编者注:这是六篇专题系列中的第二篇,每日从2009年3月30日至4月6日刊登,探讨食品科学。
荷兰乌得勒支—在乌得勒支大学这座超现代校园内,就在一罐冷冻猪精液的下游,伯纳德·罗伦从他的精密培养箱中取出一个透明的矩形烧瓶。这位分子生物学家小心翼翼地不让门打开太久,因为空气温度、湿度或二氧化碳的轻微波动都足以扰乱里面正在生长的珍贵猪肉。如果他成功地将这些胚胎干细胞变成一片香肠,罗伦甚至可以让最热心的素食主义者也觉得吃肉在社会上是可以接受的。“地球已经不够大,无法容纳所有的动物和饲养所有动物的田地,”他说,“你必须提前考虑。”
根据康奈尔大学农业与生命科学学院的生态学家大卫·皮门特尔的说法,生产每磅(0.45公斤)牛肉需要大约12,000加仑(45,500升)的水,而生产一磅土豆仅需60加仑(225升)。生产牛肉所需的能量是植物蛋白的27倍。联合国粮食及农业组织列举的560亿只农场动物的甲烷嗝是气候变化的重要贡献者,它们富含营养的粪便污染了水道。在无菌条件下饲养的实验室培育肉可以减少食源性疾病,如大肠杆菌和沙门氏菌。而且,对于一些动物权利活动家来说,肉可能不再是“谋杀”。
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在1932年一篇有先见之明的文章中,温斯顿·丘吉尔写道:“五十年后,我们将摆脱为了吃鸡胸肉或鸡翅而饲养整只鸡的荒谬做法,而是通过在合适的培养基下分别培育这些部分。”尽管罗伦还有很多工作要做才能实现丘吉尔的预言,但这个梦想在去年四月得到了推动,当时在挪威举办了首届体外肉研讨会,以及善待动物组织(PETA)宣布为商业上可行的体外鸡肉产品设立了100万美元的奖金。当我问罗伦他是否在竞争PETA奖时,他笑着说:“我们不研究鸡肉。”
无论如何,一些怀疑论者坚持认为,PETA奖四年期限只不过是一种宣传噱头。毕竟,在过去的三十年中,科学家仅成功地从两种动物物种中提取了胚胎干细胞系:1981年的小鼠和1998年的人类。“说你在实验室里培育出了肉,就已经是一大步了,”罗伦指出。“说你在实验室里培育出了肉而且它是小鼠组织——那就要求太高了。” 据推测,人体组织也是如此。
荷兰体外肉项目是商人威廉·范·埃伦的创意,他现在已经80多岁了,二战期间在日军战俘营中几乎饿死,并开始相信体外肉可以解决世界饥饿问题。后来,他学习了生物学课程,并与研究人员和公司进行了25年的咨询,最终形成了一系列关于体外肉生产的专利,这些专利是他于1990年代后期提交的。2005年,荷兰政府向三所大学和一家由史密斯菲尔德食品公司拥有的荷兰肉类加工商拨款200万欧元,为期四年,以开发埃伦的想法。
但今天罗伦手中的烧瓶只是装满了薄薄一层液体,颜色像红色酷爱饮料,但略微粘稠。漂浮在这个生长培养基中,但肉眼几乎看不见的是原始肉。“我收到了很多人的电话和电子邮件,问‘我可以尝尝吗?’”罗伦回忆道。“你可以刮掉表面的细胞,然后你可能会得到这种黏糊糊的物质,但这不会那么好。” 我拒绝了他的品尝邀请,他将黏糊糊的物质放在显微镜下并调整对焦旋钮。突然,我看到整个壁上都布满了难以捉摸的胚胎干细胞,这些干细胞有可能转化为猪身体的任何部分——骨骼、血液、大脑,或者对于罗伦的工作而言,是肌肉。
这个过程讽刺地开始于附近的屠宰场,罗伦从那里取回了猪卵巢。卵子在体外成熟,然后与猪精液受精,将它们转化为胚胎。放入营养浴中,胚胎细胞分裂和生长,并在此过程中发生变化。有些只是静止不动的球状物,但另一些则以怪异的节奏跳动,尽管罗伦希望它们保持未分化状态,但它们已经自发地转化为心肌。
“你可以看到细胞已经开始排列,但它们尚未融合,”罗伦说。“你希望这个过程尽可能高效。” 未来,肉类种植者可能会放弃培养皿,并在可食用的三维支架上培养干细胞,并且在正确的化学信号下,它们将转化为美味的骨骼肌蛋白纤维。罗伦在埃因霍温理工大学的同事甚至正在研究通过电刺激来“锻炼”组织的方法,以赋予它们更自然的质地。
不幸的是,罗伦的培养物只能存活几个月,然后就会逐渐衰竭,因为遗传问题而无法繁殖——它们的染色体变形或细胞最终拥有过多的副本。他的小组还研究从骨骼肌中提取的成体干细胞——这是体外肉的直接方法。
托尔·埃林·利亚是挪威生命科学大学在奥斯的一位生物学家,他也在研究试管肉,他承认罗伦是该领域的领导者,但他对迄今为止的胚胎或成体方法都没有留下深刻印象。“我认为他们取得的成就是我们可以期望取得的成就,”他说。在去年的体外肉研讨会上,利亚展示了他从猪脐带提取的干细胞的初步研究。它们更容易操作,他计算出一次有可能培养多达10,000磅(4,500公斤),但到目前为止,他只生产了脂肪和软骨。
即使罗伦的团队成功培养出足够多的肌肉细胞来制作培根替代品,该团队仍然面临着用什么来喂养他们脱离身体的动物的问题。红色酷爱饮料色的培养基几乎拥有生长肌肉所需的一切;唯一的问题是它来源于牛血。素食主义者肯定不会接受牛血清白蛋白。存在替代品,但它们对于食品生产来说太昂贵了。阿姆斯特丹大学的分子微生物学家克拉斯·海林韦夫认为,合适的替代品在于基于酵母或藻类的培养基。他已经进行了初步实验,让转基因藻类产生一种生长因子,这将鼓励罗伦的干细胞增殖。
在我离开之前,我不禁问罗伦他是否会考虑吃他实验室培育的肉。“为什么不呢?”他回答说,并指出人们毫不犹豫地狼吞虎咽地吃着人造奶酪和其他加工食品。他说的有道理,前提是他能让他的肉度过黏糊糊的阶段。