人造肉研究開發(fā)現(xiàn)狀分析及發(fā)展對策研究

劉輝， 徐小霞， 嚴建兵， 王平祥

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)展規(guī)劃部，武漢 430070； 2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)交叉科學(xué)研究院，武漢 430070）

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展進步，人類消費水平逐漸提高，全球?qū)θ忸惖鞍资称返男枨罅恐鹉暝黾印Ｈ欢軇游镆卟?、環(huán)境資源保護、生產(chǎn)周期、動物福利、公共營養(yǎng)與健康等諸多因素影響，按照傳統(tǒng)擴大畜牧業(yè)養(yǎng)殖規(guī)模的方式滿足肉制品需求將困難重重。因此，近年來以人造肉為典型代表的未來食品研究與產(chǎn)品開發(fā)受到包括中國在內(nèi)的世界各國的廣泛關(guān)注。人造肉是指不通過傳統(tǒng)動物養(yǎng)殖的方式獲得、接近動物肉制品（色、香、味、口感等）的一類蛋白制品的統(tǒng)稱，按照蛋白來源和生產(chǎn)技術(shù)通常把人造肉分為植物蛋白肉、動物細胞培養(yǎng)肉和其他替代蛋白肉類制品等。植物蛋白肉是指以植物蛋白為基礎(chǔ)原料，通過智能制造等現(xiàn)代食品工藝加工制成的具有新鮮肉營養(yǎng)價值和形態(tài)風(fēng)味的食品，也稱植物肉或素肉[1]；動物細胞培養(yǎng)肉是依據(jù)動物肌肉細胞生長修復(fù)機理，利用動物干細胞直接在培養(yǎng)基上進行體外培養(yǎng)而獲得的肉[2-3]，也稱培育肉或體外合成肉；其他替代蛋白肉主要是以食用菌蛋白、藻類蛋白、乳蛋白、昆蟲蛋白及其他新型合成蛋白質(zhì)為蛋白源，通過合成和加工而成的人造肉產(chǎn)品。

我國自古就有食用豆腐等豆制品的飲食習(xí)慣，以植物蛋白替代動物蛋白作為食品已有悠久的歷史，但是真正開展人造肉相關(guān)研發(fā)卻起步較晚，發(fā)展相對滯后。早在20世紀30年代就有國外學(xué)者提出培養(yǎng)肉的概念，培養(yǎng)肉的研究工作始于21世紀初[4]，美國和歐洲較早地深入開展人造肉的相關(guān)研究和產(chǎn)品開發(fā)，特別是動物細胞培養(yǎng)肉的研究。近年來，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的突飛猛進，人造肉的研究及產(chǎn)品開發(fā)成為全球科研機構(gòu)和金融資本競相追逐的熱點，涌現(xiàn)出一大批研發(fā)人造肉的科研機構(gòu)和創(chuàng)新企業(yè)，逐步開始有規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)，市場上不斷推出不同類型系列的人造肉產(chǎn)品，但仍存在理論和技術(shù)支撐不夠、鮮肉體驗感不強、生產(chǎn)成本過高、管理規(guī)范度不高、消費者認同度較低等諸多挑戰(zhàn)。本文系統(tǒng)分析了發(fā)展人造肉產(chǎn)業(yè)的必要性，進一步梳理了人造肉研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和進展，以期為我國未來人造肉發(fā)展提供借鑒與參考。

1 開展人造肉相關(guān)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義

1.1 發(fā)展人造肉契合我國農(nóng)業(yè)綠色低碳的重大戰(zhàn)略需求

人類需求的動物蛋白主要依靠畜牧養(yǎng)殖業(yè)供給，從目前的養(yǎng)殖生產(chǎn)水平和能力情況來看，畜牧養(yǎng)殖業(yè)是資源消耗型產(chǎn)業(yè)，同時對生態(tài)環(huán)境也會造成一定的破壞。據(jù)統(tǒng)計，目前全球1/4的土地用于放牧，1/3的可耕地用于飼料生產(chǎn)；1/5的亞馬遜雨林已被毀用于牲畜和飼料生產(chǎn)[5]。中國是世界上最大的畜牧生產(chǎn)和消費國，養(yǎng)豬業(yè)比重占世界1/2，家禽業(yè)比重占世界1/3。隨著畜牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大和集約化程度的提高，在保障我國肉、蛋、奶充足供應(yīng)的同時也給我國資源環(huán)境帶來重大壓力，畜牧生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量氣體和糞便造成了嚴重的環(huán)境污染，主要包括糞便臭味及有害氣體污染、水體污染、土壤的營養(yǎng)累積、抗生素和藥物殘留污染、病原微生物污染等。2020年中國碳排放總量100億t，農(nóng)業(yè)碳排放約20億t[6]，畜牧養(yǎng)殖業(yè)占農(nóng)業(yè)碳排放的比例較大。畜牧業(yè)生產(chǎn)是將糧食轉(zhuǎn)化為肉類蛋白，畜禽飼料蛋白轉(zhuǎn)化率低。研究表明，動物性食物的碳足跡數(shù)值要明顯高于植物性食物，牛羊肉的碳足跡最高，達到25~27 kg CO2-eq·kg-1，其次為豬肉、禽肉[7]。

為應(yīng)對農(nóng)業(yè)發(fā)展資源消耗和環(huán)境污染問題，著眼于農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，特別是十八大以來，國家深入貫徹農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的新理念，出臺了關(guān)于創(chuàng)新體制機制推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的意見，印發(fā)了《農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展技術(shù)導(dǎo)則（2018—2030年）》，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等6部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”全國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，著力推進農(nóng)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展。人造肉與農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展理念高度契合，有利于推動農(nóng)業(yè)與食品行業(yè)轉(zhuǎn)型，解決人口與資源發(fā)展的現(xiàn)實矛盾。研究發(fā)現(xiàn)，人造肉可以延緩全球氣候變暖，因為肉類生產(chǎn)是碳密集型產(chǎn)品，人造肉較傳統(tǒng)畜牧業(yè)減少35%~60%的能耗，減少98%的土地占用，節(jié)省75%的水資源，減少80%以上的溫室氣體排放[8]，且人造肉縮短了肉類產(chǎn)品的生產(chǎn)鏈，能有效減少飼養(yǎng)畜禽給人類環(huán)境帶來的污染以及動物排泄物中激素和抗生素造成的污染，緩解水資源短缺。綜上，發(fā)展人造肉是貫徹習(xí)近平總書記生態(tài)文明思想的重大戰(zhàn)略選擇，有利于推動農(nóng)業(yè)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展。

1.2 發(fā)展人造肉能保障日益增長的蛋白食品需求的持續(xù)供給

隨著世界總?cè)丝诘目焖僭鲩L，人們對肉類蛋白的需求量也大幅增加，聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)顯示，全球肉制品消費量從1961年的7 034.2萬t增長至2013年的30 241.1萬t，增長率達330%；預(yù)測到2050年肉制品消費量將達47 580萬t[9]（圖1），而未來的養(yǎng)殖規(guī)模和世界資源承載力顯然無法滿足全球肉類食品需求。研究表明，膳食結(jié)構(gòu)中口糧消費量逐步減少、肉類食物量快速增加是我國居民膳食結(jié)構(gòu)變化的重要特征之一[7]。從近10年的數(shù)據(jù)來分析（表1），我國豬肉人均產(chǎn)量和自給率近年來呈下降趨勢，2019年人均量最低，自給率僅95.6%。目前我國工業(yè)化畜牧業(yè)生產(chǎn)模式在規(guī)模、覆蓋范圍和效率方面幾乎接近資源和環(huán)境承載力的極限，加之傳統(tǒng)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)受疫病、環(huán)境、市場等因素影響較大，如禽流感對家禽產(chǎn)業(yè)會造成巨大影響；自2018年8月非洲豬瘟疫情傳入中國，全國31個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）先后發(fā)生疫情，能繁母豬產(chǎn)能受到巨大影響，導(dǎo)致中國生豬生產(chǎn)出欄量迅速下降，生豬價格快速攀升，豬肉進入新一輪上漲周期，進口量預(yù)期持續(xù)增加。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的數(shù)據(jù)顯示，我國豬、牛、羊、禽肉產(chǎn)量連續(xù)多年處于世界前3位。海關(guān)總署的數(shù)據(jù)顯示，2010年以來，我國豬肉進口量逐年增加，年平均增長率36.2%，2020年我國豬肉進口量達439萬t，增加108.3%，再創(chuàng)歷史新高（圖2）。從進口地區(qū)分析，大部分來自歐盟，加拿大排名第2位，美國排名第4位。由于新冠肺炎疫情大爆發(fā)及常態(tài)化發(fā)展走向，世界格局正在發(fā)生深刻變化，特別是最近中美貿(mào)易戰(zhàn)等影響，進出口貿(mào)易面臨更多不確定性，給肉類食品的進口數(shù)量和價格帶來不穩(wěn)定性，嚴重影響國內(nèi)肉類產(chǎn)品的供給安全。

圖1 全球肉類消費量及其預(yù)測Fig. 1 Global meat consumption and its forecast

圖2 2010—2020年我國豬肉進口量Fig. 2 Import quantity of pork in China from 2010 to 2020

表1 2010—2019我國豬肉消費和自給情況Table 1 Pork consumption and self-sufficiency in China from 2010 to 2019

人造肉生產(chǎn)系統(tǒng)免受季節(jié)、天氣、干旱、疾病、貿(mào)易、國際關(guān)系、地緣政治等自然、經(jīng)濟和政治因素變化影響，因此，地理位置將不再具有競爭優(yōu)勢，對資源的依賴性大大減少。發(fā)展人造肉產(chǎn)業(yè)將改變?nèi)忸惖鞍坠?yīng)的全球格局，消除地緣政治影響，特別是隨著人造肉技術(shù)不斷成熟，任何國家都可以很容易地用現(xiàn)代技術(shù)在本國生產(chǎn)這些肉類蛋白產(chǎn)品。

1.3 發(fā)展人造肉有助于提升國民健康水平

從我國經(jīng)濟社會發(fā)展歷程看，經(jīng)歷了物資匱乏-相對充足-溫飽-小康的過程，人們對飲食的訴求也隨之發(fā)生變化，從有的吃、吃得飽到吃得好，再到吃的營養(yǎng)健康。黨的十九大報告中明確提出：“中國特色社會主義進入新時代，我國社會主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”。隨著我國人均可支配收入不斷增長，消費結(jié)構(gòu)全面升級成為必然趨勢，國民對個性需求、安全優(yōu)質(zhì)、精準營養(yǎng)、綠色健康的飲食需求日益增加。肉制品雖然含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，但同時也含有較高比例的膽固醇和飽和脂肪酸，這些物質(zhì)與高血糖、高血脂、高血壓和癌癥等代謝類疾病的發(fā)病率呈較高相關(guān)性。但從現(xiàn)實情況來分析，全球營養(yǎng)不足與營養(yǎng)過剩共存，且問題日益突出，不合理飲食導(dǎo)致的慢性病群體呈上升趨勢。50年前，中國人日均肉制品攝入量為20 g，2018年達到255 g，與此同時，人類慢性病的發(fā)病率快速上升且年輕化，與肉制品攝入過量有較大關(guān)系[10]。

人造肉的研究和相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)能夠有效地滿足相關(guān)需求。一方面人造肉有利于降低人類疾病發(fā)生率。人造肉可控制相關(guān)營養(yǎng)成分，比如在生產(chǎn)過程中用健康的不飽和脂肪酸來代替易致高膽固醇的飽和脂肪酸，減少食源性疾病和心臟病、肥胖癥、癌癥、糖尿病等疾病發(fā)生。另一方面人造肉可以進行個性化營養(yǎng)設(shè)計。在人造肉研究和生產(chǎn)理念中，不僅可以改造利用已有的動植物蛋白質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，還可以設(shè)計合成任何人類需要的營養(yǎng)成分，通過營養(yǎng)物質(zhì)添加創(chuàng)造出滿足不同個性需求的人造肉。

1.4 發(fā)展人造肉有助于公共衛(wèi)生安全風(fēng)險管控

2019年爆發(fā)的新冠肺炎疫情給人類的生命健康造成嚴重威脅，對全球經(jīng)濟發(fā)展造成巨大沖擊，也引起世界各國對動物及動物產(chǎn)品疫病防控的進一步關(guān)注。動物與人的傳染病密切相關(guān)，70%的動物疫病可以傳染給人類，世界動物衛(wèi)生組織的研究資料表明，目前75%的新發(fā)傳染病為人獸共患病[11]。據(jù)統(tǒng)計，60%的人類病原體來自動物，80%的動物病原體具有多宿主性。全世界有記載的動物傳染病有300多種，其中對公共衛(wèi)生安全危害較大的有近90種，這決定了動物防疫在公共衛(wèi)生風(fēng)險治理中的重要地位[12]。人和動物的健康相互依存、相互影響，并與共同生活的生態(tài)系統(tǒng)健康密不可分，由此，世界動物衛(wèi)生組織于2000年提出“同一個健康”的理念。縱覽全球歷次大規(guī)模傳染病疫情，從十四世紀四五十年代歐洲鼠疫，到本世紀的SARS、高致病性禽流感，溯源表明都與動物有關(guān)。特別是本世紀以來，非典型肺炎疫情、高致病性禽流感、甲型H1N1流感、中東呼吸綜合征、H7N9流感、埃博拉出血熱、寨卡病毒病及新型冠狀病毒等重大動物源性人獸共患病相繼在全球爆發(fā)流行，都造成了重大的公共衛(wèi)生安全事件。另外，超級耐藥細菌越來越多，不僅嚴重影響動物疫病防控，也威脅到公共衛(wèi)生安全，已成為世界性難題。動物源性食品的病原微生物污染、獸藥殘留、有害化合物殘留也是食品安全的主要威脅，其中肉類中攜帶的布魯氏菌、沙門氏菌、空腸彎曲菌、大腸桿菌、戊型肝炎病毒等已經(jīng)成為動物源性食品安全危害最大的食源性病原微生物，動物疫病病原微生物對動物肉類的生產(chǎn)者、經(jīng)營者、消費者的健康可能會造成危害，也有傳播到周邊環(huán)境中對公共衛(wèi)生安全造成危害的風(fēng)險。

人造肉以實現(xiàn)“更健康、更安全、更營養(yǎng)、更美味、更高效、更可持續(xù)”為目標[13]，引領(lǐng)未來食品發(fā)展。人造肉所需的植物蛋白源和動物細胞源成分可控，生產(chǎn)環(huán)境安全可控，培養(yǎng)或者制作過程可提供無毒無菌的生長環(huán)境，無激素、抗生素添加，生產(chǎn)工藝流程無有害化合物的殘留，菌落總數(shù)等都有嚴格的質(zhì)量標準，生產(chǎn)全過程可追溯，能夠有效防控人畜共患病，也減少病原菌微生物引起的疾病，能極大限度地降低公共衛(wèi)生安全風(fēng)險。

2 人造肉研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)人造肉研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著生物化學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展，合成生物學(xué)、基因工程、發(fā)酵工程等技術(shù)的進步，我國對人造肉的營養(yǎng)成分、質(zhì)地多維結(jié)構(gòu)、風(fēng)味口感模擬、高效合成技術(shù)等的系統(tǒng)研究不斷深入，研究力量不斷擴大，并取得了一定成果。目前具代表性的研究機構(gòu)主要有江南大學(xué)、北京工商大學(xué)、深圳大學(xué)食品科學(xué)與加工研究中心、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所、煙臺雙塔食品股份有限公司等（表2）。我國細胞培養(yǎng)肉的研究開始更晚，研究力量也較少，研究處于起步階段，目前大多從細胞培養(yǎng)肉的某一環(huán)節(jié)或某一技術(shù)入手進行探索，系統(tǒng)研究培養(yǎng)肉發(fā)育全過程的較少，典型的是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)周廣宏教授團隊，用第六代的豬肌肉干細胞培養(yǎng)20 d，得到重達5 g的國內(nèi)首例由動物干細胞擴增培養(yǎng)而成的人造肉。

表2 國內(nèi)人造肉研究的典型機構(gòu)和團隊Table 2 Typical research institutions and teams of artificial meat research in China

表2 國內(nèi)人造肉研究的典型機構(gòu)和團隊Table 2 Typical research institutions and teams of artificial meat research in China 續(xù)表Continued

近年來，隨著新型植物蛋白肉研究的逐漸深入，相關(guān)技術(shù)不斷成熟，人造肉外觀、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、口感、營養(yǎng)成分等都越來越接近動物肉，制備技術(shù)也更加高效，逐漸成為全球商業(yè)資本投入的熱點，外國資本也通過與中國企業(yè)合作或者在中國建廠等方式，投資植物蛋白肉產(chǎn)業(yè)。中國相關(guān)企業(yè)也紛紛與科研院所或高校合作，研發(fā)植物蛋白肉相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品，注冊植物蛋白肉或人造肉相關(guān)商標，且很多產(chǎn)品已推向市場。中國植物蛋白肉發(fā)展有著自身的優(yōu)勢，一方面有傳統(tǒng)素肉的加工基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)鏈相對完整，消費者有一定的接受度；另一方面具有成本優(yōu)勢，植物蛋白肉生產(chǎn)的主要原料大豆蛋白近一半在中國的山東、河南等省。目前搶占中國植物蛋白肉市場的企業(yè)眾多，從表3列出的代表性相關(guān)企業(yè)看，既有本土的傳統(tǒng)食品企業(yè)加入，也有跨國公司和新生的創(chuàng)業(yè)型企業(yè)進入，有數(shù)據(jù)顯示，近10年來我國素食相關(guān)企業(yè)年注冊量整體呈現(xiàn)快速增長趨勢。

表3 國內(nèi)人造肉研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化代表性企業(yè)Table 3 Representative enterprises of R & D and production of artificial meat in China 續(xù)表Continued

2.2 國外人造肉研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展進展

近年來，人造肉的發(fā)展受到世界各國的高度重視。世界經(jīng)濟論壇等國際組織和智庫機構(gòu)紛紛開展人造肉發(fā)展的相關(guān)研究，人造肉技術(shù)被權(quán)威科技媒體《麻省理工科技評論》評為2018年全球十大突破性技術(shù)之一，美國、歐盟等國家啟動相關(guān)戰(zhàn)略部署，大力推動人造肉領(lǐng)域的研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。李東巧等[14]通過文獻和專利計量分析表明，截止2020年3月，美國、荷蘭和德國的相關(guān)研究論文發(fā)表數(shù)量相對較多；美國和中國的專利數(shù)量排世界前列；美國的重要專利數(shù)量居全球第一；荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的論文發(fā)表量居全球首位；Impossible Foods公司的專利申請數(shù)量全球第一；全球的研究熱點主要集中在人造肉的原料來源、加工設(shè)備、輔料與理化特性等方面。

2019年8月，美國《財富》雜志發(fā)布2019年改變世界的企業(yè)榜單，美國食品生產(chǎn)企業(yè)Impossible Foods公司和Beyond Meat公司因為推廣植物性蛋白肉上榜。2016年，Beyond Meat推出全球第一款外觀、味覺和真正牛肉非常相近的素肉漢堡。2018年，美國食品藥品監(jiān)督管理局認證了Impossible Foods公司大豆血紅素蛋白的食用安全性。2019年4月，Impossible Foods與漢堡王合作推出添加血紅素的人造肉漢堡。而食品級動物組織培養(yǎng)的相關(guān)研究始于2000年左右的歐美實驗室[15]。2000年，美國杜魯大學(xué)支持的生物科學(xué)研究聯(lián)合體利用金槍魚細胞培養(yǎng)出人造魚肉[16]。2013年，荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)的馬克·波斯特教授從豬的肌肉細胞中提取了干細胞，利用動物細胞組織培養(yǎng)生產(chǎn)出世界首塊人造培育肉[17]。2016年，美國食品技術(shù)公司Mem-phis Meats全球首次研制出人造牛肉丸和人造雞肉。2018年，以色列研究團隊宣布在實驗室中培育出人造牛排[13]。2019年，日本日清食品控股公司與東京大學(xué)合作，人工培育牛肌肉細胞，將其成功制成約1 cm3的肌肉組織[18]。國外人造肉領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)主要包括植物蛋白肉巨頭Beyond Meat、Impossible Foods，細胞培養(yǎng)肉的領(lǐng)先研發(fā)公司Memphis Meats 等，創(chuàng)新型歐美企業(yè)Finless Foods、JFuture Meat Technologies 和 Higher Steaks 等[19]。此外，泰森食品、雀巢、星巴克和嘉吉等傳統(tǒng)食品巨頭也紛紛涉足人造肉行業(yè)[14]。

3 人造肉發(fā)展面臨的主要制約因素

3.1 基礎(chǔ)研究仍不能支撐產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

目前全球人造肉研究還處于攻堅階段，且主要集中在歐美發(fā)達國家，國內(nèi)雖有一定的研究，但整體研究水平和能力還處于起步階段。我國以植物蛋白替代動物蛋白營養(yǎng)已經(jīng)有很久的歷史，但真正研究開發(fā)代替動物肉的植物蛋白肉也只是近幾年，國內(nèi)研究人造肉的高校與機構(gòu)數(shù)量較少，其中，研究植物蛋白肉以北京工商大學(xué)和江南大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院等為代表，另外還有一些企業(yè)和國外合作開展了一些少量的研究工作；細胞培養(yǎng)肉的研究機構(gòu)更少，研究也比較零散，只是在某方面開展深入研究，進行系統(tǒng)研究的主要有南京農(nóng)業(yè)大學(xué)周光宏團隊。無論是植物蛋白肉還是細胞培養(yǎng)肉，在產(chǎn)業(yè)化工程中都還有很多科學(xué)問題有待解析，比如在植物蛋白肉營養(yǎng)品質(zhì)的提高、蛋白質(zhì)組織的結(jié)構(gòu)改良、相關(guān)酶制劑的優(yōu)化、相關(guān)加工性狀（口感、顏色、風(fēng)味、質(zhì)地等）的改善等方面需要進行深入研究，開辟新的認知領(lǐng)域[20]；在細胞培養(yǎng)肉的動物干細胞選取、細胞的增殖分化、生物反應(yīng)器、次生代謝物質(zhì)的控制等方面還存在基礎(chǔ)研究不足和認識空白，還不能支撐人造肉的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 低成本產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)亟待取得新突破

近年來，隨著美國及歐洲國家的大規(guī)模資金投入，人造肉產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)研發(fā)得到一定發(fā)展，隨著細胞工廠和干細胞培養(yǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，目前已經(jīng)可以批量生產(chǎn)出人造肉制品[21]。但是生產(chǎn)成本較高依然是制約人造肉發(fā)展的關(guān)鍵因素，一般人造肉成品的銷售價格約為豬肉價格的6倍、牛肉價格的4倍。細胞培養(yǎng)肉的細胞培養(yǎng)條件要求苛刻，需要無菌無毒、適宜溫度、適應(yīng)酸堿度和嚴格營養(yǎng)因子需求環(huán)境以維持細胞快速大量的增值分化。需要的設(shè)備和技術(shù)投入成本更高，世界首個人工培養(yǎng)牛肉漢堡用了1萬多個標準培養(yǎng)皿，耗資38萬美元以上[22]。若要大規(guī)模生產(chǎn)，必須解決生物反應(yīng)器等技術(shù)問題，并降低生產(chǎn)成本。2019年，Memphis Meats公司宣布生產(chǎn)每個含110 g培養(yǎng)肉的漢堡成本需要600美元[23]，雖然有所降低，但是依然沒有降低到可以被公眾接受的程度。要大規(guī)模推廣人造肉，理想的狀態(tài)是研發(fā)生產(chǎn)速度快、成本低、生產(chǎn)條件要求一般、能夠滿足個性化需求的工程化和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，植物蛋白肉生產(chǎn)在原料配方、加工工藝參數(shù)、口感風(fēng)味改進、重塑成型等技術(shù)方面亟需突破，細胞培養(yǎng)肉生產(chǎn)需要在初始細胞分離技術(shù)、增殖分化、生物反應(yīng)器等生物技術(shù)方面有待突破。這些都需要生物工程、發(fā)酵工程、化學(xué)工程、材料工程、機械工程、系統(tǒng)控制工程等多個學(xué)科聯(lián)合攻克相關(guān)“卡脖子”技術(shù)[24]，構(gòu)建高效、安全、低成本的成套技術(shù)體系。

3.3 技術(shù)管理標準和法律法規(guī)亟需健全

嚴格的技術(shù)管理標準和完善的法律法規(guī)體系是產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要保障，更是產(chǎn)業(yè)獲得技術(shù)競爭和市場競爭優(yōu)勢的前提。人造肉是前沿科技創(chuàng)新和新興業(yè)態(tài)，相關(guān)的科學(xué)和技術(shù)問題都在不斷地研究和探索中，現(xiàn)行的法律法規(guī)、技術(shù)管理規(guī)范、安全性風(fēng)險評估、市場準入和監(jiān)管制度可能并不適應(yīng)人造肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，亟需開展相關(guān)技術(shù)標準和安全風(fēng)險的研究，不斷完善相關(guān)法律法規(guī)。2021年6月，由中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會發(fā)布的《植物基肉制品》團體標準開始實施，該標準對植物基肉制品的定義、技術(shù)要求、標簽標識、運輸和貯存等進行了規(guī)范，但這僅僅是個開始，相關(guān)的標準和法規(guī)仍缺乏系統(tǒng)性、全面性。在細胞培養(yǎng)肉方面，目前我國的相關(guān)標準和法律法規(guī)還是空白，很多標準和指標還在研究中，更需要加強，比如，細胞突變過程不可控，可能存在細胞非良性增殖的安全風(fēng)險，對其風(fēng)險防范與安全管理規(guī)范的相關(guān)監(jiān)管體系尚未構(gòu)建[25]。我國人造肉產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展，在世界人造肉技術(shù)競爭和市場競爭中有一席之地，并在某些領(lǐng)域搶得先機，必須加強在科研系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、流通系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范研究[19]，不斷完善科學(xué)研究、技術(shù)標準、營養(yǎng)成分要求、產(chǎn)品命名、安全評估、標識標簽、運輸、市場準入等全產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)規(guī)范，出臺相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)管理規(guī)范體系。

3.4 公眾消費價值觀偏好是制約人造肉發(fā)展的最大障礙

消費者對產(chǎn)品的接受程度是產(chǎn)品研發(fā)和推廣的基礎(chǔ)。由于地域、性別、健康狀況、心理、年齡和社會背景的不同，人們的飲食觀也大不相同，公眾的飲食習(xí)慣和價值偏好影響人造肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。人造肉問世以來就獲得了研究者和相關(guān)企業(yè)的關(guān)注，特別是近年來隨著未來食品概念的提出，人造肉食品受到思想先進的環(huán)保主義者和動物保護主義者的青睞，他們更愿意接受人造肉，因為他們認為人造肉可以減少碳排放并給動物帶來福利[26]。但是公眾對人造肉的認可和接受程度遠沒有科研人員和企業(yè)那么高。由于傳統(tǒng)觀念和消費心理的影響，大多數(shù)消費者對人造肉的非自然性和人工制造具有很強的心理排斥[27]。對國內(nèi)202位消費者人造肉產(chǎn)品購買意愿的調(diào)查顯示，雖然新產(chǎn)品的推出能夠增加消費者的短期購買熱情，但從長期來看，消費者可能對人造肉產(chǎn)品成為傳統(tǒng)肉類的替代品存疑，普通消費者對人造肉產(chǎn)品的接納可能需要一個較長過程[28]。從國內(nèi)來看，雖然消費者對植物蛋白肉接受程度較高，但由于色澤、口感、風(fēng)味、質(zhì)地與動物蛋白肉還是有一定差距，因此植物蛋白肉只是作為普通消費者食品多樣化的一種補充，或作為部分特殊消費人群肉類蛋白的替代品，被普遍接受還存在一定難度。就細胞培養(yǎng)肉而言，由于大部分消費者對細胞培養(yǎng)肉認知甚少，對其持懷疑態(tài)度的較多，在歐洲和北美洲開展的消費意愿調(diào)查顯示，僅有1/3的消費者愿意為細胞培養(yǎng)肉買單，且這些人多為受過高等教育的年輕人[29]，可見細胞培養(yǎng)肉的推廣更是任重道遠。

4 人造肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策建議及展望

4.1 創(chuàng)新蛋白質(zhì)資源獲取途徑

蛋白質(zhì)是人造肉生產(chǎn)的主要原料，高效優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)生產(chǎn)也就成為人造肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，要加大未來蛋白質(zhì)資源的開發(fā)力度，加大相關(guān)研究。建設(shè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效低碳的蛋白質(zhì)生產(chǎn)模式，特別是研究開發(fā)節(jié)約土地、水等資源的綠色低碳蛋白質(zhì)獲取途徑：一是化學(xué)法獲得蛋白質(zhì)，通過化學(xué)方法合成獲取食品級的蛋白質(zhì)；二是植物生產(chǎn)蛋白質(zhì)，通過生物育種技術(shù)改造提升現(xiàn)有常用大豆、豌豆等蛋白的人造肉生產(chǎn)品質(zhì)，同時挖掘新的高效生產(chǎn)蛋白質(zhì)的植物；三是微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)，通過微生物發(fā)酵等途徑獲取蛋白質(zhì)，設(shè)施化改良培育食用菌生產(chǎn)蛋白質(zhì)；四是動物生產(chǎn)蛋白質(zhì)，提高細胞培養(yǎng)獲取蛋白質(zhì)的效率和效益，通過昆蟲消耗動物糞便等獲取蛋白。

4.2 加強人造肉相關(guān)“卡脖子”問題的基礎(chǔ)研究

人造肉已成為國際肉類食品研究的熱點，但我國在研發(fā)上仍然處于起步階段，特別是細胞培養(yǎng)肉的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍然有很長的路要走。我國傳統(tǒng)飲食習(xí)慣與歐美國家不同，對食品營養(yǎng)風(fēng)味的需求更具多樣性，要強化植物蛋白肉和細胞培養(yǎng)肉的系統(tǒng)研究，搶占技術(shù)最前沿，提高自主創(chuàng)新能力，建立全新人造肉研發(fā)體系和標準。人造肉的發(fā)展改變了依賴土地的傳統(tǒng)蛋白質(zhì)獲取方式，要在分子水平上進行改造和設(shè)計未來食品必將引發(fā)動植物科學(xué)研究的顛覆性變革。亟需國家加大原始創(chuàng)新科研經(jīng)費的支持力度，突破當前基礎(chǔ)研究的瓶頸問題，解決包括本土蛋白源開發(fā)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特性研究、血紅素高效量化生產(chǎn)研究、動物肌肉細胞的大量獲取、肌肉組織大規(guī)模低成本培養(yǎng)，研究人造肉風(fēng)味、口感、色澤等加工工藝瓶頸背后的科學(xué)問題。

4.3 強化綠色低碳的全產(chǎn)業(yè)鏈融合創(chuàng)新

人造肉產(chǎn)業(yè)是顛覆傳統(tǒng)食品生產(chǎn)方式和消費方式的新產(chǎn)業(yè)、新模式和新業(yè)態(tài)，是新農(nóng)科、新工科、新文科、新醫(yī)科的集中體現(xiàn)和結(jié)合點。要發(fā)展人造肉產(chǎn)業(yè)必須通過多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈，不僅需要傳統(tǒng)的農(nóng)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、心理學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科交叉融合，更需要分子設(shè)計育種、大數(shù)據(jù)、人工智能、合成生物學(xué)、基因編輯、蛋白質(zhì)組學(xué)、精準醫(yī)學(xué)等新興學(xué)科的交叉融合創(chuàng)新，以創(chuàng)新鏈驅(qū)動產(chǎn)業(yè)鏈，打通從基礎(chǔ)研究到技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)、貿(mào)易物流、市場銷售、品牌推廣的融合創(chuàng)新鏈，打造低碳綠色蛋白質(zhì)供給模式，形成低碳綠色、營養(yǎng)健康的人造肉產(chǎn)業(yè)鏈。

4.4 完善產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的體制機制

開展相關(guān)法律和政策研究，借鑒國際上成熟的標準體系，制定人造肉產(chǎn)品的生產(chǎn)和上市標準，出臺市場監(jiān)管政策，逐漸加強人造肉產(chǎn)品的市場監(jiān)管和準入門檻。研制營養(yǎng)成分的評價標準和食品安全評估辦法，構(gòu)建一整套系統(tǒng)性的、有中國特色的標準體系和科學(xué)的監(jiān)管體系。鼓勵研究機構(gòu)和企業(yè)積極申報相關(guān)專利，加強知識產(chǎn)權(quán)保護，提高我國人造肉發(fā)展的自主知識產(chǎn)權(quán)能力，避免國外濫用知識產(chǎn)權(quán)限制，卡住我國人造肉產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的“脖子”。加強消費觀念和健康飲食觀念的宣傳引導(dǎo)，倡導(dǎo)合理膳食和健康飲食方式。宣傳和普及人造肉的原料來源、制作原理、工藝流程、營養(yǎng)功能、主要優(yōu)點等相關(guān)知識，引導(dǎo)消費者樹立正確認知。創(chuàng)新產(chǎn)品標簽標識設(shè)計和宣傳推廣方式，與綠色低碳環(huán)保組織和營養(yǎng)健康理念宣傳組織合作開展相關(guān)活動，將人造肉蘊含的綠色低碳的生產(chǎn)方式和健康低卡路里的文化理念傳遞給消費者，提高人造肉的公眾接受度。

5 總結(jié)與展望

人類對肉類蛋白需求的快速增加和環(huán)境承載力不足的矛盾愈加突出，人造肉應(yīng)運而生，且隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的加速推進而蓬勃發(fā)展。雖然目前人造肉在產(chǎn)業(yè)化過程中還存在諸多挑戰(zhàn)，但綜合分析來看，人造肉必將成為未來農(nóng)業(yè)和未來食品發(fā)展的重要領(lǐng)域。推進人造肉高質(zhì)量發(fā)展，一是要圍繞產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈，推進多學(xué)科交叉融合，大力挖掘新的蛋白質(zhì)資源，同時降低動物細胞培養(yǎng)肉的技術(shù)門檻和培養(yǎng)成本；二是要強化關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，特別是綠色低碳的食品加工、合成技術(shù)、相關(guān)智能裝備的研究和開發(fā)，積極開展關(guān)鍵技術(shù)背后基礎(chǔ)科學(xué)問題的研究；三是要建立規(guī)范的市場化運營機制。政府要推進相關(guān)法律法規(guī)建設(shè)和知識產(chǎn)權(quán)保護，強化人造肉產(chǎn)業(yè)化的管理，確保產(chǎn)品健康安全，企業(yè)要加快相關(guān)產(chǎn)品的宣傳推廣，提高人造肉的公眾認可度。