细胞培养肉类在5年内达到与动物肉类价格持平必需采取的措施

发布者:bpadmin
发布时间:2021-03-25 06:13
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在过去的一年乃至最近三个月里,越来越多的投资涌入细胞培养肉类领域,甚至有人表示,比如英国知名投资人Jim Mellon等,细胞培养肉类在5年内就可以与普通肉类价格持平,而且随着时间的推移,将比植物肉产品更实惠。虽然支持细胞培养肉类的人可能是出于环境、食品安全或动物福祉的考虑,但绝大多数消费者并不那么理想主义。对于大多数人来说,购买食物的三个主要考量因素是:价格、味道和便利性。



但我们真的能在五年内看到细胞培养肉类价格与普通肉类持平吗?预测细胞培养肉类价格会逐渐降低是一回事,而与农场饲养的鸡鸭猪牛羊的肉类价格相同,并在市场上广泛销售则是另一回事。

如果我们能为细胞培养肉类生产建立基础设施的话,超越试生产阶段,转向全球范围内规模化和工业化的生产设施;那么,简而言之,我们肯定能产出大多数人可负担得起的细胞培养肉。

为了要实现这些,专家们一致认为,细胞培养肉的开发和产业化面临几个主要挑战,包括细胞系的发展,培养基的成本和性能,生物过程优化和更好的生物反应器设计,以及生产全肌肉的能力。


开发细胞系

细胞培养肉的生产过程始于获得细胞系并将其储存。首先,寻找可以用来优化与制造的细胞是极耗费时间和资源的,部分原因是这些细胞经常需要调整,以适应在生物制造环境中的生长。然后,随着细胞系被识别和开发出来,那么就可以无限繁殖。比如,以色列初创公司Future Meat Technologies便选择了一种合成胞外基质和胶原蛋白的细胞,纤维母细胞,作为其细胞系。


细胞培养基

为了让细胞生长和繁殖,需要给它们提供能量和营养。在细胞农业中,细胞培养肉所需的养分被称为“生长培养基”。在早期阶段的细胞培养肉领域,最大的挑战之一是,大部分生长培养基使用的是胎牛血清(FBS),这既不符合生产细胞培养肉的目的,在经济上也不可行。

然而,细胞培养肉行业一直在努力从胎牛血清转向更人性化和更具可扩展性的替代品。去年,初创公司Mosa Meat通过替代其胎牛血清培养基,使成本降低了80多倍。香港的细胞培养海鲜初创公司Avant Meats通过非胎牛血清培养基,使其鱼肚的成本降低了90%。这类创新在未来还会继续涌现。


生物过程优化

从动物身上提取干细胞,并使它们以足够大的规模繁殖满足人类的食用需求,这一过程可能是最具提升潜力的部分。细胞培养肉类公司也需要优化工艺,以实现商业化生产规模。这意味着一个耗时的、多阶段的生物优化过程,从高通量筛选以确定适用于制造的最佳细胞系,再到实验室验证、中试,最后是商业化。

一些较成熟的细胞培养肉类初创公司,如BlueNalu、Mosa Meat和SuperMeat等,已经完成了早期的工作,现在已经在进行试产方面的工作。这些公司将利用在试生产期间的经验和工艺,为进入商业化做准备。


高通量云端细胞培养系统


生物反应器

商业化规模生产的很大一部分将是向更大更好的生物反应器过渡。当下的现实是,可用于细胞农业的大型生物反应器都是为了生产高价药物而开发的,但复制用于食物的动物细胞比制药要困难得多。另外,由于食物的单位价格将比药物低得多,因此有必要创造和优化出大容量生物反应器,专为细胞培养肉使用。

根据马斯特里赫特大学学者于2015年发表的的研究论文,“大规模生产细胞培养牛肉的替代方案综述(Alternatives for large-scale production of cultured beef: A review)”,指出大规模的肌肉组织工程是一项艰巨的任务,食品应用所需的细胞和组织培养规模要比医疗应用高出几个数量级。目前可用的商业化生物反应器,虽然可以用,但需要针对牛肉细胞进行优化。就像前面提到的初创公司Avant Meats正在与中山康晟生物合作,将利用大型生物反应器进一步降低75%的细胞培养海鲜成本。

就像在早期淘金热中,制作锄头和铲子的人同样是有利可图的,意味着为细胞农业提供新式设备的参与者同样有巨大的商机,不管是新加入者还是现有的玩家,如美国赛默飞(Thermofisher)和德国赛多利斯(Sartorius)等。

有趣的是,百威英博的创新投资部门ZX Ventures暗示,可能进入这一领域的行业之一是大型啤酒酿造商本身。百威英博公司一直在评估如何在细胞农业的基础设施领域发挥作用。


复杂的全肌肉

5年内可能达到与普通肉类价格持平的细胞培养肉很可能是像牛肉碎,肉糜这样的产品。然而,消费者还是会希望能获得像牛排,猪肉片或是鸡肉块儿这样的产品,这意味着开发能生产结构化全肌肉的技术。

提供全肌肉的关键技术之一是支架,允许细胞粘附和生长。各公司一直在努力开发可食用和可生物降解的支架技术,包括Matrix Meat。该公司创造了一种可食用的支架技术,允许几毫米厚的全肌肉生长。

生产结构化全肌肉的另一项关键技术是3D打印,Aleph Farms等一些公司已经开发出生物打印技术,使他们能够生产出复杂的全肌肉,如肋眼牛排。其他的公司,如BlueNalu,正在利用分层等加工技术,而这些技术已经在食品生产领域进行过优化。

Aleph Farms通过生物打印技术,生产出的肋眼牛排


结论

对于细胞培养肉来说,现在无疑是令人兴奋的时期。数十亿美元的资本正在涌入这个市场。根据Good Food Institute,2020年第一季度有超过55家初创公司在细胞培养肉类领域,融资额超过3.6亿美元;而截至今年第一季度,估计该领域公司数量超过了80家,仅公开的融资额就达到3.6亿美元。此外,像比尔·盖茨这样远见卓识的科技领袖也谈到了未来的饮食需要转向以细胞农业为基础的“人造肉”。

毫无疑问,除了技术和产业优化之外,还有其他障碍需要考虑,比如现有的反对意见,以及需要考虑的政府法规和政策框架。根据最近美国食品和药物管理局公布的信息,业界已经在考量如何标识通过细胞农业生产的食品,并帮助消费者理解产品;同时,“细胞培养”一词作为食品标签获得了大多数公司和个人的支持。所以,如果我们以在过去十年中看到的进展继续下去,短短几年内在我们当地餐馆吃上一顿细胞培养肉大餐并非遥不可及。

附图:

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