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你对肉的欲望,科学家正在尝试用这3种方法满足

2017/08/30 来源:Nature自然科研
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导读
我们对红肉的欲望似乎永不满足,这对健康和地球都不好。不过,具有可持续性的“代肉”正跃跃欲试,不过真的有人愿意尝试这种新型“肉食”吗?


没有肉的不可能汉堡,它的原料包括:土豆、血红素蛋白、大豆、椰子和小麦。Impossible Foods

本文转载自“Nature自然科研”,原文以Sustainability: A meaty issue为标题发布在2017年4月26日的《自然》专刊上Food Security,原文作者:Olive Heffernan。

我们对红肉的欲望似乎永不满足,这对健康和地球都不好。不过,具有可持续性的“代肉”正跃跃欲试,不过真的有人愿意尝试这种新型“肉食”吗?

汉堡肉饼在接触平底锅的那一刻发出了嘶嘶声。熟悉的烟熏香气溢满了房间。第一口咬下去的时候可以看到肉饼里面粉粉嫩嫩的,流淌着汁水。不过这可不是一般的汉堡肉饼,虽然它整个是用植物做的,但它看起来、吃起来都像真的汉堡。它的制造者是加州硅谷的科学家。

生物技术学家 Chris Davis 表示,“肉是真的好吃啊,但是肉的制造过程效率非常低。过去40-50年里,肉类从特殊日子的珍馔变成了每日的盘中餐。”这个全素汉堡“不可能汉堡”是“不可能食品”公司制造的,Davis负责这家公司的研发。

到2050年,全球人口预计将增长约15%,达到90亿以上。这将对环境和人类营养都造成史无前例的压力。在此期间,全球的肉食需求预计将增长73%。要满足这个需求的话,每年的肉产量都要增加1.6亿吨才行。

我们的地球可没法轻易跟上人类肉食需求的节奏。Davis表示,“好的耕地越变越少。”地球30%的耕地面积已被用于畜牧业,而畜牧业产生的温室气体排放占全球的近15%。牛是罪魁祸首,它们不仅产生大量甲烷,而且肉牛产业还消耗大量的水(一千克牛肉要消耗15 415升水)和耕地。

此外,大量食用红肉(发达国家的典型生活习惯)对我们的健康不利,而且一般会增加糖尿病、癌症和心脏病的风险。

如果用更具有可持续性的蛋白质来源来代替的话,健康和气候变化问题都能得到缓解。不过说得容易做起来难:我们中的许多人根本没法戒掉牛肉。虽然西方国家在过去的30年里口味有了变化,越来越多的人开始吃鸡排和猪排,但是大众对牛肉的需求,尤其是汉堡肉饼的需求还是很强劲。

科学家们一直致力于说服公众,尤其是选择余地较大的发达国家的人重新思考自己的饮食。他们想劝人尝试吃昆虫和新奇的食物,或是用对环境影响较小,但吃起来和普通汉堡别无二致的各种口味的“假”汉堡来满足肉食男女的欲望。

荷兰马斯特里赫特大学血管生物学家Mark Post表示,“我们面临的(环境)问题非常严峻,因此我们要尝试任何可能性,看看哪种方法能成功。”他是在实验室里制作汉堡的第一人。不过,牛津大学研究食品系统和可持续发展的Tara Garnett则认为,人们饮食的灵活性还是挺大的,“‘美食’的潮流随时间变化,我们要多一点想象力。”不过,要和牛肉一争高下的“代肉”对环境和健康的影响又如何呢?

如何做出一块以假乱真的牛肉?

2011年,一家以创造更具有可持续性的食物系统为目标的初创公司构思了“不可能汉堡”汉堡的概念。经过5年的研究,他们从味道和口感两方面定义了肉,并创造出了“不可能汉堡”。他们找到了让肉之所以为肉的元素(脂肪含量、肉汁含量和烟熏味),然后将它们逐一还原。

他们使用的原料是小麦和土豆蛋白、天然增味剂、椰子油,还有最关键的血红素。动物组织,如血红蛋白或肌红蛋白中富含血红素,而血红素里富含铁。生牛肉里含有大量肌红蛋白,因此产生了它特殊的颜色。在烹调的时候,肌红蛋白使牛肉产生焦糖和烟熏的味道。Davis表示,“最重要的发现之一就是,血红素蛋白决定了肉的味道。”

找到稳定的非动物的血红素来源是第二个挑战。一开始,研究者们尝试从大豆(Glycine max)根部提取含有血红素的蛋白。Davis表示,“在做了大量研究后,我们意识到,并不存在具有环境可持续的方法来采集根瘤,并提取其中的血红素蛋白。”需要大量的大豆才能萃取出汉堡所需的血红素。因此他们转换了研究方向,现在在实验室中用经过基因工程改造的酵母制造血红素蛋白。

在包括纽约米其林星级餐厅“普通人”在内的11个美国餐厅里可以买到不可能汉堡,它的售价约16美金。它并不是市面上唯一的人造汉堡,另外一个主要竞争对手是超越汉堡。超越汉堡在商店有售,但需要回家加热,它的肉色主要来自于甜菜根汁提取物。消费者对这两款人造汉堡的评价都不错,但是许多人认为不可能汉堡更逼真、更像普通汉堡。许多美食博客说它“鲜美多汁”,而且有一种“矿物质和鲜肉的滋味”,特别是四分熟的时候。

但是反馈也并不尽是溢美之词。在项目进行了1年以后,该公司曾测试了第一个版本。Davis回忆,“它被人形容成酸臭的玉米糊,这已经算客气的评价了。”好在肉饼在烹调过程中会变得有嚼劲,而且还会散发出烟熏的香味,这让研发团队相信自己走对路了。

不可能汉堡表示,对汉堡的每样原料的环境影响进行分析后他们发现,和传统汉堡相比,人造汉堡更加环保(参见“可持续发展的选项”)。这项研究虽然没有发表,但是该公司表示,把四分之一磅的牛肉饼用同等大小的人造肉饼代替的话,节约的水相当于洗一次10分钟的澡,减少的温室气体排放相当于一辆普通的汽车开29公里,而且还节省了大约7平方米的土地面积。而且从营养价值上讲,人造牛肉饼含有的蛋白质和铁和一个一般的汉堡相当。

不可能食品公司目前只能制造数量有限的人造汉堡肉饼。要让不含肉的人造肉出现在超市货架上还需一定时日。虽然人造汉堡得到了不少正面的评价,但还是有人能区分真肉和人造肉的差别,特别是当两种肉没有搭配丰富的酱料时。

人造肉实验室

即使是对于牛肉的死忠粉来说,马上也会有更加具有可持续性的菜单选项出现。在过去的几年里,科学家们一直在实验室里培养牛肉,把它们做成汉堡肉饼或是肉圆。

一般来说,实验室培养的汉堡肉饼首先需要从活牛身上提取肌肉细胞,然后在实验室里用富含营养物质的血清进行培养,使它们长成肌肉组织。

肌肉细胞会长成一小股一小股的。大约2万股肌肉细胞可以做成一个一般大小的汉堡肉饼。从生物学角度看,这种肉和牛身上的肉没有差别,只不过真牛肉做的汉堡肉饼里会有少量骨头、软骨和结缔组织的碎渣。它的蛋白质和铁含量和普通汉堡肉饼相当,而且还可以通过人为增加维生素和矿物质来提高它的营养价值。

这背后的逻辑是这样的,在实验室生产一个汉堡肉饼所排放出的温室气体(每千克可食用部分的二氧化碳当量约为7.5千克)仅仅是普通牛肉汉堡的一小部分,而且用水仅为后者的10%。但是大规模生产的能耗并不清楚,这将取决于还在研发的生产工艺。

2013年,Post向媒体公布了世界第一个在实验室里制造的汉堡肉饼(用了一点食用油和黄油煎的)。这个汉堡肉饼原型的制造成本是33万美金,而最初的评价顶多算中规中矩。Post表示,“当初这个汉堡肉饼看起来还是挺逼真的,因为大家觉得它是肉做的,但是它吃起来口感很干。”从那时候起,Post和他的团队就开始通过在汉堡肉饼中添加用干细胞培养的脂肪组织,让它变得更美味多汁。另外一家加州的公司孟菲斯肉类也在实验室里制造了一种肉圆,据报道它的成本大约是每千克4万美金。

Post希望在未来10年里,他的团队能够生产出每千克零售价在60欧元(合64美金)的汉堡肉饼,如果生产效率高的话,甚至能把价格压至12欧元。如果能卖到12欧元,这和英国超市的有机碎牛肉的价格相当。

规模化生产的一大难点在于迅速生长大量肌肉细胞。Post第一个汉堡肉饼所使用的细胞是用一种相对简单的方法培养的——在一个二维表面上培养。但是大规模生产就需要更快的三维工艺。Post的团队目前在大型生物反应器的悬浮液里培养细胞。在反应器里,细胞附在一种叫做微载体的圆珠上向外生长,这种方法使细胞增殖期大大缩短。

自从第一款汉堡肉饼登场后,Post的团队还取得了另外一个进步。除了实验室培养的肌肉和脂肪细胞之外,他们的制作过程不沾染其他任何一丁点动物制品。比如,Post的汉堡肉饼原型所用的细胞曾是用胎牛血清喂养和培养的,而胎牛血清是从被屠宰的怀孕母牛的胎儿中提取的。现在,他们的团队能在不含有任何动物制品的介质中培养细胞,这样一些素食主义者和动物福利倡导者也可能接受。

今年3月份,孟菲斯肉类公司展示了他们的2个新产品:淋了酸橙汁的鸡肉条和鸭肉。这种用动物细胞培养的人造禽肉成本很高,每公斤花费近2万美金。不过,这差不多只是一开始人造肉丸成本的一半。以色列的初创公司“超级肉类”也计划在实验室里制造鸡肉,该公司在去年通过众筹募集了资金,它们希望在未来五年里让产品进入超市。

关键是说服公众

上述代肉类的成功与否实际上取决于消费者是否愿意开口尝试。一般来说,西方社会中愿意尝试实验室培养的牛肉、吃昆虫或者变成素食主义者的人属于少数。但是代肉类的支持者认为,如果人造肉味道不错,那么人们就愿意尝试。Davis表示,“人最终会选择吃最好吃的东西。”

Post则认为,“人们在吃东西,比如热狗的时候,实际上并不清楚它的原料是什么,制造过程又是如何。”因此他认为这点最终也将适用于实验室制造的汉堡肉饼。

不过大家都有一种强烈的感觉,只要人们掌握的信息越多,就越愿意改变自身的习惯。比如在一项研究中,在得知了实验室培养的牛肉对环境的好处以后,愿意尝试人造肉的受访者比例从25%上升到了43%。“我们一直在改变自己的消费模式,我们的饮食习惯一直处于流变之中,”Garnett表示,“说人的行为没法改变,这其实是缺乏想象力。”

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