瞻觀前沿

細胞農(nóng)業(yè)——利用生物反應器中生長的細胞生產(chǎn)肉類，而不是從農(nóng)場動物身上收獲——正在技術(shù)上取得飛躍，使其成為食品工業(yè)更可行的選擇。由斯特恩家族工程學教授戴維·卡普蘭領(lǐng)導的塔夫茨大學細胞農(nóng)業(yè)中心 (TUCCA)現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了這樣的飛躍，研究人員創(chuàng)造了能夠產(chǎn)生自身生長因子的牛(牛肉)肌肉細胞，這是一個進步這可以顯著降低生產(chǎn)成本。

生長因子，無論是用于實驗室實驗還是用于培育肉類，都會與細胞表面的受體結(jié)合，并為細胞生長和分化成不同類型的成熟細胞提供信號。在《Cell Reports Sustainability》雜志上發(fā)表的這項研究中，研究人員對干細胞進行了改造，使其產(chǎn)生自己的成纖維細胞生長因子 (FGF)，從而觸發(fā)骨骼肌細胞(牛排或漢堡中存在的那種細胞)的生長。時任該項目首席研究員、現(xiàn)任塔夫茨細胞農(nóng)業(yè)商業(yè)化實驗室科學主任的安德魯·斯托特 (Andrew Stout) 說：FGF并不完全是一種營養(yǎng)素，這更像是細胞以某種方式行為的指令。我們所做的就是改造牛肌肉干細胞來產(chǎn)生這些生長因子并打開信號通路本身。

到目前為止，生長因子必須添加到周圍的液體或培養(yǎng)基中。生長因子由重組蛋白制成并由工業(yè)供應商銷售，占培育肉生產(chǎn)成本的大部分(高達90%或以上)。由于生長因子在細胞培養(yǎng)基中的保存時間不長，因此還必須每隔幾天補充一次。這限制了向消費者提供負擔得起的產(chǎn)品的能力。從生長培養(yǎng)基中去除這種成分可以節(jié)省大量成本。

該策略是否適用于其他類型的肉類，如雞肉、豬肉或魚？Stout 認為，所有肌肉細胞和許多其他細胞類型通常都依賴 FGF 生長，他預計該方法將應用于其他肉類，盡管不同物種中表達的最佳生長因子可能存在差異。

圖片來源：阿隆索·尼科爾斯，塔夫茨大學

技術(shù)價值觀察

在細胞農(nóng)業(yè)中，上游主要為包括豬、牛等動物細胞、植物細胞和微生物細胞的活體樣本供應，以及生物反應器等設(shè)備供應;中游企業(yè)則為細胞農(nóng)業(yè)企業(yè);下游主要應用于食品、紡織、飲料等行業(yè)的企業(yè)。

研究人員對細胞農(nóng)業(yè)的突破，創(chuàng)造了能夠產(chǎn)生自身生長因子的牛(牛肉)肌肉細胞，有望顯著降低養(yǎng)殖肉類生產(chǎn)的成本。因此，從細胞農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上看，該技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游原材料環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

——細胞農(nóng)業(yè)肉類產(chǎn)品主要為微生物發(fā)酵肉和細胞培養(yǎng)肉

蛋白是人類最重要的營養(yǎng)素，具有構(gòu)成和修補人體組織、運輸各類物質(zhì)、維持神經(jīng)系統(tǒng)功能和提供能量等作用，在農(nóng)耕文明以前，肉類幾乎是人類從自然界獲取蛋白質(zhì)的唯一途徑。隨著全球蛋白的人均需求量逐年上升，疊加現(xiàn)有資源對傳統(tǒng)畜牧行業(yè)發(fā)展的限制，未來或?qū)⑿纬奢^大的肉類缺口，人造肉或?qū)⒊芍饕l(fā)展趨勢。目前，主要有四類人造肉，包括昆蟲肉、微生物發(fā)酵肉、細胞培養(yǎng)肉、植物肉。其中，微生物發(fā)酵肉和細胞細胞培養(yǎng)肉為細胞農(nóng)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品。

——代表性企業(yè)主要集中于以色列和美國

根據(jù)《中國新聞周刊》的報道：截至2021年底，全球共約有107家細胞培養(yǎng)肉初創(chuàng)企業(yè)，僅2021年就新增了21家，累計吸引投資已經(jīng)接近20億美元，其中，獲融資企業(yè)主要集中在以色列和美國。全球布局細胞培養(yǎng)肉的代表性企業(yè)如下：

——主要面臨監(jiān)管及技術(shù)成本問題

細胞培養(yǎng)肉是指利用細胞培養(yǎng)工程和組織工程等技術(shù)，在體外培養(yǎng)動物肌肉組織作為食用材料。目前全球企業(yè)數(shù)量不多，商業(yè)化程度較低，中國尚未實現(xiàn)商業(yè)化，主要面臨的問題除國家審批以外，還有生物反應器、規(guī)?；S與細胞培養(yǎng)基等技術(shù)問題。大部分相關(guān)從業(yè)者認為，細胞培養(yǎng)肉在2025年左右就可以突破與傳統(tǒng)動物產(chǎn)品的平價點。

——細胞培養(yǎng)肉在人造肉中具有獨特優(yōu)勢

目前市場上主流的替代蛋白人造肉有三種：植物肉、微生物發(fā)酵肉以及細胞培養(yǎng)肉，其中，植物肉是目前發(fā)展較快的種類，而細胞培養(yǎng)肉則是發(fā)展前景最廣的種類。與人們熟悉的植物肉相比，細胞肉口感更有肉味，更接近于真實的動物肉。此外，肉類在人體內(nèi)的代謝過程遠未被完整揭示，肉中還有許多未被發(fā)現(xiàn)的營養(yǎng)元素，長期進食缺乏某些未知元素的替代肉有造成人體系統(tǒng)性障礙的潛在風險，即使未來植物肉和發(fā)酵蛋白肉在口味上能夠做到與真肉十分接近，長期食用這些產(chǎn)品仍要面對這種潛在的健康風險，而成分與真肉十分接近的細胞培養(yǎng)肉則可以在一定程度上規(guī)避這種風險。心理層面的恐怖谷效應也會造成人類對部分替代肉的排斥，而與真肉成分最相近的細胞培養(yǎng)肉被認為是最有可能越過谷的人造肉技術(shù)。

——細胞培養(yǎng)肉市場挑戰(zhàn)與機遇并存

目前中國細胞培養(yǎng)肉市場正處于發(fā)展初期，面臨著生物反應器、規(guī)模化工廠與細胞培養(yǎng)基等技術(shù)問題，使得當前細胞培養(yǎng)肉的成本高昂，尚未實現(xiàn)商業(yè)化，此外，國家對細胞培養(yǎng)肉的食品安全審批也是行業(yè)需要克服的問題，但農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的《十四五全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展規(guī)劃》提出的探索研發(fā)人造蛋白等新型食品的發(fā)展措施體現(xiàn)了中國政府對細胞培養(yǎng)肉技術(shù)的支持態(tài)度。而從消費者接受程度來看，根據(jù)2021年《中國細胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品命名及消費決策影響調(diào)查》，我國消費者對細胞培養(yǎng)肉的認知度較高。絕大多數(shù)消費者都會選擇可能會嘗試和一定會嘗試這兩個回答，兩項的消費者比例合計均達到85%及以上。

此外，中國是全球最大的肉類消費市場。20世紀90年代初至今，我國肉類消費量便逐年增長，持續(xù)穩(wěn)居世界第一。2021年，我國肉類消費總量高達近1億噸，占全球總量的27%。然而，我國人均肉類消費量對比發(fā)達國家仍有較大差距。2021年，我國肉類消費量是美國的兩倍，但人均僅為美國的一半。隨著未來城鎮(zhèn)化水平和居民收入的進一步提升，我國肉類消費量將繼續(xù)穩(wěn)步提升，且隨著細胞培養(yǎng)肉的技術(shù)不斷成熟，生產(chǎn)成本逐漸降低，逐步實現(xiàn)商業(yè)化并持續(xù)滲透傳統(tǒng)肉類市場，據(jù)Kearney預測，2040年細胞培養(yǎng)肉將達到肉類市場35%的市場份額。

——未來中國細胞農(nóng)業(yè)行業(yè)將快速增長

未來，使用細胞農(nóng)業(yè)技術(shù)培育目標農(nóng)產(chǎn)品可以大大降低碳排放，減少能源、水資源、土地資源的使用。細胞農(nóng)業(yè)在中國的發(fā)展，有助于中國2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的目標。以其未來最具潛力的細胞培養(yǎng)肉為例，根據(jù)Statista預測，2026年中國細胞培養(yǎng)肉市場規(guī)模將達到147.56億美元。

中國細胞農(nóng)業(yè)技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與細胞農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)強關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在華南和西南地區(qū)，并且以廣東、海南省為重點發(fā)展區(qū)域，未來布局細胞農(nóng)業(yè)技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于華南和西南地區(qū)優(yōu)先導入，其中可重點關(guān)注廣東省廣州市天河區(qū)、海南省?？谑旋埲A區(qū)、廣東省深圳市福田區(qū)所處細胞農(nóng)業(yè)相關(guān)企業(yè)，以及該地方對于細胞農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場的潛力空間。

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標簽： 細胞 肉類 細胞培養(yǎng) 隨筆