只要对生物体进行合适的基因「编程」,就可以制造你所能想象的食物,这会带来人类餐桌的革命吗?

在美国加州红杉城的一间「厨房」里,穿着白色长袍、戴着护目镜的李大厨(Chef Lee)向到访的财新记者递上一盘新作——摩洛哥烤肉丸。「咔嚓」一口咬下去,「肉感」扎实,香气四溢。

这不是普通的「厨房」,而是 Impossible Foods 的产品实验室。李大厨的手边,除了平底锅,还有烧杯和试管。「我已经用人造肉研制出超过 100 种食谱了!」李大厨得意地说。

在「厨房」的另一边,李大厨的搭档 Nicole Quihuis 在烧得通红的烤架上,放上了两块植物汉堡肉饼。「吱吱,吱吱」,肉饼中间淌出鲜红的「肉汁」,微焦的肉味扑鼻而来。「这是大豆血红素(heme),一种通过合成生物技术制造出来的植物血。」她说。

Impossible Foods 是美国硅谷一家研发「人造肉」的科创企业,由全球基因组学研究先驱、斯坦福大学生物化学教授帕特里克·布朗在 2011 年创办。该公司已经获得包括微软创始人比尔·盖茨、香港富豪李嘉诚等数位重磅投资者青睐。

生物科技如同加州的阳光,以往多应用于医学界和工业界,近年逐渐渗透到消费领域。「我们所用的科技对于食品界可能算新鲜,但在生物科技界已经是 40 年前的旧闻。」一头蓬松银发的布朗说。

布朗提到的其中一项科技是合成生物技术(synthetic biology),听起来高深,其实就像工程师设计集成电路,生物学家结合工程学原理,设计和创建人工生命原件和系统。

除了人造肉,人造牛奶甚至可作为食品添加剂的人造大麻素都可利用生物科技在实验室制造出来。这股风潮正从美国传导到亚洲。尽管这些产品目前尚未进入中国内地市场,但这并不影响资本市场的亢奋。由于 Impossible Foods 的同行 Beyond Meat(NASDAQ:BYND)今年在美股上市后的「疯狂」表现,引发了一波波 A 股人造肉概念股炒作——虽然招商证券指出,国内尚没有一家真正意义上的人造肉上市公司。

比尔·盖茨在今年评选「未来十大突破性技术」时,首推以人造肉为代表的可替代食物科技。李嘉诚早在 2017 年接受财新记者采访时就预言,合成生物技术极具颠覆性,将是未来工业主轴,他亦早早布局多家人造肉和人造奶企业。

人造肉的研究前沿在加州,这与加州近些年的文化和生活方式密不可分,相关元素离不开环保、素食、冥想、大麻,甚至近年兴起的换血等「前卫」概念。素食在美国风靡,与中国主要因宗教、健康的选择不太相同,是多重因素互相作用的结果:宗教信仰、社会对环保及减碳的使命感、对动物福利的关注,以及抗生素滥用及动物疾病传播导致对健康的再思考等。

当你每天在餐桌前大快朵颐时,也许并未想过:2050 年,全球人口将从现在的 75 亿增长到 100 亿,这意味着需要养殖更多的猪、羊、牛等牲畜喂饱人类肚子。这将给环保造成更大压力。目前,牲畜排放的气体是全球温室气体的主要来源,占到总量的 14.5%,超过所有交通工具的排放量总和。

除此以外,畜牧业占用了全球 45% 的土地,尤其是养牛和羊,它们需要非常大的养殖区。牲畜饲料的生产会消耗大量农作物,全球约 40% 至 50% 的谷物被用于此。

人类已经走到一个须审视以往生活模式、寻找新出路的时点。这是人造肉等食品在美国孕育的大背景。现在科学家们所做的就是运用生物科技、在实验室培育出全新的生物系统,寻找替代未来畜牧业的方法,试图解决可持续发展的问题。

进入 21 世纪,人造食品已经不再是简单的物理加工,而是融入生物科技,其背后更蕴含着深远的意义:生物体本身彷佛是个「多功能创造引擎」,只要对生物体进行合适的基因「编程」,就可以产生几乎所有你能想象的食品。

生物科技正在颠覆人类的餐桌,也为解决全球尤其是中国食品储备和食品安全等问题提供新的思路。目前科学家正着力解决人造食品的生产效率和成本问题。生物科技正改变世界和重塑生命,在人口和健康、环境和资源、能源和材料等诸多领域大有可为。

拥抱这场人造肉革命,你准备好了吗?

养大豆还是养细胞

在 Impossible Foods 宽敞的不锈钢「厨房」里,红头发「厨师」Nicole Quihuis 把五种主材放在到访的财新记者面前,好像中学的实验课。这些材料都放在烧杯里,包括一大碗大豆浓缩蛋白,外观像微缩版的乐高积木。Quihuis 说:「这是建构汉堡肉饼的主材。」

旁边还有一小罐土豆蛋白,尝起来却有股浓烈的鸡精鲜味。它能让肉饼看起来更具有肌肉纤维感,并起到「天然胶水」的作用。紧挨着的是一罐椰子油,它能制造出「牛肉脂肪」和香味。

五种材料中,「杀手锏」是一罐红色液体。Impossible Foods 的科学家经过研究发现,「肉味」的来源是含铁分子的血红素。血红素大量存在于动物中,但他们发现大豆根部也含有类似的血红素。如果从天然大豆根部提取血红素,会造成大量碳排放,于是科学家通过发酵的方法,量产这一成分,用以创造汉堡「肉的味道」。

发酵是合成生物技术中代谢工程经常使用的一种手段,如人造牛奶、人造大麻素、人造植物塑料等,像酿酒一样把糖变成微生物。在此过程中,科学家运用正确的遗传指令透过酶的基因形成,以酵母或其他细菌作为载体,将糖转化为更多其他的物质。

以血红素为例,科学家在酵母中植入可以令大豆根部产生血红素的 DNA「密码」,然后利用发酵过程,在不锈钢槽中量产生成「植物血」。

在量杯中尝一口酱红色的人造植物血,一股腥气在舌尖上打转,甚至让人有点作呕。Quihuis 做示范,把所有的食材和调料搅拌在一起,有如中国人制作饺子馅,然后就有了植物汉堡肉饼的雏形。

谈及人造肉,难免会有人问:这和中国的素鸡有何区别?素鸡在中国已经有千年历史。

中国在这方面的研究早有先例,通过所谓「人造肉」技术解决「温饱」。1960 年,北京出现粮食短缺,许多人肢体出现水肿。据《中国科学报》报道,中科院微生物所当时就推出一种「人造肉」——用廉价原料培养的微生物细胞,现在一般称作「单细胞蛋白」。单细胞蛋白不是纯蛋白质,主要成分为蛋白质和脂肪,以及一些碳水化合物等。这些微生物产品生产周期短、可以进行工厂化大规模生产。

上世纪 70 年代末在青岛出生的刘元帅,现在是香港科技大学化学及生物工程助理教授。「我小时候是吃『人造肉』长大的。」刘元帅说,「那时候因为食物匮乏,根本没有肉吃。当时的『人造肉』与 60 年代的有所不同,有点类似『水煮腐竹』,是一种豆制品,以补充蛋白质和逞舌尖之快。」

时至今日,人造肉已非果腹之用或防止营养不良,而被认为是一种替代肉的健康选择。将人造肉再次「发扬光大」的也不是中国,而是美国。但人们关心的是,人造肉真的健康吗?

刘元帅向财新记者解释,现在的人造肉本质与当年相同,即产品核心都是蛋白,但科技含量更高,譬如 Impossible Foods 就运用合成生物技术。「新型的人造肉,无论口感、结构、营养都更加丰富,更重要的是蛋白质含量和质量也有区别。就像衣服也有布料、剪裁、舒适之分。」

在成分方面,Impossible Foods 和 Beyond Meat 两个汉堡肉饼除了主要蛋白质来源不同,其他成分非常相似。Impossible Foods 使用的是大豆蛋白,Beyond Meat 使用豌豆蛋白。不过,Impossible Foods 利用大豆血红素产生「流血」的成分,Beyond Meat 的红色则来自甜菜提取物。

如果只看蛋白质这一项,大豆和豌豆蛋白的氨基酸组成其实不如动物蛋白合理,需要配合其他类型的蛋白质一起吃,才能提供比较全面的营养。

刘元帅指出,大豆蛋白目前并不能完全替代动物蛋白。人类需要 20 种氨基酸,其中 11 种可以在人体里合成,9 种需要从食物中摄取,称为必需氨基酸。大豆蛋白降解成氨基酸后,其中有 2 种必需氨基酸缺失,分别是赖氨酸和甲硫氨酸。

翻开两家汉堡肉饼产品营养列表,如果与真牛肉汉堡肉饼相比,植物汉堡肉饼在蛋白质、铁含量方面比真肉稍多,脂肪含量略少。

「蛋白质克数虽然与真肉差不多,但蛋白质本身有优劣,所以不同来源的蛋白之间的营养成分也存在差异。」刘元帅说。

为了弥补与真肉在营养成分上的差异,两种植物肉都有添加其他营养成分。Beyond Meat 加入维他命 C、钙、磷等,Impossible Foods 则加入维他命 B 族元素与锌等微量成分。

实验室「养牛」

迥然于以植物蛋白为基础的人造肉,实验室「养牛」——这个听起来略显疯狂的想法并不是天方夜谭。这是指在实验室中通过动物细胞培育人造肉,Memphis Meats、JUST 等是这类人造肉企业的代表。它们大都使用生物科技中的干细胞分化技术,有些企业也同时使用 CRISPR 技术,后者也是合成生物技术的一种。

中国科学院动物研究所研究员、干细胞再生与代谢研究组组长黄仕强向财新记者解释说,以实验室「人造牛肉」为例,其制作流程为首先对牛的肌肉进行活检,进而在其肌肉组织中分离出干细胞,再将其放入生物反应器当中进行培育,「同时也要控制肌肉分化以便形成较成熟的肌肉纤维。」

运用这种技术生产的肉类产品通常称为试管肉(lab-based meat)或动物源人造肉。此类创业公司已在国外获得资本热捧。

2015 年,Memphis Meats 初创于旧金山。次年,它已通过细胞培育方式生产出首款「人造肉丸」,2017 年又生产出「人造鸡肉」。此后,Memphis Meats 接连获得比尔·盖茨、维珍集团创始人理查德·布兰森及美国食品巨头泰森公司的投资,成为风头正劲的明星公司。另一家同样位于旧金山的人造肉公司 JUST,其思路也属类似:肉是肌肉和脂肪细胞的组合。只要有动物细胞,再加上足够供细胞生长的营养,细胞都会长成肉,动物只是肉成长的「载体」。JUST 预计最快可在 2021 年将产品商业化。

试管肉创业公司也陆续在亚洲创设。2018 年 8 月,Shiok Meats 在新加坡成立,志在以细胞培育方式将虾、蟹、龙虾等甲壳动物肉送上人们的餐桌。2019 年上半年,它完成了一轮 460 万美元的种子轮融资,投资人当中包括知名创业孵化器 Y Combinator 等。目前,财新记者尚未获知中国本土存有试管肉创业公司。

试管肉采用传统上用于再生医学的工程技术。理论上,试管肉与真正的肉没有分别,亦大幅降低因动物养殖所造成的环境污染。在黄仕强看来,相对于植物蛋白,试管肉具有多项优势,「人工运用技术对肌肉干细胞进行干预,可以提高产量以及最终成品的口感、营养成分等。」

在产量上,黄仕强结合实验室研究测算得出的结果极具优势:「1 毫克肌肉干细胞经过 100 天的培育,获得了 35 代扩增分化,将产出 100 万吨的人造肉。」然而,这仅是理论计算得出的数据,仍面临现实因素制约。

动物源人造肉成品的质量如何,首先取决于原代肌肉干细胞的扩增与分化能力,这主要由原代肌肉干细胞中含有的 PAX7、MYOD、MYF5 等多种肌肉特异蛋白,或者其相关前体因子决定。即使经过持续分化,生产出的肌肉干细胞能保持传统肉类的口感和味道,也面临重大技术挑战。

黄仕强坦承,他在实验室培养肌肉干细胞时,也常遇上肌肉干细胞衰老的问题。「肌肉干细胞每隔一天扩增一倍。不过,在扩增 5 代–8 代后,肌肉干细胞增长停止,慢慢死去。」

动物福利支持者赞成实验室「养牛」的推广。与此形成悖论的是,细胞培育时经常所需的胎牛血清(Fetal Bovine Serum,FBS),其获取手段却极为残忍,毫无「福利」可言。FBS 常用作配置动物细胞的培养基,以维持细胞在动物体外存活。它需要屠宰怀孕的母牛,取出尚未发育完全的胎牛,并对其进行心脏穿刺采血才能获得。这种做法不仅剥夺了胎牛的生命权,还要让其承受巨大痛苦,在伦理上争议巨大。

植物肉需要解决口感问题,试管肉面临技术挑战与道德困境,人造肉的生产者们,也在寻找其他的替代技术路径。

「不排除采取混合技术模式生产的『双源肉』。」黄仕强向财新记者介绍,「或许可以将植物蛋白与动物肌肉细胞直接混合在一起。在理论上,我们可以把动物肌肉纤维的基因都全套转移到植物细胞里,两者二合为一。」

黄仕强也认为,中科院上世纪 60 年代所尝试的方法也是一种非常好的技术选择,「微生物的营养也可以代替肉类食品,只是可能并不容易效仿动物肌肉的口感与味道。」

财新记者了解到,试管肉公司正尝试在生产过程中采用「基因剪刀」(CRISPR)技术,以此提升细胞增殖的质量,进而提升生产效率。

在黄仕强看来,CRISPR 技术或可改造人造肉的味道和纹理,将极大促进试管肉的进一步推广。传统的配种方式会给新品种的农作物带来大幅度基因变化,其效果不可控制。CRISPR 基因修饰则是非常精准地修改几个碱基,可将育种风险降低。

谈及试管肉未来,黄仕强和刘元帅均认为,试管肉现阶段成本很高,难以量产,至于未来科技如何发展,现在很难下定论。Impossible Foods 的布朗则认为,姑且不论现阶段成本高昂,如果干细胞分化技术有朝一日真有突破,应首先用在医疗领域,用在食品领域有点「大材小用」。

昂贵的人造肉

在纽约曼哈顿工作、生活的保罗·吉尔,是一家全球性商业咨询公司的管理层。在繁忙的工作之余,保持健康是他的生活重心之一。本身是生物化学博士的吉尔,这些年逐渐戒掉了肉食、蛋和海鲜,取而代之的是不含转基因的人造肉和其他蛋白替代品,如人造意大利香肠、豆腐、豆奶等。吉尔可以说出一连串人造肉或植物奶品牌。

吉尔对这些产品的熟悉,部分「归功」于人造素食产品公司的分销网络。在美国市场,Beyond Meat 目前供应超过 3.5 万家食品店、酒店、餐厅及大学,产品包括汉堡肉饼、香肠、牛肉碎等。Impossible Foods 的渠道则以餐厅为主,其推出的汉堡肉饼已供应近 9000 家餐厅。

布朗向财新记者透露,最快于今年底,Impossible Foods 就将进军零售市场。

不只是西方市场,主打牛肉和鸡肉的 Impossible Foods 和 Beyond Meat,近年也早已在香港、新加坡等亚洲的西餐市场跑马圈地。在中餐领域,人造肉也毫不示弱。香港人的传统生活习惯是去茶楼「饮茶」——喝中国茶、吃粤式点心。在香港岛太古城一家名为「小皇府」的餐厅里,服务员李姐向财新记者介绍了一款新式点心——番茄新猪肉包。不过,尝了后,除了番茄味并没有太多肉味。

这款点心的原料,是一家植物猪肉初创企业 Right Treat 推出的产品:「新猪肉」(Omnipork)。「这主要是为了迎合亚洲人的饮食习惯。」Right Treat 母公司 Green Monday 创办人杨大伟对财新记者说,之所以推出「没有味道」的猪肉馅,就是希望创造出一种万用的「原材料」,减少购买者的使用限制。该公司预计在今年底推出第二款猪肉产品,并计划在明年将其亚洲的供应餐厅数量,从 1000 个扩张至 5000 个。Green Monday 也是 Beyond Meat 在亚洲多国的代理商。

不过,在价格方面,人造肉仍然远高于真肉。

Impossible Foods 在美国汉堡王的售卖单价为 5.79 美元,比一般的汉堡贵 1 美元,溢价约 20%;其在港澳汉堡连锁店 Triple O 's 的售价为 88 港元,相比店内 58 港元的传统牛肉汉堡,溢价 52%。Omnipork 的猪肉馅零售价为每包 43 港元,净重 230 克,以单价计算,其售价比香港普通超市中贩售的冰鲜猪肉馅贵约 25%。

虽存较大溢价,但这并不会影响「死忠粉」的抉择。在香港兰桂坊一家专售汉堡的高级餐厅 Beef & Liberty,厨师 Leo 对财新记者说,现在每天约两至三成的客人会点植物肉汉堡。这里的传统牛肉汉堡价格在 99 港元至 137 港元之间,如果客人点选植物肉饼,需多付 20 港元。

试管肉尽管「货真」,但成本实在太过高昂。2013 年,荷兰科学家 Mark Post 用细胞培育生产出第一块「人造肉饼」。在经过甜菜根汁染色后,它与普通肉饼看起来并没有两样。但其高达 32.5 万美元的制作成本,还是让它成为最为昂贵的食品。Memphis Meats 在不断尝试后,将生产一磅肉的成本从 1.8 万美元降低至 2400 美元,但相比数美元一磅的鸡胸肉仍「贵得离谱」。Memphis Meats 拟在 2021 年将产品商业化。

胎牛血清是造成试管肉价格高昂的主要原因之一。

「成本是阻碍试管肉推广的首要问题,尤其胎牛血清的售价过高。」黄仕强结合实验结果介绍,每生成 1 克的肌肉约需耗费 50 毫升的胎牛血清,仅胎牛血清的成本就约需 2000 元,这导致实验室「养牛」的想法仍只停留于科研领域,尚不具备市场推广空间。

2019 年 3 月,Shiok Meats 以培植虾制成的烧麦首次亮相。新加坡《联合早报》报道,Shiok Meats 创始人思利然(Sandhya Sriram)透露,当时制作八个烧麦用了 1 公斤培植虾,成本约 5000 新加坡元,约合 2.53 万元人民币。该公司计划一年内将成本降至 50 新加坡元至 100 新加坡元,约合 253 元至 506 元人民币。

即使如此,这一价格仍大大高于养殖虾的生产成本。Shiok Meats 认为,要消费者接受干细胞培植食品,理想的成本价格是 1 公斤约 1 新加坡元至 5 新加坡元,约合 5 元至 25 元人民币。

黄仕强认为,成本高昂的培养基、高要求的无菌培养环境或生物反应器,以及训练有素的技术员的人力成本,是导致动物源生产人造肉价格高企的主要因素。在他看来,通过降低培养基的成本或是降低总成本的主要方向,「这仍有赖于代谢调控技术的进步」。

刘元帅对财新记者分析称,理论上,与养一头牛相比,实验室「养牛」可以做到成本更低廉,但分化出的细胞极容易因受感染而死亡,需要极高的卫生条件要求。此外,还需要控制环境温度和搅拌速度,生产技术难度较高。

不少试管肉企业为控制成本,都试图减少胎牛血清的使用。最新的进展是,这些企业在尝试利用 CRISPR 技术去提升细胞增殖的质量。「这意味着人造肉可能更加美味、健康和稳定。」美国试管肉企业 New Age Meats 的 CEO、工程师 Brian Spears 说。

成本和效率是人造肉科学家正致力解决的问题。「在未来两三年内,植物肉汉堡 Impossible Foods 可能可以做到定价高于成本,五年内,很有信心人造肉会更便宜。」布朗说。

硝烟弥漫的市场

食品巨头和资本都对这场人造肉「盛宴」虎视眈眈,如美国食品集团泰森和欧洲食品公司雀巢等。

泰森是美国最大的食品企业。今年 6 月底,该公司发布新食品趋势报告,排在第一位的是肉类替代品。报告称,替代蛋白的增长率将是两位数。泰森除了是多家人造肉创业企业的投资者,自己也计划先推出植物鸡肉,以及用 50% 牛肉和 50% 豌豆合成的混合肉。

今年 4 月,雀巢的人造肉汉堡 Incredible Burger 在欧洲多个国家上市,其蛋白来源于大豆和小麦。这款汉堡肉饼还被纳入麦当劳的配料单。此外,雀巢计划今秋推出一款专为美国人口味设计的纯素汉堡 Awesome Burger。雀巢总部食品业务负责人 Wayne England 在接受财新记者采访时说:「这些新汉堡在风味、质地和烹饪体验上不会妥协。它们凸显出雀巢对美味、正宗的植物性食品的日益关注。」

随着食品巨头的加入,人造肉市场「火药味」渐浓。相比初创公司,这些巨头在运营成本方面可能更具优势:不需要新建工厂、分销网络和冷链运输渠道。

美国市场调研公司 MarketsandMarkets 的数据显示,预计全球肉类替代品市场规模 2023 年将达 64.3 亿美元,2018 年至 2023 年复合年均增长率为 6.8%,其中亚太地区的肉类替代品市场规模增速最快,预计复合年均增长率可达 8% 以上。

如此明媚的市场增长潜力,让资本嗅到机会。Beyond Meat 今年 5 月 2 日在纳斯达克挂牌上市后受到市场疯狂追捧,7 月 16 日收盘报 172.59 美元,较上市价高出约 6 倍。公司目前仍处于亏损状态,截至今年 3 月底,首季净亏损同比扩大 16% 至 660 万美元,不过收入大涨 215% 至 4020 万美元,高于市场预期。集团预测,今年收入为 2.1 亿美元,同比增长 140%。

有分析人士表示,仅看 20% 的毛利率,Beyond Meat 看起来像一家食品公司,但考虑到所有的研发成本和营销费用,它显然是一家高科技公司。投资者在对 Beyond Meat 进行估值时,更看重该公司的高速增长、知识产权和研发。不过,也有券商开始预警其估值过高,如摩根大通和伯恩斯坦在其公布季报后,将其评级从「超配」下调至「中性」。

二级市场的估值,并不妨碍一级市场的资本投入以人造肉为代表的未来食品竞备赛。Beyond Meat 上市前总共融资 1.22 亿美元,投资人星光熠熠,包括比尔·盖茨、麦当劳前总裁唐·汤普森、Twitter 共同创办人伊夫·威廉姆斯、好莱坞影帝莱昂纳多·迪卡普里奥等。Impossible Foods 的融资规模更大,自 2011 年创立以来,已完成五轮股权融资。今年 5 月最新一轮融资由李嘉诚旗下的维港投资和新加坡淡马锡领投。之前的投资人还包括比尔·盖茨和瑞银集团等。此轮融资后,Impossible Foods 融资规模超过 7.5 亿美元。

传统食品巨头后来居上,人造肉创业公司也快马加鞭。布朗透露,Impossible Foods 将于明年推出新产品,包括升级版的牛肉饼以及其他肉类产品。「解决首款产品规模化的问题后,我们会投入精力研究整肉食品,譬如牛排。」

布朗说,公司产品目前供不应求,产能是最大的挑战。「我们的工人需要 12 个小时轮班,在 40 摄氏度的高温下加紧工作。我们还招募了 100 个志愿者。」对于产能计划,Beyond Meat 以公司正处于上市公司静默期为由,拒绝置评。

除了传统的美国市场,亚太区最有增长潜力。Impossible Foods 自今年 3 月以来,在亚洲市场的销售额已经增长 3 倍,Beyond Meat 过去三年在亚洲多个市场的销售增长也有 3 倍。目前来看,香港是各路「兵家」争夺地,但似乎醉翁之意不在酒。Impossible Foods 的布朗说,公司今年的首要任务之一是开拓中国内地市场。「Omnipork 今年下半年一定会进入中国,不排除在中国设置生产线。」杨大伟也有这样的目标。

「我们可以专门为中国消费者开发猪肉产品。」布朗在接受财新记者采访时说,中国不仅是世界上最大的食品消费国,而且在食品生产和消费中对环境产生的影响也非常大,「如果使用我们的技术,中国可完全自己生产『肉』,而不用进口,并且极大程度降低对环境的影响。」

自从非洲猪瘟疫情爆发以来,中国生猪存栏量加速下行。据农业农村部官网 6 月 12 日发布的「400 个监测县生猪存栏信息」,5 月份生猪存栏环比下降 4.2%,同比下降 22.9%,可繁殖母猪存栏环比下降 4.1%,同比下降 23.9%。

与美国不同的是,中国肉类消费结构中猪肉占比超过 60%。国盛证券指出,2018 年国内猪肉消费量约 5540 万吨,如果猪肉供给量减少 20%,意味着将会有 1108 万吨肉类消费量缺口,这部分猪肉供给缺口将分摊给其他肉类以及人造肉。

李嘉诚旗下的维港投资正加紧帮助人造食品企业打开中国市场。「饺子和包子等面食或许是一个切入点。」在维港投资的办公室里,饮食平台日日煮的创办人朱嘉盈向财新记者展示了一款用人造肉和韭菜包的水饺,预计在今年四季度就会上市。

然而,中国消费者的饮食结构和饮食习惯能否接受人造肉?「我们对人造肉在中国的发展并不乐观,因为中国人的口味过于挑剔和善变。」一位中国超大型私募股权基金的投资人说,「看看你家楼下的餐厅换了几拨,就知道中国人的胃有多难伺候。而且,对于汉堡肉饼或肉碎的食物,中国人接受度本身并不高,可做的菜式也不多,除非尽早开发出整块肉。」

如何抓住中国人的胃,是人造肉公司在中国市场发展的挑战。雀巢在回复财新记者查询时时也指出,中国有独特的餐饮文化,该公司正计划如何及何时推出适合中国消费者的产品。

「中国人对口感有痴迷的追求。」中科院院士、深圳大学食品科学与加工研究中心主任、香港中文大学伟伦化学讲座教授吴奇对财新记者说,「好吃」的定义包含了食物的「嚼劲」,在食品科学中称为「粘弹性」。「西方偏重味道,对口感要求不高,而中国人对味道和口感有双重追求。中国烹饪的强处是可以把许多东西烧出肉味,而西方的烹饪方法相对简单。因此,在用植物蛋白代替动物蛋白的研制方面,东方和西方的追求不同。」

目前,豆类蛋白制作的素食,通常采用挤塑法,它能够让成品在表面上呈现纤维状,但仍无法达到动物肉的口感。吴奇的团队正在研发具有动物肉口感的精致素食。他表示,要真正具有肉的口感,就需要设法将植物蛋白分子适度拉伸、取向和交联。目前,中国素肉产品多为「低水分挤压的大豆蛋白制品」,制备时还要将已脱水的产品重新复水,而他们的研发目标是「高水分挤压」,直接生产含水量同动物肉一样的块状制品,而非类似「肉馅」产品。目前已有食品企业投资吴奇的团队,他们希望三年内产品面世。

牛奶和大麻也人造

无肉的肉、无海鲜的海鲜相继问世,更炫酷的还在后面:一款无牛奶制造出来的「牛奶雪糕」7 月 11 日在加州面世。这是科创企业 Perfect Day 第一款面向消费者的人造奶制品。但这款雪糕真心不便宜——定价 60 美元 3 品脱。

香滑的口感,淡淡的奶香,除了糖似乎有点多,与普通的香草和巧克力雪糕并无两样。两个印度裔的年轻人,Ryan Pandya 和 Perumai Gandhi 在伯克利正在装修的新办公室里让财新记者试吃他们的产品。

如果说植物蛋白是人造肉公司的核心产品,Perfect Day 的核心技术则是通过合成生物技术制造牛奶蛋白。

Perfect Day 成立于 2014 年。「作为严格的素食主义者,我对超市里的素食很不满意,有一次我吃贝果(Bagel),发现上面的淡奶油湿答答,一股很浓烈的豆子味呛鼻,让人作呕,于是我就萌生了制造人造奶和奶制品的想法。」Pandya 说。

牛奶中重要的营养成分是蛋白质,一升牛奶中蛋白总含量可达 30 克–35 克之多。其中占据牛奶蛋白总量 80% 的是四种酪蛋白,其余的蛋白中,α-乳清蛋白和β-乳球蛋白尽管含量不多,却是重要的风味物质。至于剩下的血清蛋白及少量其他蛋白,Pandya 认为暂时忽略它们,并不会对牛奶的风味和营养造成实质影响。

确定了蛋白质的种类,下一步便是找出它们的氨基酸序列。他们委托一家专业公司,定制能够编码这种氨基酸序列的 DNA。得到这些 DNA 片段后,他们将其植入高效的「生物工厂」中,如酵母和丝状真菌中,利用发酵的原理,制造牛奶蛋白,即主要的酪蛋白和乳清蛋白。「利用这种蛋白质,我们可以规划出许多不同的产品,你能想到的乳制品,我们差不多都做了尝试。」Pandya 说,试验样品包括牛奶、酸奶、奶酪等,雪糕是第一个面向消费者的产品。

「因为夏天到了,雪糕有噱头。」Pandya 笑着解释。不过,有不愿具名的食品工程科学家向财新记者分析说,选择雪糕作为商业化切入点是明智之举,因为雪糕的味道譬如香草、巧克力味道会盖过牛奶本身的味道,可能遮掩人造牛奶目前并不成熟的瑕疵。

对于行业动向,中国的同行如何看待?蒙牛(02319.HK)向财新记者表示,与牛奶相比,人造奶的营养功能有限。它的确可以解决乳糖不耐受的状况,但通过「转基因酵母」生产的蛋白,仅仅局限于酪蛋白和乳清蛋白等几种有限种类,而免疫球蛋白、乳铁蛋白等其他功能活性成分却无法模拟。其次,牛奶中的蛋白和钙等元素间存在复杂联系,酪蛋白磷酸肽与钙的结合,让人体对牛奶中钙可以高效吸收,人造奶目前还无法实现。

与目前美国市场「大行其道」的植物奶(plant-based milk),如杏仁奶、燕麦奶、椰子奶有本质不同,Perfect Day 定义自己的产品为微生物牛奶(flora-based milk)。由于环保、健康、人道等原因,非动物奶(non-dairy milk)越来越受到市场青睐。AC 尼尔森的数据显示,2018 年植物奶已抢占美国 15% 的奶制品零售市场,达到 16 亿美元规模,并且还在以每年 50% 的速度激增。在英国,植物奶连年保持约 30% 的市场增长率。

除了日常食品中的肉类和奶类,连食物添加剂也在试图用合成生物技术大规模稳定生产。

「在加州,你手里拿着的这杯咖啡里很可能就加了大麻素。」人造大麻素公司 Demetrix 的首席执行官 Jeff Ubersax 对财新记者说。

大麻是加州特有的一种文化,伯克利的街头时不时飘来一阵阵大麻的味道。抛开当地的文化不说,大麻中的「精华」——大麻素被广泛应用于医药和工业生产,包括食品添加剂、化妆品等。Demetrix 就是通过生物合成技术在实验室生产出大麻素的公司。

生产原理同人造植物血以及人造牛奶相同,Demetrix 的科学家透过酵母作为工厂,生产最普遍的两种大麻成分——大麻二酚(CBD)和四氢大麻酚(THC)。方法是通过把大麻植物的基因移植到酵母内,然后通过发酵的过程生产。CBD 有保护神经、抗焦虑等作用,THC 则含有神经麻醉功能,还可以调节免疫系统,消除炎症。

Ubersax 指出,这种技术能制造出非常高纯度、高质量的单一个体。「一株植物上还有其他 100 多种大麻混合物,不是只有常见的 THC 和 CBD,生物科技的优势在于可以制造稀有的大麻素,潜在的应用包括可补充营养的食品饮料等。」

未来食品的未来

以合成生物技术为代表的生物科技在学术、医药和工业等领域并不陌生,只是近年在消费领域应用,尤其是人造食品的兴起,让各界开始关注这一领域。

除了在食品领域,人们近年也在其他消费领域接触到合成生物技术,譬如在实验室生产的蜘蛛丝编织的领带(原理是编码制造蜘蛛丝的基因,然后在实验室利用酵母通过发酵生产)、在实验室制造出的动物真皮所拼接的时装等。

人们也许要问,为何是生物合成,而非化学合成?在化学合成方面,由于大部分天然产物结构复杂,合成过程中容易形成无活性甚至有毒的成分,而且合成过程步骤繁琐,转化率低,能耗高,难以满足工业化需求。

相较而言,基于合成生物学中的代谢工程,即通过发酵原理生产的天然产物,具有生产周期短、不受时节和原料供应的限制、发酵产物易于分离纯化等优点,容易实现大规模工业化生产,同时还保护自然资源及环境。

「譬如在实验室,制造大麻素目前所需的发酵时间只需一周。」Ubersax 指了指发酵罐说,「你可以想象种植大麻,再分离提取需要多长时间?」

在 Demetrix 办公室的对面,是一座绿色玻璃楼,这是美国能源部资助的研究机构——联合生物能源研究所。「我经常站在办公室和我们合伙人 Jay Keasling 互相招手,Keasling 也会在那里出现。」Ubersax 说。

Keasling 是伯克利大学化学和生物工程教授,也是美国劳伦斯伯克利国家实验室生物组副主任及联合生物能源研究所的 CEO,他被视为是合成生物学特别是代谢工程学领域的权威之一。

中国科学家屠呦呦在上世纪 70 年代从植物黄花蒿中分离得到了抗疟原虫的有效单体青蒿素,并合成更稳定药效的双氢青蒿素。她于 2015 年获得诺贝尔生理学和医学奖。青蒿素由于化学合成难度极大,在发现后的 30 年时间中一直依赖于植物提取。而植物中天然青蒿素的含量极低,并且植物生长受到气候条件制约。

Keasling 的成就之一,就是破解青蒿素基因「密码」,利用合成生物技术,「人造量产」青蒿素。

不过,合成生物技术备受争议。支持者说,这种技术可以降低因依赖农业生产而带来的价格、供应和质量的剧烈波动,能让消费者最终得益。反对者则认为,当成本大幅下降可能会促使农民停止种植某种作物,甚至让农民失业,引发供应短缺。而更被反对者质疑的是合成生物食品的安全性,这也是近年多国监管者的难题之一。

合成生物学市场潜力庞大,更被业界称为第三次生物技术革命。研究机构 BCC Research 预测,其规模由 2017 年的近 44 亿美元,增长至 2022 年的 139 亿美元。

多国政府亦看好合成生物学前景,纷纷制定发展计划扶持产业。早在 2006 年,美国国家科学基金会拨款 1600 万美元,资助哈佛大学、麻省理工学院等多所顶尖大学,共同建立合成生物学研究中心,推动合成生物学的研究工作。英国则于 2012 年制定合成生物学路线图,翌年更将该领域列入八大重点发展科技范畴之一,投资 8800 万英镑支持其发展。

中国合成生物学近年来在理论与技术方面获得发展。有中国学术论文指出,合成生物学在国内的发展可追溯至 2008 年,但目前还主要局限于理论研究或处于向产业转化的过程中,缺乏大规模的商业应用。

据财新记者了解,目前中国在相关领域研究比较前沿的机构是中科院下属的深圳先进科学研究院和位于北京的动物源研究所等。由于目前暂时缺乏在食品领域应用,深圳先进科学研究院没有接受财新记者的采访。中国大型食品肉类加工企业万洲国际(00288.HK)也未予置评。蒙牛和伊利 (600887.SH) 则回复称,目前没有相关食品领域的研究和产品开发。

不过,蒙牛向财新记者表示,公司研发与战略部门对于所谓人造奶一直在密切关注。人造蛋白产品(包括人造奶、人造肉等)确实存在其独特优势,但目前仍处于研究的起步阶段,蒙牛也会做好各方面前沿技术储备。

虽然目前中国内地还没有这些人造肉和人造奶产品,但这并不影响中国资本市场的概念炒作。国内 A 股早前诞生了人造肉概念股,迎来一波「吃肉」行情。5 月至 6 月,双塔食品 (002481.SZ)、金健米业 (600127.SH)、东宝生物 (300239.SZ)、维维股份 (600300.SH) 等数十只股票连续上涨,游资疯狂涌入。不过,此后多家上市公司纷纷辟谣,称未布局人造肉业务。

华南地区一名业内人士向财新记者介绍,温氏股份 (300498.SZ) 等多家上市公司才开始就人造肉做相关前期市场调研。

也许有人会说,人造食品就像当季时装潮流易逝。但产品只是表象,背后的技术才是关键。如今,世界各国政府都开始关注人造食品,希望通过这种技术解决可持续发展问题。新加坡政府稍早前就宣布投入重金,研发人造肉等生物技术,打造未来食品的亚洲研发中心。

最新的形势是,中国猪瘟疫情持续,以及新型动物疾病和资源消耗,都给人造肉企业提供了不小的发展空间。而且人造肉和人造奶等未来产品的技术储备,不失为解决中国食品储备和食品安全问题提供一种思路。

「用植物蛋白替代动物蛋白,是中国乃至世界的必经之路,没有选择。」吴奇指出,中国人摄取肉类的绝对数量,在 2018 年已经达到了美国和欧盟 28 个国家消耗量的总和,人均近 60 公斤,还在增长。这意味着中国必须要加强对食品科学和技术的研发,解决国民的饮食和营养问题。

「从国家的角度出发,这是一个关乎国民健康和可持续发展的大事。」吴奇说。

人造肉的监管难题
人造肉给监管带来的最大困境,是如何消除消费者对基因工程的恐惧

尽管初创公司和资本市场热情高涨,对于监管者而言,却不得不面对一个尴尬的现实:现行法律制度并不能完美地监管人造肉。从监管的角度,对于农业类产品与食品的监督管理,核心目的是确保人类能够安全食用它们,但前提是要弄清楚它们究竟是什么。

人造肉如今就令监管者陷入这样一种困境:定义不清、监管分工模糊,以及如何有效消除消费者对基因工程的恐惧。

从人造素食到试管肉

人造素食目前在西方大热。以近期在美国大热的 Beyond Meat、Impossible Foods 等植物肉为例,这类以高含量植物蛋白为主要成分的素食产品,在美国被归类为肉类替代品 (meat alternatives),其食品安全问题由美国食品药品监督管理局 (FDA) 管辖,而在美国的联邦法律体系中,并无针对肉类替代品安全性的监管条例。此类产品虽是肉类替代品,但以往鲜以「肉类」自居,FDA 亦可根据惯常的法规条例监督这类素食产品的安全。

然而,随着植物肉在近年快速抬头,业界对于植物肉的定义出现分歧。因为触及行业利益,多个美国肉类协会和企业,反对植物肉冠以「肉」名,并积极游说政府对植物肉的标签 (labeling) 加以限制。美国联邦法律没有针对植物肉的标签规定,仅一条通用的标签规定,即禁止食品以错误或误导形式贴上标签,加以推广。

2018 年,美国密西西比州出台一项法案,规定「肉」只 能从动物身上屠宰所得,植物肉不得被标签为肉。此后,包括阿肯色州、佛罗里达州和怀俄明州等多个州,亦相继出台法案,更新了对肉类标签的规定,植物肉必须以不同的形式进行标签推广。对于植物肉标签的限制,不仅是美国,欧盟也在 2018 年出台类似规定。这些限制激起素食行业强烈反弹。目前,密西西比州的有关法案由于被质疑侵犯美国宪法第一修正案中的言论表达自由,已经暂缓落实,处于重新审议阶段。

同样的事情也发生在非制品类饮品行业。过去两年,美国多个州相继规定,只有通过乳腺分泌出的液体才可称为奶,不含动物成分的乳制品并不能在商品名称中使用「奶」(milk) 的字眼。

不少欧美人造食品品牌也希望拓展海外市场,亚洲成为首选地。中国香港目前已开始销售 Beyond Meat、Impossible Foods 等多种素肉和素食蛋奶类产品。对于试管肉和添加人造蛋白的非乳制品饮品,香港食物环境卫生署在回应财新记者查询时称,目前暂未在本地市场做商业销售。

目前香港的食品监管仍采用原有标准,即任何食品须接受常规检验检测,包括化学及微生物测试,确保食物符合香港法规且适合供人食用。若食品中出现不在法规许可名单上的成分,该食品则有可能不被获准进入香港市场。在食品标签领域,香港尚未对植物肉和传统肉类加以区分,各大素肉品牌皆可用「肉」字命名。根据香港《食物及药物 (成分组合及标签) 规例》,肉类指的是「任何动物或禽鸟类的肉或其他部分」,而在食物包装标签上的名称,则不得有任何误导成分。但该《规例》亦指出,如果任何品牌名称或商品「相当可能」在食物性质上误导买家,则品牌名称后必须加印「牌子」(brand) 或商标 (TM) 一词。财新记者观察多款在香港销售的素肉产品,其品牌名称多有「肉」或英文「meat」的字眼,但都在后面加上了注册商标 ® 的印记。

亚洲人食用豆制品年代已久,包括中国内地和中国香港等亚洲国家和地区,对于素肉一直归以豆制品的监管范围,并对其进行常规毒性和重金属等食品安全检测。食物制成品的安全卫生性由国家食品药品监督管理局负责监管。对于一些与中国传统饮食习惯不同的物品,中国早年曾以「新资源食品」之名出台过相关条例,并在 2013 年更新为《新食品原料安全性审查管理办法》(下称《办法》),沿用至今。

《办法》将新食品原料归为四类:动物、植物和微生物;从动物、植物和微生物中分离的成分;原有结构发生改变的食品成分;其他新研制的食品原料。此监管条例要求这些新食品原料符合应当有的营养要求,无毒无害,其安全性审查由原国家卫生计生委下属的卫生监督中心负责。但对于实验室食物品种,尤其是动物细胞类食品,中国内地在这一方面尚无清晰的监管架构。

目前,包括 Beyond Meat、Impossible Foods、Omnipork 等素肉品牌都将目光转向中国,希望进入这个亚洲最大的市场。由于这些新兴事物对于其制作原理高度保密,究竟会在进入中国市场时接受怎样的检测,目前还没有答案。

尽管植物肉陷入定义争议,但其监管框架仍相对清晰。美国目前面对的更大挑战来自细胞肉。细胞肉的生物源来自动物切片中的细胞,经过实验室培养后形成肉制品。由于细胞肉并非通过动物屠宰或加工所得,营养成分亦未得到充分验证,其是否能够符合目前美国农业部 (USDA) 和 FDA 对于肉类与肉制品的定义,目前尚未可知。

更重要的是,细胞肉的出现让美国监管部门陷入两难。USDA 原本负责监管肉类和肉制品,但对于在实验室中进行的任何操作并无管辖权。FDA 可以管辖实验室行为,却只限于人体细胞。在这种监管职能界限模糊不清的情况下,USDA 和 FDA 在 2018 年宣布,将共同监管细胞肉。USDA 负责监管细胞肉的细胞库和细胞培养等内容,FDA 则负责监管细胞肉制品生产加工的卫生安全。但由于目前细胞肉尚未真正商业化,新的监管协定能否有效落实仍有待验证。

归根结底,目前实现商业化的人造肉产品,仍全部是植物肉。倘若细胞肉有朝一日能够成功推向市场,中国又应怎样填补在这一领域的监管空白?

如何看待基因工程

除了标签和监管职能,这些新兴食品中采用的生物技术是监管者必须面对的至关重要的问题。

部分植物肉目前采用了基因工程技术,例如 Impossible Foods,其将大豆根部血红素中提取的基因,移植到酵母中发酵量产。这被包括地球之友在内的组织质疑基因工程制造出的血红素的安全性,Impossible Foods 曾陆续递交了超过千页的报告详释,终于在 2018 年 7 月获得了 FDA 的认可。

此外,随着「基因剪刀」(CRISPR) 等生物技术的发展,一些农产品不再需要通过外源基因移植 (转基因,即 GMO),而是在原有基因组中进行编辑,也可以达到实验者想要的效果。这种技术让 GMO 的定义再次陷入争议:如果「基因剪刀」技术不算 GMO,那么这种技术的产物也未必符合现有对转基因产品的定义。USDA 早在 2018 年已经表态称,暂时不对采用「基因剪刀」等新生物技术的农作物进行监管,因为这种技术有潜力丰富农作物的物种库,改良出更优质的品种。然而,是否监管以此类农作物为原料制作的食品,USDA 至今仍未明确表态。

对于转基因,社会上争议不断。不少反对者认为,转基因破坏自然秩序,有害人体健康。香港科技大学化学及生物工程助理教授刘元帅对财新记者称,其实转基因在自然界中,通过跨物种的形式已时常发生。外界对转基因抱有「敌意」,是因为接受有关转基因的科学教育太少,如果一种转基因食品经过科学严格的评估后判定可以食用,社会就不该对此担心。

世界卫生组织 (WHO) 在 2014 年发表了一篇关于转基因食品的常见问题解读,其中提到:不同的转基因生物可能以不同方式植入各种基因,因此需要逐案分析,不能一概而论,但目前在国际市场上可获得的转基因食品,已通过安全性评估,可能不会对人类健康产生危险。美国则采取「无罪推定」方式,假设没有充分科学证据证明某类转基因食品有毒,美国则认为此类食品安全。包括不会氧化的转基因苹果和生长速度极快且体型庞大的转基因三文鱼,都已经上了美国人的餐桌。

目前,美国对转基因食品采取自愿披露的监管模式,但该模式即将发生转变。2019 年 1 月,美国农业部发布了最新的转基因食品标识规定,要求从 2020 年 1 月 1 日起,含 5%以上转基因成分的食品,要以适当形式作出披露,暂以自愿披露为主。2022 年 1 月 1 日起,该规定将被强制执行。

在转基因方面,中国香港目前采用的是自愿披露式的监管模式,即厂家自愿披露是否含有转基因成分,监管部门不强制。

Impossible Foods 直面基因工程具有争议性的问题,其在采访中也提及使用了基因工程技术。「我们对于自己使用基因工程这一事实,一直是完全透明的。」Impossible Foods 的创办人帕特里克·布朗对财新记者说,公司非常欢迎就此问题与消费者讨论,解释基因工程食品的安全性和环保性。此外,布朗也进一步解释了与转基因的区别,在制造植物血红素的生产过程中改造了酵母基因,但生产结果即生成物和天然的植物血红素一模一样,并非生成新的物种。

「我很确定,未来十年内,全球都会明白基因工程,没有人会说这是单独的一个食物种类,或者说它是转基因食品,这会成为食物系统中正常的一部分,而非什么值得特别思考的事情。」布朗说。

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