世界上第一个实验室培育的汉堡于去年首次亮相,它是由一些面包屑、鸡蛋和 20,000 个实验室培育的牛肌肉细胞制成的。这是一个概念验证,证明了可以在实验室中制造肉类。这项技术太复杂且成本太高,近期不太可能出现在杂货店里。然而,未来,支持者希望所谓的培养肉会变得更便宜。如果真能如此,用干细胞制造牛肉可能是一种比杀死动物获取食物更环保的替代方案。饲养牛占用大量可耕地和水资源,并产生温室气体排放。从事体外肉类工程的人员希望他们的产品对环境的危害较小。但他们能实现目标吗?
昨天在《生物技术趋势》杂志上发表的一篇新论文,旨在找出答案。它概述了一种在实验室培育碎牛肉的新方法,该方法不同于去年汉堡使用的技术以及其他研究人员提出的 3D 打印技术。它还对这种不含动物的牛肉的成本进行了一些计算。事实证明,在实验室培育肉类需要大量的资源且成本高昂。其中最大的成本之一?喂养那些小小的细胞。
与制造去年汉堡的技术类似,生物工程师 Johannes Tramper 提出的方法也始于从动物身上提取少量干细胞。然而,之后,它们会被放入大型圆柱形生物反应器中,就像今天制药行业使用的那种。相比之下,之前的汉堡是在实验室的培养皿中从小块组织培养出来的,只制作了几个汉堡。因此,Tramper 的想法将肉类培养推向了更大的规模。到目前为止,一切进展顺利。
荷兰瓦赫宁根大学的教授 Tramper 计算,一个生物反应器一年可以生产 25,600 公斤(56,400 磅)的肉。他的计算考虑了细胞的大小、细胞的繁殖速度以及一年内生物反应器处理的批次数。假设一个人一年吃 10 公斤肉——足够制作 968 个汉堡——一个生物反应器就可以养活 2,560 人。
生产一公斤这种肉需要多少成本?Tramper 计算,大约需要 391 欧元(534 美元)。这是购买生长培养基的费用,生长培养基是细胞必须在其中生长的液体。毕竟,细胞是活的。它们也必须进食。事实上,尽管实验室培育肉类的优点之一是它不应该伤害任何动物,但目前,生长培养基的生产需要动物产品。
Tramper 认为,研究可以将生长培养基的成本降低到每公斤 8 欧元,或者每磅约 5 美元。这仍然无法与牛身上长出的碎牛肉竞争。此外,这还没有考虑运行生物反应器的其他成本,例如雇用三四名训练有素的人员。
“与普通肉类的竞争仍然是一个挑战,”与 Tramper 在新论文上合作的瓦赫宁根大学生物伦理学家 Cor van der Weele 说。“我们对此并不特别乐观,尤其是在短期内。”
Van der Weele 表示,未来,传统肉类的价格可能会上涨。这将有助于缩小体外肉类和体内肉类之间的差距。
Van der Weele 和 Tramper 都认为研究培养肉以试图降低其价格很重要,但这并不能保证解决世界对动物肉的食欲问题。“这并不确定会成功,”van der Weele 说。“我们确实认为有必要开发替代方案。”
Tramper 在给《大众科学》的电子邮件中写道:“培养肉是其中一种替代方案,但[还有] 植物蛋白,甚至是整个昆虫。”
德克萨斯州的一位科学传播者 Dr. Ricky 表示,除了价格之外,还有很多人忽略了一个重要的比较点。Dr. Ricky,他更愿意使用他的化名,他曾撰写并进行公开演讲,谈论培养肉的缺点。目前还不清楚培养肉是否——或将来是否会——比从牛身上切下来的肉更环保。Dr. Ricky 不这么认为。
“我们谈论的是喂养细胞、运行生物反应器、对区域进行消毒、我们需要的所有设施,”他说。“这种生物工厂的形式,与其投入相比,效率极其低下。”
没有像 Tramper 计算出的实验室肉类价格那样的数字,《大众科学》无法判断 Dr. Ricky 是否正确。虽然许多科学家已经计算了牛肉的环境足迹,但还没有人对干细胞汉堡进行过计算。更新于 2014 年 5 月 22 日:读者 Jay 指出,至少有一项分析对培养肉的环境足迹进行了评估。您知道其他分析吗?请告诉我们,我们将很快撰写关于养殖肉与培养肉足迹的文章。