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从田园到餐桌:你不知道的“人类世”食物变革

从田园到餐桌:你不知道的“人类世”食物变革

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琳琅满目的海鲜产品|sohu


在上海宝山区杨行镇,有一块不到一平方公里的地方可谓是肉食主义者的天堂——江杨市场:2.5元的生蚝、6元的八头鲍、十几斤的巨型帝王蟹,猪肉15元/斤...24小时不停歇运作,这里也是江浙沪最大的肉类产品集散地。


王博驱车两个小时,到达江杨市场一家新鲜牛肉供应商(其他大多是冰冻进口牛肉),该供应商的活牛屠宰场在江苏,每天下午5点杀牛,屠宰过后装车运到江杨市场大约是8点10分左右, 为了确保挑选到最新鲜的牛肉,他特意来蹲点。然而,他并不是为了炖肉吃以满足口腹之欲,而是为了一个细胞,一个可以彻底改变人类自1.2万年前起以饲养家畜来满足食肉需求,颠覆食物链过程的细胞。


时间在流逝,在拿到新鲜的“牛肉组织”后,王博必须在细胞开始死亡前回到位于上海张江的实验室。王博是浙大细胞生物学的博士,毕业后加入一家叫CellX的生物科技公司从事细胞研发。作为一名每天呆在实验室七八小时的科研工作者,他已经习惯了在漫漫长夜独自做实验,在观察分离了四个小时后,提取出细胞并放到营养丰富的培养液中,使它可以像在动物体内一样生长。这些提取的细胞经过一段时间的增殖、分化为成熟肌纤维细胞,而后通过生物支架或3D打印技术,形成肉类的组织结构。


这被称为细胞培养肉(Cultivated meat)。


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吃肉这件小事


“或许十几年后,回头看如今的畜牧业,就像我们现在看到马车。”

烤架上滋滋作响流下汁水的烤肉,朋友家人们聚餐时压轴出场的肥肉厚酒总让人垂涎三尺。但长久生活在城市中,大多数人并不会对餐盘上肉的来源费神多想,又或者偶尔会泛起一种田园牧歌式的遐想:有机农产品长在绿油油的山坡上,母鸡自由地穿梭在草丛中啄食成长,奶牛慢慢悠悠地吃草接受阳光的沐浴,还有围着羊群欢快奔跑的牧羊犬...万物和谐相处,充满能量。

想象中的田园牧场|quaritsch

事实恐怕令人失望,动物工厂和产业化养殖才是真相,哪怕是包装上标注着“有机”认证。据悉,美国有一家农业巨头,控制着当地70%的有机农场,所有的奶牛被关在狭窄的畜栏里,它们从出生开始就生活在这里了,每天产三次奶,照射人工光源,从未见过草地和太阳。为了让它们产更多的奶,工厂会注射激素,进行人工授精,残忍剥夺刚出生的小牛。而母鸡从它们还是一枚鸡蛋时,就生活在拥挤的工厂里,每一只母鸡从小就被机器自动剪掉了喙,以免在拥挤的环境中互相攻击致死。至于雄性小鸡既不能作为肉鸡食用,也不能孵化鸡蛋,则被分拣到自动传送的机器里搅碎。

更不用提瘟病,激素和抗生素等问题。根据北京大学临床药理研究所肖永红教授等专家调查推算,中国每年生产抗生素原料大约21万吨,其中有9.7万吨抗生素用于畜牧养殖业,占年总产量的46.1%。

面对动物权益人士的诘问,屠宰场的工人也会无奈地抱怨,“如果你碰上幼畜,你当然会觉得怪可怜的,不过,总要有人去做吧?”

“是的,总要有人去做些什么。”

四年前还在BCG担任咨询顾问的杨梓梁也曾这样思考,在北京出生长大的他从小就离活的动物比较远,更没有接触过动物屠宰,真正近距离结束一条生命,是家庭聚餐吃大闸蟹:“看着放到蒸笼里的大闸蟹尝试逃离,开始是比较兴奋的。但慢慢的看到他们为了挣脱,很多蟹脚都掉了下来,内心有了别样的触动”——年少的他第一次感同身受到动物也是生命,有着作为生命的感知与痛苦,而不仅仅是人类果腹的“食物”。

成为桌上佳肴的大闸蟹|culturetrip

“当时还是高中生的我得出一个很讽刺的结论:虽然残酷,但是没有办法,人类是弱肉强食的社会,我们不吃动物就没法生存,只能这样。”杨梓梁讲到,人们是如此害怕“改变”这件事,或许是因为潜意识里觉得需要牺牲或放弃一些个人利益。

多年后,在美国塔夫茨大学和英国牛津大学求学的他接触了一个概念叫“有效利ta主义”,他开始重新思索如何兼顾社会效率及向善价值。他发现,整个畜牧业行业占到全球碳排放的17%,比全球交通运输行业加在一起的碳排放量还多;无论是动物养殖还是饲料养殖,50%的土地及70%的水资源被畜牧业所消耗;还有能量转化的议题,例如只有3%的饲料转化成了牛的卡路里,剩下97%被牛自己消耗掉了。

“虽然是老生常谈,但人类亟需一种环境可持续、更健康的生活方式,动物、人与自然和谐相处...”杨梓梁分析到,“食物只是一个载体,重要的是它背后所蕴含的意义。如果我们仔细思考,就会觉察到吃动物其实是很不合理的行为”。他随之成为了一名弹性素食主义者,保持着每周只吃一次肉的习惯。

至于为何不是严格纯素主义者,杨梓梁坦言自己内心还是很爱吃肉的,毕竟尝起来如此馥郁鲜嫩,难以替代,而且普罗大众也不会在短期内变成素食者。于是他开始寻找一种更高效,更平等,更环保,更优质的方式——如何在不吃动物的情况下,吃到肉?

这个想法其实早在1931年,英国首相丘吉尔也曾提出过“...把控制生长变为可能,我们应该可以不再荒谬地为了吃鸡胸肉和鸡翅而养一只鸡”。

如何在不吃动物的情况下吃肉?|thomas

事实上,人类食用动物的历史已经有两百万年,为了保证供应而饲养家畜开始于1.2万年前。每年为了满足全球食肉需求,我们需要宰杀650亿头家畜。根据联合国的测算,预计到2050年,全球人口将达100亿(现在的1.8倍),城市化及人口增长带来肉制品需求增加,届时全球肉制品市场需求缺口将达到3800万吨,这个缺口单独依靠目前传统养殖及肉制品加工生产远不足以支撑。

“当我们说农业是一个旧的产业,并不是说产出旧,而是生产模式及能量转化方面旧”,曾为世界银行及政府部门做发展研究,长期关注社会创新问题的经济学者刘然说到。他同时也是一位硅谷的科技行业连续创业者,在斯坦福读MBA期间,为了尝试更有效率提供优质的动物蛋白,他做过一个人工智能鱼类培养系统,因为鱼类是动物中蛋白“转化”比较高的类别:大约喂一吨饲料可以变成800公斤的鱼,但一条鱼能吃的部分最终也只占40%左右的重量而已。

“从太阳到植物,植物变成饲料给动物,动物吃了以后变成肉,然后人类消化吸收这个能量,可以说转化效率是非常低的。”刘然分享到,“即使通过现代养殖及人工智能等技术达到三倍产量,也只是提升了土地使用效率,并没有改变肉产生的本质”。他开始寻找一种可以改变农业旧方程式的从0到1突破式创新,解决时间与空间对农业的限制,而非仅仅给农业套个“马甲”。

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从田园到餐桌:食物的变革


“凡为后世称为浩荡传奇之事,往往都是从一部分人的一缕奇思妙想徐徐开启的画卷”

自史前时代开始,人类就一直在利用基于微生物的生物化学保存制作食物。如果没有乳酸发酵,会有大量卷心菜来不及吃就烂掉;酵母发酵能发面团,并让香槟产生气泡;啤酒和酸奶也是用生物发酵制成的。

这次轮到餐桌上的肉类食品了。

21世纪初期,美国国家航空航天局(NASA)为了给在浩瀚宇宙中进行探索的宇航员提供优质蛋白质,曾在实验室里培育金鱼肌肉。2013年荷兰政府赞助了一个200万欧元的利用干细胞培养猪肉的研究项目。该项目后来获得了Google联合创始人Sergey Brin的支持,并引发了迄今为止最引人瞩目的时刻——世界上第一款细胞培养肉汉堡试吃,造价约33万美金。

第一款细胞培养肉汉堡|theverge

自此,全球进入了一场细胞培养肉竞赛。2015年,全世界范围的细胞培养肉公司不到5家,每公斤细胞培养肉的生产成本仍在上万美元。到2022年,全球范围的细胞培养肉公司已超过100家,每公斤细胞培养肉的生产成本已降至约十五美金,整个行业成本几乎以每年1/10的速度在快速下降。其中,行业领先者UPSIDE Foods于2022年4月中旬完成了截至目前细胞培养肉行业最大的一笔融资,高达4亿美元,并在去年11月初就在线上透明化了其生产车间,产品制作过程以及烹饪细胞培育肉的开放式厨房和用餐空间。

在政策监管层面,一家来自硅谷的细胞培养鸡肉公司Eat Just拿到了新加坡食品署(SFA)的批准,新加坡成为了全球首个批准售卖细胞培养肉类食品的国家——要知道,新加坡政府向来以监管严苛闻名,此番认可被视作细胞培养肉行业的里程碑。未来将有更多国家效法新加坡,陆续制定自己的细胞培养肉类法规。

根据麦肯锡的预测,到2030年,全球细胞培养肉市场总量可达250亿美元,加上肉类行业的全球消费者价值超过1万亿美元,这是任何风险资本、研发者与商业人才都不愿错过的一片淘金之地。

市场已有培养肉产品|Just

“在国内,大多数人对新蛋白的认知,还停留在植物肉这一层面,植物肉是由植物蛋白加工制成的,加入血红素等成分来模拟真肉的风味和色泽,但还不是真正的肉,路径上趋近于食品技术,而细胞培养肉则是生物技术,更具颠覆性。”向宁博士讲到,作为一名味觉敏感者,她向来以好吃美味的产品经理思维贯穿技术研发,她曾经拥有一份被身边人称为全世界最幸福的工作——在美国做哈根达斯冰激凌配方研发,每天的工作需要尝试三四款不同口味的冰激凌。

自念书起,向宁就一直深耕于食品行业,同时她也是一名热爱探索的科幻迷,相信飞入星空是人类不可避免的命运,认为科学技术的创新来自大胆的想象,后来就从食品学博士转型到组织工程博士后,进行细胞肉探索。博士后期间曾跟随美国工程院院士David Kaplan 研究学习,专注于细胞培养肉的新型生物反应器及可食用生物支架的研发,也是当时团队中唯一的中国人。而美国农业部投入1000万美金筹建的美国细胞农业研究院,正是由David Kaplan带领,推动传统畜牧业的绿色转型。

一般来说,细胞培养肉的生产工艺可分为三步:从动物体内提取干细胞作为种子,提供细胞培养液使其不断增殖,结构搭建使细胞呈肉类组织结构。利用这种技术,科学家可以在不伤害动物、不进行大规模养殖的情况下制作牛肉、鸡肉、鱼肉、虾类甚至袋鼠肉等产品。向宁目前专注研发的可食用生物支架属于最后一步,也是工艺颇为复杂的一步。

生物支架的作用是为细胞提供一个可以粘附并且定向排列的载体,更好地还原动物肌肉在口感上的纤维拉丝感。在日常食用的肉类产品中,汉堡、香肠等属于碎肉产品,一种被称为微载体(microcarriers)的小球就可以提供大多数肌肉细胞和脂肪细胞生长所需的表面支撑。但是对于更复杂肉类结构的产品,例如牛排和鸡块,便需要更复杂的组织工程方法。

细胞培养肉制作流程图参考|Zhang

就好像生活在城市中的我们需要良好运转的交通道路才能在线下会面愉快玩耍,一个个独立生长的细胞正如城市中的居民,生物支架就是纵横交错的道路,没有了流畅的物流,城市也将陷入瘫痪。

“食品研究需要的交叉领域窄一些,细胞培养肉需要的领域更广,涉及生物技术,组织工程,材料科学,机械工程和食品科学等高尖端领域科学家们的共振。”向宁讲述到,而这些热门领域的科学家一般都有很多机会,选择细胞培养肉行业多是出于强烈的价值观取向。而且据她观察,目前阶段在美国从事细胞培养肉的人员多是生物医药和组织工程背景,国内则是食品行业背景。

这固然是由于细胞培养肉行业是一个冉冉升起的新兴行业,另外,恐怕则是因为在国内,即使是细胞生物学背景的人都不太清楚,细胞培养肉的根源乃是生物医学的器官培养技术,是再生医学“降维”运用到了食品领域。

“很多都是借鉴了再生医学方面的技术,包括组织工程。目前再生器官都可以实现,而细胞培养肉的要求则没那么高,比如不需要做成一个具备完整功能的跳动的心脏,也不需要考虑移植回人体的免疫排斥与感染风险等一系列问题,只是需要肌肉细胞能够模拟出肉的口感就可以了,从科研层面的难度要小很多,更大的挑战在于低成本规模化的开发。”黄彬璐博士解释到,生物医药开发本身是非常高标准的环境,细胞培养在无菌、无病原体污染、无抗生素的安全环境中,恰好契合细胞培养肉的生产目标。对大众最关注的健康问题,从营养学角度来说,无论是植物肉,还是细胞培养肉,乃至真肉,在人体内消化后都不过是氨基酸等基础分子,只不过配比不同而已。

黄彬璐是一位对细胞充满了感情的科学家,这源于她从本科开始就进入实验室,研究了十多年的细胞。本科时养的是结直肠癌细胞,每天进实验室第一件事就是观察细胞状态怎样,“你看它舒展的形态,很透亮就很好,如果它变圆了,或者里面有颗粒度你就知道它状态不太好。比如细胞密度过高,就好像站在人挤人的地铁里,心情也好不起来。”

细胞其实很“好看” |cambridgeindependent

常年呆在实验室的科学家的路径总是颇为相似,在清华完成五年的直博研究之后,黄彬璐想到世界各地看看,选择了去瑞士巴塞尔大学深造四年,后来因为看到肿瘤免疫的机会又回国在中国科学院重新做了一轮博士后。

过去十几年来她一直致力于用细胞“救人”,也相信通过细胞免疫疗法(指将正常或生物工程改造过的人体免疫细胞移植或输入患者体内,新输入的细胞具有更强的抗肿瘤功能)是可以攻克困扰人类近两百年癌症的有效途径。

但渐渐地她发现,在临床上癌症“治愈”这个概念考虑的是五年生存率,但生存质量又是如何呢?——许多患者的生活质量到后期恐怕是很糟糕了。更重要的是,以她打了多年交道的老对手结直肠癌细胞为例,在中国结直肠癌属于第三大高发癌症,每年约有30万患者,撇开手术治疗、放化疗、靶向药物治疗,最后真正用到昂贵的CAR-T细胞疗法的患者也许只有几千人,她所能给予的帮助是有限的。

“病从口入,民以食为天,我不想等问题出现以后再去解决,想更往前一步为人类大健康做一些事”,黄彬璐分享她转而投入细胞培养肉行业的初心,“对于科学家而言,探索未知是使命,但只有当科学和商业及社会结合才能发挥最大的影响力。”

低成本的关键——血清|CellX

目前她所带领的细胞团队研究重心在于:以最低成本培养最优的“细胞种子”。这也是细胞培养肉行业目前存在的挑战:细胞种子库的建立,低成本培养基的开发,新型工艺的规模化,终端产品的创新探索。其中,血清成本占培养基成本的六七成,单算血清成本远高于鲜肉价值,达到每500mL数千人民币。目前细胞培养肉行业的领先者,都在尝试用生长因子或非动物源提取物替代血清,避开使用昂贵的胎牛血清,以使得成本端更具备竞争优势。

生物技术在食品行业的应用发展也符合摩尔定律,随着生产成本数十倍百倍的下降,细胞培养肉就会像新能源车以及半导体一样进入高峰期,诞生一批数百亿美金市值的公司,引发一场餐桌上的变革。

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“人类世”之细胞农业的畅想


全球闻名科幻小说家亚瑟·克拉克曾在《2001太空漫游》说过,"任何先进的科技,都与魔法无疑"。

想象一下,周末的一个傍晚,你走入一家餐厅点了份红烧肉觉得十分鲜嫩可口,询问食材来源。服务员礼貌地回答“觉得好吃吗?那你想见见这头猪么?”这头活生生的肥猪正在餐厅后花园里优哉游哉地散步,主厨只需要从它身上摘取一次肌肉细胞,就可以为你准备无数顿美妙的晚餐。

不仅是餐桌上的家禽,细胞农业的未来可以涵盖鸡蛋,牛奶,棉花,咖啡,海鲜等一切生物制品,这将是一场新天地的开辟。在地质历史上,我们一般听到的是寒武纪、白垩纪、第四纪等——现在出现了一个新词:人类世(Anthropocene)。

近20年来,在地球最深的海沟发现塑料、微塑料,都进入到了人类食物链。地质学家将气候变化失控的时代命名为 “人类世”,其中也暗含着:人类是贪得无厌的消耗机,吞噬着地球生物圈。

城市生活渐渐融入自然生态|Ashley

"凝视树木交错的河岸,种类纷繁的无数植物覆盖其上,群鸟鸣于灌木丛中,昆虫飞来飞去,蚯蚓在湿土里爬过...请你默想一下,这些构造精巧的类型,彼此这样相异,并以这样复杂的方式相互依存,这岂非不可思议之事”——这是《物种起源》最后一段话,达尔文在其中盛赞造物主的神奇与伟大。可是工业革命以来,我们愈加与自然脱节,诸多人深陷于一种自我为中心的世界观,我们也受到了惩罚,愈加频繁的极端天气,肆虐全球的新冠病毒,蝴蝶效应终需每个人都承担后果。

科学精神的内涵是求真、是致美,更是向善。这世上没有一个重要的科学问题或社会课题是一座孤岛。对于人类现存难题的解决,不仅要有科学探索的智慧和勇气,也要有“众人拾柴火焰高”的思路和行动力,科技的核心最终在于对社会进行赋能。我们也已经解决了许多难题:航天员登上了月球、谷歌绘制了世界地图、埃隆·马斯克开启了星际旅行,屠呦呦提取了青蒿素,使得上亿人免于疟疾折磨等。

启动科学探索的智慧|SpaceX

只有不同技术和人才融合和优化才能发出巨大的共振,光汇聚光,生命影响生命。2020年新冠疫情的爆发也加速中国细胞培养肉行业的发展,杨梓梁在波士顿咨询公司做了四年管理咨询后,放弃了沃顿商学院的offer,投入到全球细胞培养肉行业大军,与刘然,向宁和黄彬璐一拍即合,在2020年夏天创立了一家细胞农业科技公司—— CellX 致力于运用先进的生命科学与食品科学交叉创新技术,重新定义食物的生产和消费模式,推动人类向更加可持续的生活方式转变。

2021年7月,CellX 作为唯一的中国团队,入围了美国科技竞赛平台XPRIZE发起的”养活下一个十亿人”挑战半决赛,此项奖励计划是由埃隆·马斯克支持的1亿美元奖金XPRIZE碳去除竞赛(XPRIZE for Carbon Removal)的一部分。9月份,CellX举行了国内首次具有纤维感和立体结构的细胞培养肉块试吃活动。在疫情严重的2022年依旧得到了国内一线基金的支持,近日,刚宣布完成了近亿元的A轮融资。目前团队正在中试验证和成本降低的道路上不断前进,目标成为国内最快将培养肉带向消费者餐桌的行业领先者。

将培养肉带向消费者餐桌|CellX

来自成都的女孩李明蔚从伦敦政治经济学院毕业后加入了CellX创业,借用她自己的话说,除了科研相关的事情,剩下一切她都做,服务于团队中的科学家们。五年前她参加了一个由农业部主导的非洲的考察项目,目的是把中国的扶贫经验带到非洲坦桑的农村,教导当地人去进行农业种植,从社科的角度进行发展干预。她发现那里的人尽管贫穷落后,却充满了友爱互助,朴素的人与人的情感还是向善的。

“大家似乎是在关注不同的议题,事实上却存在极大的共性。人类道德是不断扩大的:从自己,家人,邻居,国家,同个种族到万物平等。把爱与同理心作为引导原则,我们完全可以创造发展一个裨益所有生灵及大自然的全新体系。"

这亦是人性中最闪耀的一点。心怀爱意奔向救赎,和平与幸福随之而来。


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