的小露真容了。

　　人造肉的技术说起来并不高深。用干细胞制造出肌肉细胞应该是一般读者所能想明白的简单道理。当然，问题绝非如此简单的。首先，目前用干细胞制造肌肉细胞的技术成本极高，短时间内尚无商业化的可能；其次，因为没有血管输送养料，通常这样的肉只有薄薄一层，而且无法组成肌肉纤维，与“真正的肉”口感相去实在太远。[page]

　　不过，科学家们还是认为这个产业前景广阔。人造肉的技术如果真能成熟起来，并且投入商用，意义将十分重大。

　　众所周知，畜牧业是农业生产中的温室气体排放龙头。同时，畜牧业占用了大量土地，畜牧业使用抗生素的问题也一直被认为是个大麻烦。

　　其次，人造肉可能提高人类的能源使用效率。在传统的养殖行业中，饲料中的大部分不是用来生长肌肉的，而是用来生长其他部分的，比如器官、脂肪组织等等。而人造肉显然不需要这些部分。

　　更重要的是，人造肉回避了一个重要的道德问题：屠宰。2008年，一直谋求禁止牲畜屠宰的美国善待动物组织（PETA）宣布悬赏100万美元，以征求商用人造肉方案，悬赏的截止时间是2012年6月30日。虽然早在2001年就有人申请了“人造肉”的相关专利，但科学家普遍认为在这个截止时间之前实现“人造肉”量产的可能性依然非常渺茫。好在他们并未放弃。

　　在制作这期“人造肉”专题的时候，曾经不止一次地想到：假如，我是说假如———假如有一天，人造肉真的进入了市场，环保主义者们，特别是其中的自然主义者是否会陷入一个两难的境地？一方面，“人造肉”带来的种种好处是他们所乐于见到的；但另一方面，“人造肉”的人造属性又是自然主义者们无法接受的。想想就觉得很邪乎。挺逗的。□徐德芳

　　相关报道请见B10-B11

　　对于很多人来说“人造肉”或许只是《小灵通漫游未来》之类的科幻作品中的幻想。不过，这个幻想很可能会变成现实。近日，荷兰科学家宣布，他们在实验室里培养出了“人造猪肉”，和以往科学家培养的“人造肉”不同，这些猪肉已经有了些肉纤维，虽然还不太像猪肉，但是已经有点像蛤蜊肉了。

　　1

　　制造原理 干细胞增殖产生肉

　　荷兰一个由公共基金支持的联合企业“试管肉联合体”（IMC）从2006年开始已经在实验室里培养猪肉。他们的方法是从猪的肌肉细胞里提取干细胞，然后把它放进富含营养液的“汤”里，帮助这些细胞分裂，复制出想要的数目。“如果我们从一只猪身上取下来1个干细胞，然后在工厂里把它培养成100万个细胞，我们就能少杀很多猪。”参与“人造肉”项目的荷兰马斯特里赫特大学生物学家鲍斯特（Mark Post）说。

　　干细胞(stem cells， SC)是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。动物身体里的肌肉干细胞可发育分化成肌细胞(myoblasts)，后者可互相融合成为多核的肌纤维，形成骨骼肌最基本的结构。现在在培养皿中增殖肌肉干细胞的技术已经非常成熟。

　　荷兰科学家的最终目的是在实验室制造出能够吃的猪肉，最终能在工厂生产它。我们可以把这些肉叫做“人造肉”。以前曾经发明过很多种肉类的替代品，比如“素肉”、“蟹肉棒”等等，素肉是用植物蛋白质做的，而蟹肉棒则是把鱼肉打碎，然后再加淀粉做成的东西。它们按说都可以满足人类对蛋白质的需求，但对天然肉的威胁微乎其微。这里说的“人造肉”是真正的肉，如果研制成功，可能会在很大程度上取代天然肉。

　　2

　　技术难点 组织结构不好搞

　　在实验室里生产猪肉听起来容易，但是做起来并不是那么容易。要说明这个问题，得首先知道“肉”到底是什么。美国普度大学农业与生物系食品工程专业博士云无心表示，狭义的“肉”指的是动物的肌肉组织，广义的“肉”指动物身上的可食用部分。而“人造肉”说的是狭义的“肉”，其主要由水、蛋白质、脂肪、碳水化合物以及一些矿物质、维生素等微量成分组成。各种肉的口感会有很大区别，主要取决于组成它的蛋白质种类和结构。影响味道的因素很多，“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。而肉的口感并不只取决于它的化学成分，也取决于其他的物理结构。肉不是一个一个单摆浮搁的肌肉细胞，而是肌纤维的复合体，里面还有一些脂肪细胞。鉴于公众对食用肉的要求，在实验室里培养肉需要分两步走。提取肌肉细胞和组成肌肉结构，前一步很容易，后一步才是真正困难的。[page]

　　肌肉里含有肌肉纤维，这是些细长的细胞，有多个细胞核。它们不会自我增殖，而是通过肌原细胞（Precursor cells）的融合生长。肌原细胞可以是胚胎干细胞或者“卫星细胞”。“卫星细胞”是肌肉组织里一种特殊的干细胞。

　　理论上，在实验室里培养肌原细胞，让它们融合并不难。但在实际的肌肉里，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，正好有血管通过血液送来营养和氧气，同时把新陈代谢的废物运走。营养物质和氧气需要直接提供到每个生长中的细胞附近，误差应在毫米级。现在科学家们想出解决这个问题的可能方式是建立一个海绵状的“矩阵”，让培养基融入到这个“矩阵”中，用这个“矩阵”来给生长和融合中的肌肉纤维细胞提供营养。

　　另外，其他类型的细胞，比如脂肪细胞也应当在肌肉组织中生长；同时化学信使应当给生长的组织以提示，让它长出正确的结构；最后，肌肉细胞还应当接受“体育锻炼”，通过物理拉伸和运动来促进其发育。

　　3

　　最终成果 不像猪肉像蛤蜊

　　在实验室里制造肉的研究既有很强的实用性，同时也有很大的技术难度，是生物科技和食品科技的一大制高点。美国巴尔的摩布鲁姆伯格健康学院的马瑟尼（Jason Matheny）表示，美国、北欧和日本一些研究机构也在研究在实验室里培养肉，但荷兰科学家是最先进的。而中国农业大学食品科学与营养工程学院院长罗云波表示，中国现在还没有开展这方面的研究。

　　以前，科学家们制造的人造肉都是薄薄的一层。这回荷兰科学家用了30天，培养出的人造猪肉已经有了长达1厘米的肌肉纤维。鲍斯特表示，他还没有尝过自己做的肉，不过可说说这些肉长得什么样。他们培养出的这种肉纤维看上去就像蛤蜊肉，能够成形，但还是有点软塌塌黏糊糊的，这是因为实验室里的肉里所含的蛋白质要少于传统的猪肉。他们遇到的最大问题是如何提高人造肉里的蛋白质含量：在真正的畜肉里面，蛋白质含量达到99%，但实验室里培养出来的肉的蛋白质含量只有88%，其他的大多是水和核酸。鲍斯特表示，低蛋白质含量意味着它可能尝起来一点也不像猪肉。

　　不过，鲍斯特还是表达了对自己研究成果的极大信心，纤维短、蛋白质少的肉，可以用在香肠或者汉堡里，反正这些东西都是用肉馅做的。肉馅本来就是把肌肉纤维绞碎，往往还加入了淀粉一类的东西。

　　鲍斯特表示，他们之所以从猪肉开始，是因为他们最熟悉猪肉，而这种技术可以很简单地用于培养其他的肉类，比如说鸡肉、牛肉和羊肉，人造肉的前途是非常光明的！

　　【链接】

　　未来的肉食在哪里？

　　世界对食用肉的需求一直在增加。以中国为例，1985年中国的人均肉类消耗量为一年20千克，到了2006年，这一数字上升到了50千克。但地球上能够生长的植物是有限的，动物需要吃植物才能长肉供我们吃，如此说来，早晚有一天肉会不够吃的，那么未来的肉从哪里来呢？云无心说，解决未来的吃肉问题，除了肉之外，还有两大出路。

　　出路之1

　　提高生产效率

　　当猪的出栏时间从一年降到半年，鸡的生长期从六个月缩短到三个月，肉的产率就可能成倍地提高。问题是，这种方式面临着无数的批评和疑虑。另一方面，无论生物技术如何先进，动物都只能把植物中很少的一部分营养成分转化成肉。生产1千克的肉，总是需要几千克的饲料（对于牛肉大概是8千克左右），还有上千千克的水。[page]

　　出路之2

　　植物蛋白合成肉

　　在大豆蛋白中加入一些有黏合作用的食物成分，再经过挤压成形，可以获得跟大豆蛋白的本来形态完全不同的东西，比如说，它可以像真正的肉一样撕成纤维的形状。因为来源于植物，所以它不含有脂肪和胆固醇。从这个意义上说，甚至比真正的肉更优越。它的口感也接近肉。但它的味道跟肉实在是具有太大的差距。

　　在北美市场，“替代肉”这个概念只在开发人员和经销商之间存在，它的商品名称是一个完全新造的词。开发人员需要针对具体的食品，开发新的配方，从而避免口味上的问题。比如说，在一个替代金枪鱼的应用中，差不多一半的鱼肉被这种产品所替代，然后加入了适当的色素和香料。最后，当顾客在超市里发现一种便宜的金枪鱼罐头，买来一吃，发现也不错。不明白为什么便宜，去看说明的时候才发现原来是用了植物蛋白替代鱼肉。