今年9月份，国内首款人造肉食品在杭州上市，据悉该产品是以植物蛋白为原料制成，口感和真肉几乎无差。11月18日，中国第一块通过培养肌肉细胞产生的人造培养肉在南京农业大学诞生。两则消息迅速吸引了大众的眼球，相关新闻不断刷屏。
不过，国内这波人造肉热潮的兴起，可能更多地要归功于大洋彼岸的两家大型人造肉厂商Beyond Meat和Impossible Foods。前者于今年9月登陆美股，成为第一家上市的人造肉公司，而后者虽暂未上市，但估值与前者相当。Beyond Meat公司上市至今，股票已大涨600%，似乎可以感受到市场对人造肉及相关产品的认可。
可是，放着好端端的真肉不吃，干嘛非要吃人造的肉呢？以及，人造肉到底是啥？我也能吃到人造肉吗？
有真的肉，为什么还
要吃人造肉？
除了觉得工业化养殖与屠宰不够人道等因素外，保护环境也是一个重要的理由。

全球肉类人均年消费概览（单位Kg）| slowfood.com
现在全球气候变暖，工业污染严重，人均可耕种面积肉眼可见地减少，但与此同时，要养活的人口数量却变多了。全球来看，过去五十年肉类消费总量从4500万吨，增长到了现在的3亿吨，而到2050年这个数字可能是6亿吨。
如此大的肉类消费量的背后是大面积的饲料种植，可哪有那么大地方拿来种呢？因此，未来的农牧业需要占地更少、消耗资源更少、对环境影响更小的生产方式——跳过饲养动物，直接生产“人造肉”就是实现这些目标的一种思路。

人均可耕种面积和人口增长的严峻形势。到2030年，人均耕地将减少70％。也就是说，1950年时1公顷（15亩）地要喂饱2个人，而到了2030年却要喂饱6个人。| gro-intelligence.com
人造肉是什么？
弄清楚了为什么要制造人造肉，接下来说说人造肉到底是怎么回事儿。
人造肉，顾名思义就是人造的肉。人造的肉虽然有很多种，但不外乎a）人造真肉和 b）人造假肉两种。怎么肉还有真假？当然！
先说a）人造真肉。人造真肉，是真的肉。一般是用真·肌肉细胞在实验室环境培养得来的 。是用动物的肌肉细胞，经过一系列方法，在培养皿的基质上长出的细胞团、细胞饼或细胞块。这种肉一般称之为“Cultured meat”，南京农业大学诞生的这款肉就属于此类品种。
既然是真·肉细胞长出来的，自然跟普通的肉在口感上没啥区别，但是这种人造真肉的尺寸一般都不大，毕竟培养皿也就那么大（一般直径90毫米厚两厘米）。另外，由于需要细胞通过增殖变成肉饼，因此制作过程漫长，所需设备和培养条件比较苛刻，比较昂贵。说白了，无法大快朵颐，吃起来都是RMB的味道！

人造真肉示意图 | davos.projourno.org
但其实，除了实验室培养的方法，人造肉还可以通过3D打印生产。肉所含的细胞无外乎肌肉细胞、脂肪细胞等，只要用细胞培养的方法，大量培养各种细胞，再通过3D打印技术，把这些细胞组成一起不就好了吗？毕竟，3D打印技术都能成功打印一枚肾脏 ，打印区区一坨肉，自然不在话下。这种方法制造的肉，可以很大块，但价格仍然很昂贵，毕竟养细胞很花钱。

3D 打印肉原理示意图 | Modern Meadow
再说 b)人造假肉。人造假肉，是用非肉蛋白做的（一般是植物蛋白，也有蘑菇等真菌蛋白），它通过模仿真肉的味道和口感而生产出来，是真正的meat-free meat（没有肉的肉）。目前在美国已经推出的两大品牌Impossible和Beyond均属于此种类型。9月份在杭州上市的中国首款“人造肉”产品也属于此种类型。
鉴于人造真肉高昂的生产和消费成本，目前，人造假肉才是市场的主流。而现在频频刷屏的“人造肉”通常也指的是人造假肉。
现在能吃到的
人造肉都什么样儿？
我们都熟悉那些仿荤食的传统素菜，它们也可以算是传统版本的人造肉，但现在的人造肉在技术上还是有很大不同，加入了一些高科技元素。中国人用豆腐所做的素料，大都是通过添加一些调味料或食品添加剂，模仿真肉食品的口感和味道做成的，产品几乎都是熟食。而人造肉，外形上力求与生的真肉相似，经过烹饪后也力求达到与真肉相似的口感。比如下图这款在北美各大超市售卖的Beyond肉，看起来就跟普通的真肉糜毫无区别，烹饪后的口感也与真肉极为相似。

Beyond 人造肉 | 作者摄
要做到这点并不容易。首先，要对肉的色香味和口感进行深入而科学的研究和分析。其次，要根据分析结果，在植物中找到合适的替代品。真肉中的蛋白质拥有复杂的三维蛋白构象，同时还能捕捉脂肪、水分、多糖和负责肉类风味的小分子；肉中的肌纤维，还给肉类带来“嚼劲”。由于植物与动物的天然差异，以上这些肉类特征，植物几乎完全不具备。因此，植物来源的人造肉产品或其他一些高蛋白产品，自然无法满足挑剔的人类。
而Beyond和Impossible两款产品的创新之处就在于全方位模拟真肉的性质，能带给人们真肉一般的口感。以率先登陆美股的Beyond肉为例。根据其官网资料以及其专利信息显示，这是一种以豌豆等豆类蛋白为主，混合粗米、葵花籽、土豆、椰子油和甜菜汁等多种成份的复杂混合物质，力求模仿的是超市常见的牛肉糜（80%瘦肉20%肥肉）。Beyond以豌豆等豆类来源的多种蛋白混合物模仿牛肉糜中的蛋白成分，力求烹饪后的微观结构上与真肉相似。
为了模仿让人流连忘返的“肉香”，Beyond肉通过分析真肉中风味分子的化学成分（主要是二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸、共轭脂肪酸类花生酸、棕榈酸、糖脂和膜脂质等），混合了椰子油、瓜子油、菜籽油等制成风味类似物。最后以大米和土豆中的淀粉代替牛肉糜中的碳水，用椰子肉模仿肉糜中的大块脂肪，用甜菜汁模仿肉糜的红色。

Beyong人造肉所采用的的一些主要生产原料 | beyondmeat.com
最终，经过复杂的生产工艺生产出Beyond肉。在采访时，该公司的CEO称，Beyond肉与牛肉糜的综合类似度超过50%（包括外观、口感和风味等）。
如果说Beyond只是从理化角度，加以食品生产的工艺模拟真肉，那么Impossible比Beyond的创新之处就在于他们采用了生物工程的手段。正如上文所说，真肉中能够带给我们口感和味道的，除了“肉香”的风味分子，还有一些蛋白。其中最主要是两种蛋白，血红蛋白（hemoglobin）和肌红蛋白（myoglobin） 。正是这两种蛋白赋予了肉的“肉色” 。五成熟的牛排中淡红色的诱人汁水，也是因为有它们的存在。

三种蛋白分子结构示意图 | memorangapp.com
Impossible的研究人员在大豆根瘤中发现了这两种蛋白的植物同源蛋白——豆血红蛋白（leghemoglobin）。豆血红蛋白是一种复合蛋白，最早由日本科学家久保秀雄在1939年发现。大豆根瘤是由于根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）的侵染而生成的固氮组织。大豆通过光合作用为根瘤菌提供养分，而根瘤菌通过固氮，给大豆提供可吸收的氮元素。

大豆根瘤（A），根瘤横切(B)，以及被绿色荧光蛋白标记的根瘤菌（C）和固氮细胞（D）| micro.biol.ethz.ch
随后，研究人员对豆血红蛋白进行了深入研究。研究结果表明，无论其颜色还是味道（主要是血腥味）都与真的血红蛋白和肌红蛋白很相似。
借此，研究人员克隆了表达豆血红蛋白的基因序列，并转基因到酵母中，让酵母也能表达豆血红蛋白，且进行了各种安全性测试 。最终的结果显示，它是生产人造肉的绝佳候选之一。于是，以它为基础，加入各种植物成分模拟肉的口感和样子，最终生产出来了Impossible人造肉。
9月份在杭州面市的国内首款人造肉，根据其官网提供的有限信息以及部分新闻报道，可以推测其采用的是类似Beyond的技术路线。
↓真人试吃环节↓
为了验证一下口感，我特意买来Impossible的人造肉汉堡品尝了一番，下图左侧是普通的牛肉汉堡，右侧是Impossible人造肉汉堡。


汉堡照片以及试吃感受 | 作者摄/制作
总体来说吃起来跟真的牛肉汉堡还是很相似的。肉饼的色泽和细节都很像，香味也可以，只是肉中没有类似牛筋的物质，能尝出略微的蛋白肉的味道。价格也可以接受，比普通汉堡贵了1.2美元。
未来某天，当人造肉真的达到“以假乱真”的程度，选择更健康的人造肉，并实现人造肉自由，或许也是个不错的人生追求。至于它能被多大程度地接受，那就要看他们生产的人造肉能否满足人们挑剔的胃了。
参考文献
1. 实验室细胞培养肉 https://www.scientificamerican.com/article/lab-grown-meat/
2. 人造牛实验室肉 https://culturedbeef.org
3. 3D打印活性肾脏 https://www.healtheuropa.eu/3d-printed-kidney-surgical-operations/90805/
4. 肉的颜色和味道取决于血红蛋白和肌球蛋白 https://www.canr.msu.edu/news/the_color_of_meat_depends_on_myoglobin_part_1#:~:targetText=Myoglobin%20is%20the%20heme%20iron,it%20will%20appear%20in%20color
5. 肉味的决定因素 https://www.intechopen.com/books/latest-research-into-quality-control/principle-of-meat-aroma-flavors-and-future-prospect
6. 豆血红蛋白的安全性测试 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5956568/
7. Beyond肉专利https://patentimages.storage.googleapis.com/6c/c9/ed/7d334d7f49cf7b/WO2015161099A1.pdf
8. 国内首款植物人造肉产品“珍肉” 官网https://zhenmeat.com/zh/about
9. 南华早报对“珍肉”的报道 https://www.scmp.com/lifestyle/health-wellness/article/3025665/plant-based-alternative-meats-chinese-food-dim-sum-hotpot
10. 世界各国每年人均猪肉消费 https://stats.oecd.org/viewhtml.aspx?QueryId=66511&vh=0000&vf=0&l&il=&lang=en
11. 人均肉类消费https://www.slowfood.com/much-meat-eat/
12. 人均可耕种面积和人口增长的严峻形势 https://www.gro-intelligence.com/insights/infographics/arable-land-per-person
作者：莫轩
编辑：八云
一个AI
你们根本就只关心好不好吃吧，呵

如有需要请联系sns@guokr.com
你会选择人造肉吗？为什么？
扫描下方二维码，来果壳群落分享你的想法！果壳群落是科学青年自由交流的地方，在这里你能看到优质的内容，可以和小伙伴进行科学讨论，还能关注科学领域的新进展，让志同道合不再有距离！