全球粮食生产是森林砍伐和生物多样性丧失的主要驱动因素。所有食品系统的活动——包括农作物生产、畜牧和渔业养殖、加工和供应链以及土地利用——占温室气体（GHG）总排放量的约37%。其中一半以上的排放量来自动物性食品和饲料的生产。
生产反刍动物肉，即牛、羊、山羊和水牛的肉，仍然是一个温室气体排放量极高的过程。为了减少反刍动物肉的消费，最大限度地减少粮食生产对环境的影响，有必要探索各种肉类替代品。人们可以选择植物基的替代品，它们利用大豆或豌豆等植物材料模仿肉类产品。还有一种选择是实验室培育肉，它来自少量动物细胞的培养。这两者产生的温室气体排放量和用水量都比传统肉类少。
然而，还有一种肉类替代品应该引起消费者的注意：发酵微生物蛋白。
微生物蛋白作为肉类替代品的可用性
微生物蛋白是指来源于真菌、细菌或藻类等微生物的蛋白质。为了将这些蛋白质转化为肉类替代品，需要使用糖作为原料在生物反应器（一种发酵容器）中培养这些生物。
马萨诸塞大学阿默斯特分校食品科学系助理教授Lutz Grossmann说：“一旦目标生物成功生长，所谓的生物质就会被收获。这种生物质随后可以转化为不同种类的食物，或者可以提取蛋白质并用作食品配料。”
在生产肉类替代品方面，微生物蛋白可能比动物蛋白或植物蛋白具有优势，因为它不依赖气候或季节，这意味着土地短缺、干旱或洪水不会限制其生产。
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Grossmann说：“使用这些生物作为食物来源的优势在于，我们可以在受控条件下，在不与农业用地竞争的地区进行培养。此外，种植这些微生物通常不需要杀虫剂，而且它们的蛋白质含量很高。”
微生物蛋白的首次大规模生产和商业化发生在20世纪70年代，产品是用于动物饲料的Pruteen。发酵技术的不成熟、微生物蛋白生产成本高以及与更便宜的替代品的竞争，最初阻碍了微生物蛋白产品的突破，但近年来它正在缓慢恢复势头。
今天你在杂货店可能找到的一个常见例子是Quorn，它使用来源于真菌镰刀菌 (Fusarium venenatum) 的菌丝蛋白来制作肉类替代品，旨在模仿动物肉的口感和质地，例如汉堡肉饼或肉丸。与此同时，Nature’s Fynd使用来源于黄杆镰刀菌 (Fusarium strain flavolapis) 的蛋白质，这是一种在黄石国家公园地热温泉中发现的真菌。
用微生物蛋白替代牛肉有益于环境
根据Nature上发表的一项最新研究，如果到2050年人均反刍动物肉消费量有20%被微生物蛋白替代，那么每年的森林砍伐量可能会减少一半。该研究作者、波茨坦气候影响研究所高级科学家Florian Humpenöder表示，这种替代将抵消全球牧场面积的未来增长，这也能使相关的二氧化碳排放量减半。
他补充说：“反刍动物肉的生产需要大面积的土地用于牛的放牧或种植其饲料，这会导致森林砍伐、生物多样性丧失和二氧化碳排放。如今，全球近80%的农业用地，包括耕地和牧场，都用于饲养牲畜。”
尽管微生物蛋白的生产与反刍动物肉相比，土地使用和温室气体排放量都大大降低，但其能源消耗几乎与牛肉生产相当。微生物肉生产的整个过程——包括电力生成、微生物培养、生物反应器搅拌和冷却，以及最终的生物质和蛋白质的下游加工——都需要能源。Grossmann说，如果微生物蛋白的培养过程在设计时考虑到可持续性，那么它可能产生的温室气体排放会更少。
Humpenöder表示，如果我们的食品系统要增加微生物蛋白或其他生物技术驱动的替代品的产量（例如由于消费者接受度），那么大规模脱碳发电就变得至关重要。在生产微生物蛋白时，应考虑使用可再生能源。否则，他补充说，用微生物蛋白替代所减少的与土地相关的温室气体排放，可能会被增加的与能源相关的温室气体排放所抵消。
肉类替代品可以美味又健康
Grossmann说，尽管越来越多的人愿意尝试肉类替代品并将其纳入饮食，但产品多样性仍然不足。
国际食品信息委员会（IFIC）在2021年的一项调查发现，去年有65%的美国人消费了植物基肉类替代品。然而，许多人仍然不愿意尝试，因为它们可能不如动物肉好吃。一些人还有饮食方面的顾虑，他们不相信植物替代品对他们的健康更好。
Humpenöder说，实际上，微生物蛋白富含蛋白质，并且含有人类从饮食中必需获得的所有必需氨基酸。
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Grossmann说：“[肉类替代品]也可以是更健康的选择，因为它们可以配制更多健康的成分，例如纤维、更少的饱和脂肪和更少的盐。它们还可以强化重要的维生素和矿物质。未来我们将看到越来越多的此类产品上市，它们的味道也会更好。”
为了鼓励消费者转向更可持续的选择，肉类替代品需要在外观、质地、气味和风味等方面提供与动物肉相同的感官体验。一项发表在Applied Economic Perspectives and Policy上的2022年研究的研究人员进行了一项盲品实验，发现与含有70%牛肉和30%蘑菇的混合汉堡或由替代蛋白制成的汉堡相比，100%纯牛肉仍然是最受欢迎的选择。
Grossmann说：“许多消费者尝试新食物存在一个障碍，但一旦产品更加成熟，人们遇到并尝试得越多，它们就可以成为我们日常生活的必需品。”
