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人類是不會放棄吃肉的。肉類是人類獲取蛋白質(zhì)的主要來源之一,，隨著生活水平的提高,，人類對肉類消費需求在不斷增加,。自1960年至今，全球人口翻了一番人類對動物制品的消費已經(jīng)增長了5倍,，這一數(shù)字還將繼續(xù)增長,。人類對肉類的消費也帶來了巨大的資源浪費——動物飼養(yǎng)與肉類生產(chǎn)會占用大量的土地,、糧食和水，產(chǎn)生大量的糞便,、污水與二氧化碳，加劇環(huán)境污染與溫室效應(yīng),。隨著全球人口的膨脹，如今,，尋找到一種替代肉類已經(jīng)成為人類必須需要在21世紀解決的一個難題,。今天,，傳統(tǒng)畜牧業(yè)正在經(jīng)歷危機,。顯然，動物不能有效地將飼料轉(zhuǎn)化為食物,，它們把飼料浪費在了生長上,。為了長出500克肉,，一頭牛必須吃掉大約6千克的谷物,。在美國,，家畜已經(jīng)吃掉了60%的糧食,。畜牧業(yè)還非常耗水，500克牛肉需要約7 041升水,。與此同時，地球上的水資源正在面臨嚴重危機。過度抽水灌溉農(nóng)田,，使得水資源危機正在世界各地發(fā)生,。大約10年后,，地球上一半以上的人口將不得不應(yīng)對水資源短缺的問題,。隨著水資源的枯竭,，流經(jīng)多國的河流上的水壩可能引發(fā)戰(zhàn)爭，政府也可能面臨崩潰,。更糟的是,，肉類生產(chǎn)與氣候變化息息相關(guān),。在人類排放的所有溫室氣體中,，14.5%來自畜牧業(yè)——畜牧業(yè)的溫室氣體排放量與所有交通工具的排放總量,，包括乘用車,、卡車,、輪船,、飛機等差不多,。肉牛和乳牛不僅會透過腸道發(fā)酵和糞便排放甲烷,、導(dǎo)致土地發(fā)生變化,，還會在生產(chǎn)飼料,、消耗能源,、運蝓的過程中間接排放溫室氣體,，是甲烷和溫室氣體的最大排放源,。作為食物的來源,，人們對動物制品需求的增長將使地球不堪重負,，導(dǎo)致氣候變化更劇烈,、森林砍伐更嚴重、水資源消耗更大,。不僅如此,，動物肉,，特別是“紅肉”富含膽固醇與飽和脂肪,，攝入過多會增加肥胖及心腦血管疾病產(chǎn)生的風(fēng)險,。因此,，在傳統(tǒng)肉類生產(chǎn)方式難以滿足人類對肉類蛋白的可持續(xù)需求下,，尋找替代蛋白,，以制造出健康又環(huán)保的“肉”就成為了當前亟待解決的現(xiàn)實難題,。從人造肉的角度來看，目前三種主流替代蛋白人造肉分別是植物肉,、細胞培養(yǎng)肉以及微生物發(fā)酵肉,。所謂植物肉,，就是指利用大豆,、 豌豆等植物的植物蛋白,，通過特殊的工藝,，生產(chǎn)加工成類似動物肉品的口感,、味道或外觀的食品,。比如,，手撕豆干,、素肉,、素雞,、齋肉等一眾豆制品,。目前市場中比較知名的 Beyond Meat,、Impossible Food,、珍肉,、星期零等公司,，都是植物肉領(lǐng)域的代表,。不過,，一直以來,，植物肉都面臨一個關(guān)鍵性問題,，就是如何讓人造肉吃起來像真正的肉,，這也是所有人造肉公司都需要面對和解決的,。相較于植物肉,，細胞培養(yǎng)肉似乎更加接近真實的肉類,。細胞肉也叫動物肉,，是從動物中提取出全能干細胞或肌細胞,，在營養(yǎng)液中進行培養(yǎng),，通過細胞增殖生長，形成組織類物質(zhì),。按照細胞農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业?/span>設(shè)想,，這種通過提取動物細胞從實驗室“種”出來的肉,，從外觀,、口感到營養(yǎng)成分，都能與真肉媲美,。微生物發(fā)酵造肉就是以葡萄糖,、淀粉,、糖蜜,、合成氣,、二氧化碳等為底物,，利用微生物發(fā)酵方式生產(chǎn)肉類的方式,。除了植物肉和細胞培養(yǎng)肉以外,，現(xiàn)在，基于微生物發(fā)酵肉的獨特優(yōu)勢,，微生物發(fā)酵造肉正在成為人造肉技術(shù)的新流行趨勢,。微生物發(fā)酵肉其實就是用微生物來發(fā)酵蛋白。目前，發(fā)酵蛋白主要有3種生產(chǎn)途徑,。第一種是我們中許多人可能已經(jīng)熟悉的“傳統(tǒng)發(fā)酵”,，傳統(tǒng)發(fā)酵使用活性微生物來加工植物性成分，從而改變質(zhì)地、味道和營養(yǎng)成分,，比如豆豉就是通過用真菌根霉發(fā)酵大豆而產(chǎn)生的。第二種方法是“生物質(zhì)發(fā)酵”,，生物質(zhì)發(fā)酵以微生物中蛋白質(zhì)含量高,、生長速度快的成分為原料,，生產(chǎn)大量蛋白質(zhì),，可用于制造肉類替代品，例如無肉品牌 Quorn就使用了絲狀菌類,。第三種就是“精密發(fā)酵”,，精密發(fā)酵利用微生物宿主作為“工廠”,，細胞在這里可以生產(chǎn)特定成分,，從而能夠改善植物性或細胞性產(chǎn)品,、感官特性，和功能品質(zhì),。比如,，Impossible Foods 植物肉漢堡中的血紅素蛋白,，賦予了其聞名的富含鐵質(zhì)的口感——就是使用這種技術(shù)制成的,。發(fā)酵蛋白中的蛋白含量高達40%-80%，含有多種維生素,、纖維素、碳水化合物,、脂類,、礦物質(zhì)，以及豐富的酶類和生物活性物質(zhì)等,，且不含膽固醇，對心腦血管疾病患者都非常友好,。不僅如此,，微生物發(fā)酵肉還具有植物肉和細胞肉都不具有的優(yōu)勢。與以大豆為原料的植物肉相比,，發(fā)酵蛋白無豆腥味,。與利用動物干細胞制造的細胞肉相比,，發(fā)酵蛋白成本也更低,。此外，發(fā)酵肉還能夠在口感上仿真真實肉類,。蛋白質(zhì)的主要成分是氨基酸,，不同肉類的氨基酸比例不同，通過調(diào)控微生物可以模擬生產(chǎn)出不同比例氨基酸的蛋白,。比如,，利用發(fā)酵蛋白制作的雞肉,，其在口感,、香味、質(zhì)構(gòu),、咀嚼特性等方面的仿真度可達85%左右,。而在制作工藝方面，人們一般利用含碳,、氮,、氧等元素的低成本原料,，比如秸稈,、工業(yè)廢氣,、合成氣以及二氧化碳等,，通過控制發(fā)酵罐的溫度,、酸堿度和營養(yǎng)條件,，來生產(chǎn)發(fā)酵蛋白——發(fā)酵蛋白的生產(chǎn)效率非常高,，有研究表明,，微生物發(fā)酵生產(chǎn)蛋白的速度是植物的500倍，是動物的2000倍,。中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員李德茂介紹，一畝大豆田每年可收獲約130千克大豆,，獲得52千克植物蛋白,。而利用100噸發(fā)酵罐進行微生物發(fā)酵,，一年能生產(chǎn)近100萬千克發(fā)酵蛋白,。此外,，發(fā)酵蛋白轉(zhuǎn)化率也比較高,。通過微生物發(fā)酵方式利用1千克淀粉可以生產(chǎn)出190—200克蛋白，而如果用1千克淀粉喂養(yǎng)家禽,、家畜,，僅能分別生產(chǎn)出47克和14克蛋白,。2022年5月,，國際頂刊《自然》刊發(fā)的一份研究還表明，如果將全球20%的食用牛肉替換成微生物蛋白肉（比如英國初創(chuàng)Quorn家的產(chǎn)品）,，可以在未來30年減少一半的森林砍伐。不過,，文章作者 Florian Humpen?der 博士也表示：“微生物蛋白質(zhì)不應(yīng)被視作萬能藥,，而是作為大規(guī)模變革的一部分。整個食品和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)都應(yīng)作出調(diào)整,，同時結(jié)合減少食物浪費,、鼓勵健康飲食，并減少對影響環(huán)境的產(chǎn)品的支持,。”當前，微生物發(fā)酵人造肉正受到越來越多的認可,。 Good Food Institute（GFI）報告確定,，全球目前共有68 家公司正在使用發(fā)酵技術(shù)來生產(chǎn)或支持生產(chǎn)肉類、蛋類或乳制品的無動物替代品的開發(fā),，盡管實際數(shù)字可能更高,，因為該數(shù)據(jù)僅僅涵括了那些公開披露的項目,。比如,，英國品牌Quorn利用高通量篩選技術(shù),，用絲狀鐮孢菌發(fā)酵出高纖維、低飽和脂肪的優(yōu)質(zhì)蛋白,。最早上市的產(chǎn)品為健身蛋白粉,，2011年Quorn發(fā)布了第一款發(fā)酵蛋白“肉”漢堡,，近來又推出了香腸、肉卷類產(chǎn)品,，深受消費者喜愛,。美國公司Perfect Day利用微生物來制造乳清、酪蛋白等,，模擬出真正的牛奶,。此外，Perfect Day還推出了首款生物制乳蛋白冰淇淋,，其口感和質(zhì)地與牛奶冰淇淋無異。Clara Foods則是全球第一家生物合成蛋清蛋白的美國公司,，Clara Foods利用酵母菌生產(chǎn)蛋清蛋白作為烹飪和烘焙原料,，口感與雞蛋相仿,，且營養(yǎng)豐富,，不含膽固醇,。顯然,，微生物發(fā)酵肉作為一種優(yōu)于植物肉的替代蛋白選擇,，它從風(fēng)味,、口感、營養(yǎng)來講,，都更為接近動物源的肉，甚至在營養(yǎng)成份上優(yōu)于傳統(tǒng)動物源的肉,。微生物發(fā)酵肉還有一個優(yōu)勢是生產(chǎn)效率非常高,，一般來說，發(fā)酵蛋白技術(shù)需要的土地面積,、溫室氣體排放、水資源只是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的百分之個位數(shù),。根據(jù)微生物發(fā)酵肉公司Nature's Fynd的數(shù)據(jù),，他們目前每單位面積生產(chǎn)蛋白質(zhì)的量可以達到動物源的3.6倍和植物源的1.8倍,。不過，微生物發(fā)酵肉如果要推向大眾,，還需要解決一些發(fā)展中的問題,。首先，就是發(fā)酵原料的問題,。目前,，發(fā)酵蛋白主要原料來自淀粉產(chǎn)生的葡萄糖,，而淀粉仍來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。因此,，要開發(fā)出更多負碳發(fā)酵技術(shù),，利用一些低成本原料，例如合成氣,、二氧化碳等,，使發(fā)酵蛋白技術(shù)更加可持續(xù),。其次，飼料領(lǐng)域發(fā)酵蛋白生產(chǎn)成本仍然較高,，為實現(xiàn)發(fā)酵蛋白產(chǎn)品替代傳統(tǒng)蛋白產(chǎn)品的經(jīng)濟可行性,，人們要進一步優(yōu)化生物工藝設(shè)計，提高單位體積生產(chǎn)率,，實現(xiàn)發(fā)酵蛋白規(guī)模化生產(chǎn)效益,，降低發(fā)酵蛋白飼料領(lǐng)域生產(chǎn)成本,。最后，由于微生物發(fā)酵肉使用的技術(shù)為發(fā)酵蛋白,，在安全性方面需要通過政府相關(guān)部門的審核，實際上,，微生物發(fā)酵肉的一個劣勢就是食品安全審核的難度較高，需要的審核周期較長,。微生物發(fā)酵肉不像核心原材料都是常見食材的植物肉，目前來看,，微生物發(fā)酵替代蛋白在歐美國家的審核時間往往需要1年到2年。微生物發(fā)酵肉也不如細胞培養(yǎng)肉一樣監(jiān)管大門打開后就一通百通,，地球上據(jù)估計有上億種微生物，許多微生物發(fā)酵技術(shù)還伴隨著對微生物的基因改造,，這也給監(jiān)管審核帶來了很大的難度。人類永遠不會放棄吃肉，這意味著,，在龐大的肉類消費需求下，人造肉可能會重塑整個肉類產(chǎn)業(yè)鏈,，大份額替代傳統(tǒng)肉類，而其中,，微生物發(fā)酵肉可以成為肉類市場及人造肉市場很好的補充,。
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