山羊芝士汉堡01茬 细胞山羊汉堡由培养肉创业公司Vow推出。人工养殖肉类技术正在为开发稀有甚至全新的食物类型创造机会。图片:誓言。
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接下来的菜单是:细胞农业可以“驯化”地球上的任何动物

一万多年来,动物饲养、维护和屠宰一直是世界各地农业系统的组成部分。如今,畜牧业产生了巨大的经济效益占全球温室气体排放量的14.5%与从动物到人类的传染病的出现有关。随着动物农业对环境和公共卫生的负担增加,必须以更可持续和负责任的方式生产动物蛋白,以满足全球需求。

在实验室利用合成生物学和细胞培养技术从细胞生产动物产品被称为细胞农业。不需要饲养动物,只需要它们的细胞。这项新技术可能为以前难以想象的动物蛋白质来源创造机会。由鸭细胞制成的袋鼠和羊驼汉堡或鹅肝已经处于发现阶段。现在,细胞农业可以提供更多种类的动物产品,并创造全新的食品种类。

培养肉的机会

畜牧业清理土地,威胁生物多样性,以及排放更多的温室气体比所有汽车、飞机、火车和轮船加起来还多,同时还会造成动物痛苦和公共卫生风险。这是一个有问题的实践,很难证明,特别是当一个更有效的方法获得这些蛋白质是可能的。今天,我们可以观察、理解和复制组织发育或产奶时在细胞水平上发生的生物过程。

在实验室中种植肉类需要通过活组织检查从特定物种和组织类型中获取细胞,并在含有必需微量营养素的细胞培养基中培养。这些细胞随后在培养器内培养和生长,形成肌肉、脂肪和结缔组织。

到目前为止,绝大多数养殖肉类的努力都用于生产最常见的肉类,包括牛肉、猪肉、鸡肉、鱼和海鲜。但是,随着我们开始下一次农业革命,我们不仅有机会改变我们获取肉类的方式,而且有机会改变我们生产的肉类类型。

奢侈食品可能变得负担得起和合乎道德

鸭子

众所周知,养殖鸭子被滥用来制作像鹅肝这样的奢侈美食。细胞培养技术可以阻止虐待动物和这些食品的高价.图像中Aleix唯一从…起皮克斯湾

历史上,动物福利问题和灭绝威胁限制了人们食用具有文化和美食意义的肉类菜肴。但细胞农业可以减少成本等障碍,克服有争议的做法,生产奢华美味的肉类。

鹅肝(Foie gras)是法国著名的一道菜,它是将鸭或鹅的肝脏强行喂大10倍后制成的。由于这种专业的不道德生产,它已经在几个国家被禁止。该公司首席执行官兼联合创始人尼古拉斯•莫林-福里斯特表示:“这种美味的产品正在经历一场生存危机,它需要自我改造,以避免成为越来越多的消费者会拒绝的历史遗迹。古尔米,这是法国第一家开发道德鹅肝的养殖肉类公司。

Gourmey团队
Gourmey团队采集了世界上第一批基于细胞的鹅肝样本。图片:Gourmey

在Gourmey,干细胞是从刚下蛋的鸭蛋或鸡蛋中提取出来的,放入耕耘机,并以基本的营养物质喂养。在合适的环境中,这些细胞可以自然繁殖和分化成所需的细胞类型,如肌肉、脂肪或肝脏。Morin-Forest说:“如果我们观察鹅肝,我们会调整细胞营养,稍微增加健康的植物脂肪水平,以复制直接在细胞水平强制喂食的效果。”一旦脂肪肝细胞变成组织,它们就可以与其他成分一起烹饪,完成鹅肝酱的食谱。

鹅肝并不是唯一通过细胞培养技术引起关注的奢侈食品。缅因州的龙虾,通常被认为是地球上最甜最美味的龙虾,正受到过度捕捞和气候变化的威胁。有教养的颓废威斯康星州的一家初创公司正致力于养殖缅因州龙虾。

该公司收集组织样本,并分离出单个龙虾细胞。然后,这些细胞在一个可食用的支架上,在一个安全、受控的环境中生长,以采用野生捕获的肉的结构和质地。脚手架是一个关键组件。没有它,以细胞为基础的肉就不能保持一块牛排的形状,在这个例子中,也不能保持龙虾尾巴的形状。

通过合成生物学使高档肉类更加合乎道德和价格合理可能只是开始。现在,一些企业家在问:我们能否从以前从未尝过的品种中培育出健康美味的肉类?

带来新的口味,口味和纹理的桌子

由于人造肉是从生物反应器中的细胞开始的,从理论上讲,肉可以从地球上几乎任何动物身上生长出来。“你发明了这个疯狂的新平台技术,你真的可以做任何你想做的事情。你可以设计独角兽肉,却选择了鸡肉?的创始人兼首席执行官乔治•佩普说誓言这是一家位于悉尼的初创公司,专门培育珍奇动物肉。

Vow正在建立一个专有的细胞库,作为新型肉类的基石。这些细胞类型中有许多来自于以前被忽视为肉类来源的生物。Peppou说:“从这些细胞中,我们创造了一系列的原料,以出售我们不能养殖的单一品种的肉,或作为提供真正独特的东西的多品种混合肉。”到目前为止,Vow的细胞库包含了11种不同的动物,包括水牛、羊驼和袋鼠。

许愿队检查菜肴

Vow团队品尝他们的第一道新奇菜肴,包括养殖山羊汉堡和袋鼠饺子

通过仔细分析细胞和对养殖肉类进行感官评估,Vow正在测试决定风味、质地和营养的关键分子成分。由于细胞的发育和功能因物种而异,因此必须对这些生物学差异和特征进行分类。“随着时间的推移,我们可以在越来越多的物种、更多的细胞类型和更多的工艺条件下种植它们,”Peppou说。

特征细胞库成为设计具有新特征和风味的食品的数据和原材料来源。与传统的食品生产设施不同,该公司正在创建设计工作室,以建立一个新的食品类别。这些产品将与过去几个世纪被称为肉类的产品不同。Peppou想用新的词汇来描述这些食物。“我们不想称之为肉,我们也不想做同样的事情,”Peppou说。

在养殖不容易商业化的动物肉方面,Vow并不是唯一一家。Berkeley-based启动时,Orbillion生物美国农业部(usda)正专注于各种传统肉类,如和牛、麋鹿、绵羊和美国野牛。今年3月,Orbillion Bio举办了第一次公众品鉴活动提供与养殖的和渝牛肉、麋鹿和绵羊混合的肉类。

漫长的文化之路(d)批准

尽管人造肉技术进展迅速,但在监管审批、消费者接受度、商业规模扩大和价格平价方面仍面临许多挑战。

人工养殖肉类要商业化,首先需要食品机构的监管批准。2020年12月,新加坡食品署(SFA)成为世界上第一个批准商业销售养殖鸡的机构。预计其他食品监管机构也会跟进,但保守的监管机构可能更不愿批准基于细胞的产品。

食品和药物管理局(FDA)和美国农业部食品安全和检验局(USDA-FSIS)必须制定详细的程序,并对培养动物细胞的产品进行监管。FDA监管基于细胞的产品设施和广泛的上市前咨询流程。USDA-FSIS接管最终流程,检查进行细胞培养的场所,并执行标签和其他合规规定。

野牛

饲养美洲野牛是为了获取它们的肉。野生野牛几乎被猎杀到灭绝,但保护工作已经看到它们的数量增加。细胞培养技术可以帮助保护野生兽群的土地,消除养殖这些标志性美国动物的需要。图片:乔Zimny,Flickr

与来自驯养动物的细胞肉相比,批准来自外来物种和多种物种的肉可能需要更长的时间。根据Peppou的经验,一些监管机构希望证明基于细胞的食品与任何其他细胞系一样安全,而其他监管机构则将特定物种的肉类要求作为监管的基础。他承认,在使用后一种标准的国家,可能更难批准Vow的产品。

根据Peppou的说法,“澳大利亚的新型食品途径具有难以置信的灵活性,而且是以证据为导向的。目前,监管机构认为该途径适合养殖肉类,这对他们来说是一件非常好的事情,让他们来决定和适应。”在美国,由于严格的FDA标准,食品审批过程可能需要更长的时间,缺乏政治意愿和更强大的养牛游说团体

除了监管部门对培养肉的批准外,新型细胞肉的采用还取决于公众。Morin-Forest说:“人工培育的鹅肝使我们能够保存一种烹饪遗产,并将其带入21世纪。”

Morin-Forest表示,Gourmey一直专注于了解消费者的看法。Morin-Forest表示:“我们一直在与不同的群体进行直接接触,主要是在社交媒体上,我们已经与不同的受众进行了5000多次对话,结果非常有利。”他还指出,真实性和透明度可以让人们清楚地理解培养肉在可持续性、食品安全或动物福利方面的好处。

然而,大多数消费者对养殖肉类的接受度研究都是在没有实际产品的情况下进行的。目前尚不清楚当这些食品进入市场时,公众的看法会发生怎样的变化。由于许多制造商目前缺乏开发养殖肉类的经验和基础设施,该领域的许多公司可能不得不在内部开发和扩大产品规模。在Vow,Peppou致力于垂直整合,一种公司控制或拥有其供应链的安排。“我们必须建立自己的开发规模的设施,如果不是我们的第一个商业规模的设施,甚至到市场来证明需求,”Peppou说。

Gourmey正在做出类似的努力,以降低成本,增加养殖鹅肝的产量。Morin Forest估计,一旦达到规模,从细胞到叉子的过程可能只需要三到四周,而传统农业从孵化到屠宰只需要三个月。该公司的目标是到2023年或2024年为消费者提供合乎道德的鹅肝酱。尽管面临监管批准、消费者接受和商业规模扩大的挑战,基于细胞的农业仍在迅速发展。

无限口味的开始?

袋鼠饺子与野生动物

袋鼠肉被认为是一种奇特的特产,但袋鼠不能被驯化——目前所有袋鼠蛋白都来自于在野外捕猎这些动物。细胞培养技术似乎限制或结束了这种狩猎行为。左:袋鼠饺子的誓言。右图:野生袋鼠群(约翰·席林,弗利克

对Peppou来说,定义一个新的食物类别与品尝特定的生物无关,而与创造丰富的、新的体验有关。“最终,这与动物无关。而是我们能创造什么。Peppou说,有了细胞库中的构建模块,该公司有一天可以生产鸡胸肉中的肌肉蛋白,同时富含鲑鱼中的omega-3。如果能够实现,人造肉的味道和质地的可能组合将是无限的。

随着细胞肉质量的提高,Peppou预计公司将改变其肉类的功能、营养水平、味道和质地,以脱颖而出。他预测,基于细胞的产品将不再是真正肉类的忠实复制品,而是具有鲜明的特征,被视为一个品牌,并根据感官体验进行描述。

除了对环境和食物创新的好处外,人造肉还有助于我们理解发育和细胞生物学。研究细胞农业中的生物过程有助于推进医学和基础科学研究。

根据Morin Forest的说法,“通过细胞农业改造鹅肝只是我们旅程的开始。这是我们展示创新和传统可以携手并进的方式。”在鹅肝酱之后,Gourmey可能会转向鸭汉堡,而Vow正着眼于将海龟肉添加到其细胞库中。

我们可能正处于一场新的以细胞为基础的农业革命的开端。这项技术可以把那些无法在市场上买到或者根本就不存在的食物放到餐桌上。有了细胞农业,我们可能不必为了道德和可持续性而牺牲饮食的乐趣。有一天,我们也许能品尝到我们做梦都没想过的食物。然而。

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我对生物学、技术和社会的交叉感兴趣。当我写作、阅读、学习和谈论生物技术时,我非常兴奋。我总是通过提出周到的问题、寻求新的观点和批判性思考来考虑新的发展的人文方面和伦理含义。我的理想时期包括P编程。伊顿,读一本非小说类的书,认识新朋友,和我的狗散步。

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