可食用的昆虫是极好的蛋白质来源。但认为只有少数人愿意在晚餐时用蟋蟀代替牛排,这恐怕是愚蠢的想法。吃炒蟋蟀或品尝一勺马铃薯炖肉会有所不同。塔夫茨大学的博士生兼研究员娜塔莉·鲁比奥(Natalie Rubio)认为她有一个更好的主意。她想利用昆虫细胞——而不是整个昆虫——在实验室中培育肌肉和脂肪,并制作出味道和口感都像牛排、鸡肉、龙虾或虾——或者任何能满足味蕾的食物。
“我们最终得到的是昆虫的肌肉和脂肪组织,没有昆虫的腿、眼睛和其他酥脆的部分,”她说。“理论上,我们可以生产出看起来像牛排的产品,但它是基于昆虫而不是基于牛。”
如果人类吃蟋蟀而不是牛,将对减缓气候变化大有裨益。牛和羊会排放甲烷,这是一种比二氧化碳强得多的温室气体。少吃肉也有助于保护森林,因为森林经常被砍伐以开辟牧场。
鲁比奥相信,最终,这一概念将获得广泛的接受。“在我看来,如果我们能生产出美味、健康、价格实惠、可持续且人道的肉类,消费者就会对此感到兴奋,”她说。
鲁比奥研究组织工程和细胞农业,几年前,当她出于不同目的研究昆虫细胞时,开始考虑基于昆虫的实验室培育食品。她当时试图制造由活肌肉驱动的微型机器人。正是在这些实验中,她和她的同事们意识到昆虫细胞可能是实验室培育肉类的可持续来源。
“我开始探索为食品培养昆虫细胞,”她说。“目前,我们正在制作非常小的组织块,因为即使是小块组织也能告诉我们很多关于细胞行为的信息……目前,我们研究的是果蝇细胞和毛虫细胞。你可以从任何你感兴趣的昆虫或其他动物身上获取细胞。”她解释这一概念的研究发表在《可持续食品系统前沿》杂志上。
昆虫细胞已广泛用于生产药物、疫苗和杀虫剂,因此研究人员对该过程已有深入了解。目前,科学家们通过基因工程改造昆虫细胞来生产蛋白质,然后将这些蛋白质与细胞分离,用于药物和其他产品。科学家们已经在实验室中培养牛肉和皮革。鲁比奥解释了他们如何将相同的技术应用于制造昆虫细胞肉。
“我们不是在动物体内培养细胞,然后屠宰动物获取肉,而是重现动物体外细胞生长成肌肉和脂肪组织(即肉)所需的条件,”她说。“我们从供体动物(在我这里是昆虫)身上获取少量组织——想象一下芝麻大小——并分离出组织中能够增殖以产生更多细胞的细胞。”
然后,鲁比奥和她的同事们给细胞提供包括糖、蛋白质和维生素在内的营养物质以促进其生长。“有时这些营养物质来自动物来源,但出于可持续性原因,我们正致力于从植物来源获取营养物质,”她说。“细胞会在营养汤中增殖并形成组织。”此外,它们在营养汤中生长迅速,这“使得生产更多细胞更加便宜和容易,”她补充道。
鲁比奥说,科学家们还可以通过锻炼来促进昆虫组织的生长。这与人类在健身房举重不同,但最终结果是相同的。相反,科学家们会拉伸组织,用电刺激它,或者对其进行基因工程改造,使其在暴露于光线时收缩。她说,这样做会使组织变得“更肉”,从而改善其质地。
“当我们锻炼时,我们的肌肉会变大,”她说。锻炼会破坏肌肉,刺激它们生长以修复损伤。“就像锻炼——也就是肌肉收缩——使我们身体的肌肉变大一样,我们可以模拟对我们正在培养的肌肉组织的锻炼,使它们变得更大更强壮,”她说。“更大的组织意味着更多的肉,而更强的组织会影响肉的质地。”
鲁比奥说,无论是由动物细胞还是昆虫细胞制成,在实验室制造肉类都有无限的可能性,尽管挑战依然存在。“制造加工肉类产品,如汉堡、热狗和鸡块,会更直接,但制造结构化肉类产品,如牛排、鸡胸肉和培根,则更具挑战性,因为它需要组织特定的定向,”她说。最终,技术将进步到可以制造实验室培育培根的程度。科学家们还可以创造全新的肉类菜肴,因为他们可以在细胞层面控制肉类。
鲁比奥说,如果人们要用实验室培育的昆虫基牛排和汉堡代替农场饲养的牛,它们必须尝起来像肉。“果冻豆味道很好,但我们在选择饮食时不会选择果冻豆而不是肉,因为吃果冻豆是一种完全不同的体验,”她说。“然而,像Beyond Burger和Impossible Burger这样非常出色的植物性产品,之所以被选择而不是动物性汉堡,是因为它们提供了相似的体验。它们能满足渴望。素食者和纯素食者不喜欢培养肉是可以的,因为素食本身已经相当可持续了。培养肉应该是比农场肉更可持续的选择,同时提供相似的烹饪体验。”
然而,她补充说,素食者不必回避昆虫基汉堡,或任何其他通过培养昆虫细胞制成的肉类。“因为我们使用的是昆虫细胞,而不是整个昆虫,所以出于伦理原因可以接受培养牛肉的素食者也会接受培养昆虫肉,”鲁比奥说。“最初的细胞来源来自昆虫,但在最初的细胞获取后,我们不再需要使用昆虫,所以它们不会受到伤害。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿,Nexus Media是一家报道气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。