跟着科学家有“肉”吃

时间:2022-03-03 07:37:04

跟着科学家有“肉”吃

对很多人来说,人造肉或许只是科幻作品中的幻想。不过现在,这个幻想很有可能会变成现实。

近日,荷兰科学家宣布,他们在实验室里培养出了人造猪肉,与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。这块肉的主人不是在草场上长大的,不会叫,也不会跑,它是在人工容器中,靠“吃”营养液长大的,但它确实像一块真正的肉。在未来10年内,人们很有可能吃到这样的肉。这件事听上去有点超现实,但它却是一些企业投下大钱,一批科学家殚精竭虑想要实现的目标。

人造肉的历史

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。在他的小说《双星记》中,“合成肉”是火星人引入地球的合成食品之一。关于人造肉的更进一步的概念,是丘吉尔在上世纪30年代提出来的。他曾说:“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,如何来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,最终只得到了薄薄一层组织。这个东西一点也不像火鸡肉,NASA只好放弃。

第一块能“吃”的人造肉出现在2000年,美国杜鲁大学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。

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。

人造肉源自干细胞复制

荷兰一个由公共基金支持的联合企业“试管肉联合体”从2006年开始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”。

干细胞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,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,这就是人造肉。以前曾经发明过很多种肉类的替代品,比如 “素肉”“蟹”等,素肉是用植物蛋白质做的,而蟹则是把鱼肉打碎,然后再加淀粉做成的东西。按说它们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。

人造肉有难度

人造肉主要由水、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,也取决于其物理结构。

肉是肌纤维的复合体,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,后一步才是真正的困难。

肌肉里含有肌肉纤维,这些细长的细胞有多个细胞核。它们不会自我增殖,而是通过肌原细胞的融合生长。

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。

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“矩阵”给生长和融合中的肌肉纤维细胞提供营养。

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。

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表示,美国、北欧和日本一些研究机构也在研究实验室里的培养肉,但荷兰科学家是最先进的。而中国目前还没有开展这方面的研究。

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%,但实验室培养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。

对人造肉的质疑

千好万好,如果人不想吃,全是白搭。“肉的味道不光和基因有关,还和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。另外,缺少脂肪和骨头对于老餮来说或许难以接受。

同时,实验室里培养出来的肉可能会对健康有所损害。而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。

人造肉的成本也是个问题。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则表示,到了工业化生产阶段,人造肉会与天然肉等价或者更便宜。理由是,人造肉须要更少的土地和水,而且减少了皮毛、骨头、神经、内脏的浪费。

究竟谁对谁错,还需要时间的考验。

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