摘要：培育肉指不經(jīng)飼養(yǎng)和屠宰動(dòng)物、而是通過體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞來生產(chǎn)獲得的新型肉制品，被視為最有可能解決傳統(tǒng)牲畜生產(chǎn)導(dǎo)致資源消耗、環(huán)境污染、公眾健康等問題的有效方案之一。本文概括了培育肉生產(chǎn)流程與關(guān)鍵技術(shù)，梳理了培育肉技術(shù)的國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)，剖析了我國(guó)培育肉技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)及行業(yè)發(fā)展面臨的問題，據(jù)此提出我國(guó)培育肉生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展建議。研究發(fā)現(xiàn)，培育肉生產(chǎn)涉及細(xì)胞生物學(xué)、組織工程、發(fā)酵工程、食品工程等多學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)融合與綜合運(yùn)用，世界培育肉技術(shù)的發(fā)展處于起步和上升階段；盡管行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)已實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化示范，但培育肉的工業(yè)化生產(chǎn)尚未完全實(shí)現(xiàn)，諸多關(guān)鍵技術(shù)瓶頸亟待突破。研究認(rèn)為，我國(guó)培育肉行業(yè)起步較晚，面臨研究基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)研發(fā)思路單一、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢等問題，未來應(yīng)加大對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)研發(fā)的政策和資金支持，加強(qiáng)跨行業(yè)交流并促進(jìn)校企合作，注重消費(fèi)者對(duì)培育肉的接受度與口味營(yíng)養(yǎng)需求。

　　關(guān)鍵詞：培育肉；肌肉組織；動(dòng)物干細(xì)胞擴(kuò)增；定向誘導(dǎo)分化；食品化加工

　　一、前言

　　聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）、聯(lián)合國(guó)人口司預(yù)測(cè)，到2050年，世界人口總?cè)藬?shù)將增至90億，年均肉品消費(fèi)需求將增至4.65×108t（是2000年總產(chǎn)量的1倍）。在我國(guó)，近年來肉類產(chǎn)品供需也呈現(xiàn)嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象，如2020年肉類進(jìn)口量為9.91×106t，同比增長(zhǎng)約60%；預(yù)測(cè)2030年人均肉類消費(fèi)量將較2010年增長(zhǎng)2倍。著眼未來，在有限的資源條件下保障人類的肉食供給成為重大挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，依賴傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的肉類生產(chǎn)方式，與資源環(huán)境之間的矛盾日益突出。禽畜飼養(yǎng)需要消耗大量的水、土地等資源，排放大量的溫室氣體而引發(fā)溫室效應(yīng)，還存在著動(dòng)物倫理、公共健康等問題。FAO報(bào)告指出，生產(chǎn)1kg牛肉需占用約40m2的土地、消耗15m3的水、產(chǎn)生300kgCO2當(dāng)量；全球可用土地的1/3用于農(nóng)業(yè)，其中絕大多數(shù)用作畜牧業(yè)牧場(chǎng)；農(nóng)作物總產(chǎn)量的30%用于動(dòng)物飼養(yǎng)，但因飼料物質(zhì)轉(zhuǎn)化率低而使得整個(gè)生態(tài)鏈條的物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率極低。動(dòng)物疫病如“非洲豬瘟”“禽流感”“瘋牛病”等的廣泛流行，也給傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)帶來了極大困難，需要投入大量物力、財(cái)力來保障肉品安全性，進(jìn)而造成肉類生產(chǎn)成本的大幅增加。此外，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，居民對(duì)飲食的需求從“飽腹”轉(zhuǎn)向“健康、衛(wèi)生、美味、營(yíng)養(yǎng)”，因此迫切需要開發(fā)更加高效、環(huán)境友好、可持續(xù)的肉類生產(chǎn)系統(tǒng)，以滿足居民對(duì)肉品數(shù)量和品質(zhì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)需求。

　　培育肉又稱細(xì)胞培養(yǎng)肉，作為細(xì)胞農(nóng)業(yè)最重要的組成部分，以細(xì)胞生物學(xué)、組織工程學(xué)為基礎(chǔ)，根據(jù)肌肉組織的生長(zhǎng)發(fā)育及損傷修復(fù)機(jī)理，利用體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的方式來獲得肌纖維、脂肪等構(gòu)成肌肉組織的細(xì)胞，再經(jīng)收集、塑形、食品化加工等過程制備可供食用的肉類制品；相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)具有極高的資源轉(zhuǎn)化率、良好的可持續(xù)性和動(dòng)物友好性。相對(duì)于傳統(tǒng)肉類生產(chǎn)，培育肉可為居民供應(yīng)真實(shí)的動(dòng)物蛋白，且生產(chǎn)過程不涉及牲畜的飼喂和宰殺，是一種高效、潔凈的動(dòng)物肉生產(chǎn)方式；生產(chǎn)周期僅為傳統(tǒng)肉的1/10，可迅速填補(bǔ)肉類市場(chǎng)空缺、穩(wěn)定肉類食品價(jià)格；可有效緩解或解決與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相關(guān)的社會(huì)環(huán)境問題，如激素與抗生素濫用、環(huán)境污染、動(dòng)物倫理等。因此，培育肉被視為人類未來最有可能解決肉類制品生產(chǎn)與消費(fèi)失衡的顛覆性方案之一，發(fā)展培育肉生產(chǎn)技術(shù)對(duì)保障肉制品充足供應(yīng)、促進(jìn)資源優(yōu)化配置、推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)、保持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展都具有積極意義。

　　著眼我國(guó)培育肉的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展及市場(chǎng)需求，本文梳理培育肉的生產(chǎn)流程、主要環(huán)節(jié)，剖析培育肉工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸、基礎(chǔ)科學(xué)問題；調(diào)研國(guó)際培育肉行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，分析我國(guó)培育肉技術(shù)研發(fā)進(jìn)程與面臨問題；針對(duì)性提出技術(shù)發(fā)展方向和行業(yè)發(fā)展策略，以期為我國(guó)培育肉的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)參考。

　　二、培育肉生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)

　　得益于細(xì)胞生物學(xué)、組織工程等學(xué)科的飛速發(fā)展，培育肉技術(shù)概念已獲得驗(yàn)證，相應(yīng)生產(chǎn)流程涉及種子細(xì)胞獲取、種子細(xì)胞體外擴(kuò)增、成肌/成脂誘導(dǎo)分化、食品化處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)（見圖1）。然而，培育肉的工業(yè)化生產(chǎn)尚未完全實(shí)現(xiàn)，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)亟需突破。

　?。ㄒ唬┓N子細(xì)胞高效獲取技術(shù)

　　肌肉干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等，具有分化成肌肉細(xì)胞/脂肪細(xì)胞的潛能，可作為培育肉制造的種子細(xì)胞。不同類型的干細(xì)胞在機(jī)體中所處的發(fā)育階段、位置、多能性均有差異，獲取方法、難易程度也不盡相同，需針對(duì)特定的細(xì)胞類型制定高效的分離純化方案，開展種子細(xì)胞的高效獲取，為培育肉生產(chǎn)的后續(xù)環(huán)節(jié)提供基礎(chǔ)條件。

　　胚胎干細(xì)胞具有全能性，理論上能夠在體外無限增殖，具有多向分化的潛能。然而，并不是所有物種的胚胎干細(xì)胞系都能被成功建立，如豬、牛等大型動(dòng)物，野生魚類等。

　　誘導(dǎo)多能干細(xì)胞指針對(duì)成纖維細(xì)胞等成體細(xì)胞，利用基因重編程技術(shù)誘導(dǎo)產(chǎn)生的多能性干細(xì)胞。豬誘導(dǎo)多能干細(xì)胞已被成功制備，可能成為培育肉生產(chǎn)的種子細(xì)胞類型。需要注意的是，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的體外培養(yǎng)條件極為復(fù)雜、操作難度較大，需進(jìn)一步提高增殖、成肌分化的效率才能滿足培育肉工業(yè)化生產(chǎn)的要求。

　　間充質(zhì)干細(xì)胞、肌肉干細(xì)胞都屬于成體干細(xì)胞，不具有全能性，但具有自我更新能力、多向/定向分化潛能。間充質(zhì)干細(xì)胞通常可以從骨髓、脂肪組織中分離得到，來源廣泛、獲取簡(jiǎn)便、易于純化和擴(kuò)增培養(yǎng)；在體外，可通過不同的誘導(dǎo)條件分化為脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、肌細(xì)胞；成肌分化效率較低、成脂分化能力較高，通常用作生產(chǎn)脂肪組織的種子細(xì)胞。肌肉干細(xì)胞可從新鮮的肌肉組織中分離獲取，是肌肉組織中特有的專能干細(xì)胞，具有較強(qiáng)的成肌分化能力；增殖到足夠的數(shù)量時(shí)，細(xì)胞之間相互接觸融合，很容易分化為肌管、成熟的肌纖維，通常用作生產(chǎn)肌纖維的首選種子細(xì)胞。

　?。ǘ┘?xì)胞凍存技術(shù)

　　通過組織分離得到的原代動(dòng)物干細(xì)胞、經(jīng)過擴(kuò)增后的大量干細(xì)胞，在最終誘導(dǎo)分化成肌纖維之前需要可靠穩(wěn)定地長(zhǎng)期保存，為后續(xù)的培育肉產(chǎn)品制造過程提供保障。干細(xì)胞的凍存比常規(guī)細(xì)胞要求更高，冷凍/復(fù)蘇過程的滲透壓、自由基、保護(hù)劑、低溫等因素均可能誘發(fā)干細(xì)胞的非定向分化；除了提高細(xì)胞存活率以外，還需關(guān)注凍存過程對(duì)細(xì)胞分化率的影響，才能獲得預(yù)期的凍存效率。

　　凍存保護(hù)劑在細(xì)胞凍存之前添加，用于保護(hù)細(xì)胞免受冷凍損傷，進(jìn)而提高細(xì)胞復(fù)蘇后的存活率；分為滲透性、非滲透性兩類。滲透性凍存保護(hù)劑主要有二甲基亞砜（DMSO）、甘油等小分子化學(xué)物質(zhì)，非滲透性凍存保護(hù)劑多為大分子物質(zhì)（如糖類）。當(dāng)前大多數(shù)研究采用DMSO作為細(xì)胞的凍存保護(hù)劑，復(fù)蘇后的細(xì)胞存活率、貼壁率均較高。干細(xì)胞的凍存過程應(yīng)盡量采用程控降溫儀，嚴(yán)格控制降溫速度（1～3℃/min）；經(jīng)過相變熱釋放（-15～-11℃）之后加快降溫速度，待溫度降至-80～-90℃后再轉(zhuǎn)入液氮中（-196℃）長(zhǎng)期保存。

　　值得指出的是，在規(guī)?；a(chǎn)培育肉之前，需對(duì)細(xì)胞凍存保護(hù)劑的食品安全性進(jìn)行全面調(diào)研。經(jīng)過DMSO或其他凍存保護(hù)劑處理后的細(xì)胞能否作為食品安全級(jí)的細(xì)胞進(jìn)行培育肉的生產(chǎn)，需要開展深入研究，根據(jù)研究結(jié)果適時(shí)制定監(jiān)管政策與法規(guī)。

　　（三）體外擴(kuò)增技術(shù)

　　在體外培養(yǎng)干細(xì)胞時(shí)，為了保持細(xì)胞的正常生長(zhǎng)與功能，不僅要將細(xì)胞置于適宜溫度、酸堿度、濕度的無菌環(huán)境中，還要為細(xì)胞提供生長(zhǎng)所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（即培養(yǎng)基）。干細(xì)胞的擴(kuò)增培養(yǎng)基通常由基礎(chǔ)培養(yǎng)基、血清、細(xì)胞因子等添加物構(gòu)成。不同物種、不同類型的干細(xì)胞，對(duì)培養(yǎng)基有不同的偏好，需要根據(jù)具體情況篩選最佳的基礎(chǔ)培養(yǎng)基。鑒于基礎(chǔ)培養(yǎng)基用量大，在未來的培育肉工業(yè)化生產(chǎn)過程中，需要優(yōu)化基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的成分構(gòu)成以實(shí)現(xiàn)低成本成分的等效替代，盡量降低基礎(chǔ)培養(yǎng)基的規(guī)模化使用成本。

　　血清也是影響干細(xì)胞體外生長(zhǎng)行為的關(guān)鍵因素。許多干細(xì)胞需要在含有胎牛血清（通常為10%～20%）的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，但胎牛血清價(jià)格高昂、營(yíng)養(yǎng)成分既復(fù)雜又不明確、批次間差異大，不利于品質(zhì)控制。因此，建立化學(xué)成分明確的無血清培養(yǎng)基，既可降低生產(chǎn)成本，也可保證生產(chǎn)過程的可控性和準(zhǔn)確性，對(duì)培育肉的商品化生產(chǎn)至關(guān)重要。此外，根據(jù)細(xì)胞的增殖調(diào)控機(jī)理，篩選細(xì)胞因子、糖蛋白、小分子化合物等多種類型的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并添加至培養(yǎng)基中，對(duì)提升細(xì)胞增殖能力、開發(fā)無血清培養(yǎng)基都至關(guān)重要。

　　設(shè)計(jì)和開發(fā)合適的智能生物反應(yīng)器，優(yōu)化并控制放大工藝過程，也是培育肉實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的先決條件。目前，可用于培育肉生產(chǎn)的反應(yīng)器類型有波浪式、堆積床、攪拌釜、氣升式、灌流式等，但適合培育肉工業(yè)化生產(chǎn)的生物反應(yīng)器類型尚待探究發(fā)展。獲得最優(yōu)過程參數(shù)的過程分析技術(shù)、培養(yǎng)基回收和細(xì)胞截留技術(shù)，都是培育肉工業(yè)化生產(chǎn)過程中保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的重要前提條件。

　　（四）定向誘導(dǎo)分化技術(shù)

　　肌纖維是肌肉組織最重要、最基本的組成單元。動(dòng)物干細(xì)胞在完成大量增殖并達(dá)到足夠的細(xì)胞量后，后續(xù)目標(biāo)是將其分化為骨骼肌纖維，產(chǎn)生大量的蛋白質(zhì)（如肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白、肌紅蛋白等）。肌肉干細(xì)胞在體內(nèi)無需特殊調(diào)控便可以分化形成肌纖維，但在體外條件下通常需用含有2%馬血清的分化培養(yǎng)基進(jìn)行誘導(dǎo)分化。肌肉干細(xì)胞的成肌分化效率受培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件的影響很大，體外分化效率往往不到50%。對(duì)于全能干細(xì)胞而言，需要更加精準(zhǔn)的調(diào)控策略，否則成肌分化效率將有所不足。

　　脂肪使肌肉擁有大理石樣花紋，還可提高肉的香味和口感，因此培育肉的另一個(gè)研究重點(diǎn)是脂肪細(xì)胞的高效生產(chǎn)。單獨(dú)或組合應(yīng)用地塞米松、3-異丁基-1-甲基黃嘌呤、胰島素、吲哚美辛等試劑，可誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞分化為脂肪細(xì)胞。需要注意的是，體外產(chǎn)生的脂肪細(xì)胞，其中的脂肪酸、甘油三酯及其他風(fēng)味物質(zhì)能否滿足肉制品要求，有待深入研究。

　　（五）肌肉組織三維塑形技術(shù)

　　在體外生產(chǎn)出與真實(shí)動(dòng)物肉具有相似質(zhì)構(gòu)、口感、風(fēng)味的肌肉組織是培育肉的技術(shù)目標(biāo)，提高培育肉產(chǎn)品的尺寸、厚度是當(dāng)前的重點(diǎn)與難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室通常使用的培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿，僅能獲得二維單片層的細(xì)胞；三維肌肉組織的形成，需要借助細(xì)胞支架。在生理狀態(tài)下，細(xì)胞基質(zhì)將肌纖維包裹，為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)并使肌纖維有序排列；細(xì)胞外基質(zhì)主要成分是膠原蛋白、粘連蛋白、糖蛋白等。體外培養(yǎng)所需的細(xì)胞支架，實(shí)質(zhì)在于模擬細(xì)胞外基質(zhì)的組成成分，使細(xì)胞可以粘附、獲取營(yíng)養(yǎng)并依賴其生長(zhǎng)。有研究團(tuán)隊(duì)將食用明膠做成紡絲，將兔骨骼肌成肌細(xì)胞植入其中，最終成型的產(chǎn)品接近真肉的質(zhì)地，這為后續(xù)研究提供了突破方向。

　　為盡量避免使用動(dòng)物源成分參與培育肉生產(chǎn)，篩選植物源蛋白（如大豆蛋白）、天然多糖類的大分子（如殼聚糖）、合成材料（如聚谷氨酸、聚乳酸）等作為細(xì)胞支架材料用于培育肉組織塑形，是目前的研究熱點(diǎn)。3D打印技術(shù)的迅速興起和蓬勃發(fā)展，為培育肉制造提供了新的便利條件。多種類型的活細(xì)胞3D打印設(shè)備已經(jīng)問世，經(jīng)研究證實(shí)細(xì)胞在3D打印后的存活率達(dá)到90%并能在打印成型的三維空間內(nèi)粘附、遷移、生長(zhǎng)。采用3D打印技術(shù)來實(shí)現(xiàn)不同種類型細(xì)胞（如肌肉細(xì)胞、脂肪細(xì)胞）的混合打印，與細(xì)胞共培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)不同細(xì)胞類型在統(tǒng)一培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件下的協(xié)同生長(zhǎng)，將是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大培育肉產(chǎn)品的重要技術(shù)途徑。

　?。┦称坊幚砑夹g(shù)

　　培育肉的生產(chǎn)過程不可避免地涉及如何使培養(yǎng)出來的肉制品更具食品特點(diǎn)。培育肉能夠在未來市場(chǎng)上占據(jù)一席之地，最基本的要求就是在營(yíng)養(yǎng)、口感、視覺、風(fēng)味上與傳統(tǒng)肉制品相當(dāng)或更優(yōu)。例如，體外培養(yǎng)的肌肉細(xì)胞中血紅素含量很低，因此需要添加富含血紅素的血紅蛋白、食用色素來模擬肉的顏色；肉香的來源是脂質(zhì)氧化和美拉德反應(yīng)，一些小分子化合物（如氨基酸）是“肉味”產(chǎn)生的主要原因。因此，通過食品化處理技術(shù)添加血紅蛋白、風(fēng)味物質(zhì)、不飽和脂肪酸等，是強(qiáng)化培育肉產(chǎn)品的色、香、味，得到消費(fèi)者喜愛的重要策略。

　　三、國(guó)際培育肉行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)

　　2000年前后，美國(guó)、歐洲的科學(xué)界開始進(jìn)行培育肉的技術(shù)開發(fā)和商業(yè)評(píng)估。2008年，“世界培育肉研討會(huì)”在挪威食品研究所舉行，同時(shí)成立了“培育肉聯(lián)盟”。2011年，英國(guó)牛津大學(xué)學(xué)者首次發(fā)表綜述文章，對(duì)培育肉的生命周期影響進(jìn)行了調(diào)研和評(píng)估。2012年，荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)學(xué)者開始了培育肉的概念驗(yàn)證與技術(shù)研究，并于次年制造出了世界首例生物培育牛肉漢堡。隨后，美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)的科研機(jī)構(gòu)相繼開展培育肉研發(fā)，推動(dòng)了培育肉生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展。

　　根據(jù)本研究初步統(tǒng)計(jì)，目前公開發(fā)表的培育肉相關(guān)論文接近400篇，發(fā)文數(shù)量前十位的機(jī)構(gòu)分布在荷蘭、英國(guó)、法國(guó)、瑞士、美國(guó)、新加坡，代表性的有瓦赫寧根大學(xué)，牛津大學(xué)，法國(guó)農(nóng)業(yè)、食品和環(huán)境研究所等。從論文的主要內(nèi)容來看，80%以上的為綜述型，對(duì)培育肉的環(huán)境影響、規(guī)模成本、技術(shù)可行性、消費(fèi)者接受度、管理?xiàng)l例等進(jìn)行梳理總結(jié)和分析討論；約10%的為研究型，論述培育肉生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)進(jìn)展，如動(dòng)物干細(xì)胞的長(zhǎng)期穩(wěn)定擴(kuò)增技術(shù)、用于細(xì)胞大規(guī)模擴(kuò)增的生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)、培育肉成型所需的3D打印技術(shù)等。整體來看，雖然發(fā)達(dá)國(guó)家在培育肉生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)方面啟動(dòng)較早，但目前并未完全突破技術(shù)體系，未來的技術(shù)開發(fā)空間廣闊。

　　（二）初創(chuàng)企業(yè)發(fā)展迅速

　　近年來，培育肉領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)數(shù)量快速增長(zhǎng)，世界范圍內(nèi)已有逾60家，從事業(yè)務(wù)包括培育肉產(chǎn)品、生產(chǎn)過程中所需各類設(shè)備及原料。這些企業(yè)分布于五大洲20個(gè)國(guó)家，其中北美約37%，亞洲約25%，歐洲約31%，其他地區(qū)約7%。至2020年年底，世界培育肉企業(yè)融資總額約4.6億美元，近兩年完成的融資約占75%。Memphis Meats公司（美國(guó)）作為行業(yè)的領(lǐng)跑者，已完成B輪1.81億美元融資。一些極有潛力的初創(chuàng)企業(yè)也獲得資本市場(chǎng)支持，融資額超過2000萬美元的有Mosa Meat公司（荷蘭）、BlueNalu公司（美國(guó)）、Future Meat公司（以色列）、Shoik Meats公司（新加坡）、Cubiq Foods公司（西班牙）。

　　培育肉企業(yè)公布的產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品及成本如圖2所示。2013年，Mosa Meat公司的生物培育牛肉漢堡肉的造價(jià)約為32.5萬美元（85g），而7年后的生物培育牛肉的造價(jià)成本降至每百克11.2美元。Future Meat公司公布的細(xì)胞培育雞肉成本，從2019年的每百克44美元下降至2021年的每百克3.9美元，成為目前培育肉領(lǐng)域的最低生產(chǎn)成本。2020年年底，新加坡監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)了Eat Just公司（美國(guó)）的申請(qǐng)，允許公開銷售生物培育雞肉，這是世界首例上市的培育肉產(chǎn)品。整體來看，目前國(guó)際上已有豐富的培育肉產(chǎn)品類型，技術(shù)研發(fā)的不斷深入帶來了生產(chǎn)成本的顯著降低；與生產(chǎn)成本直接相關(guān)的細(xì)胞培養(yǎng)體系及培養(yǎng)基配方，這是相關(guān)企業(yè)的商業(yè)機(jī)密，也由此形成了一定的技術(shù)和市場(chǎng)壁壘。

　　四、我國(guó)培育肉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與面臨問題

　　近年來，我國(guó)開始重視并積極推動(dòng)培育肉行業(yè)的發(fā)展，高校、科研院所紛紛涉足培育肉技術(shù)研究，相關(guān)論文發(fā)表、專利申請(qǐng)數(shù)量呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。我國(guó)開展培育肉研究的高校、科研院所、初創(chuàng)企業(yè)如表1所示。

　　南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)最早從事培育肉技術(shù)研發(fā)，2019年宣布研發(fā)出中國(guó)首塊培育肉（通過豬肌肉干細(xì)胞體外培養(yǎng)20天，后進(jìn)一步分化得到的培育豬肉，質(zhì)量為5g）。中國(guó)肉類食品綜合研究中心、江南大學(xué)、浙江大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)也相繼開展了培育肉生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)、基礎(chǔ)科學(xué)問題研究，包括動(dòng)物干細(xì)胞體外增殖分化調(diào)控、細(xì)胞支架材料與制造工藝、生物工藝放大技術(shù)及裝備開發(fā)等，覆蓋豬、牛、雞、鴿、魚等多種畜禽水產(chǎn)動(dòng)物物種。在企業(yè)方面，目前國(guó)內(nèi)初具規(guī)模的培育肉企業(yè)有3家：Avant Meats公司（香港）、南京周子未來食品科技有限公司、北京顯生生物科技有限公司（CellX）。此外，一批咨詢投資機(jī)構(gòu)，如谷孚商務(wù)信息咨詢（上海）有限公司、食芯資本、力矩資本等，專注于包括培育肉在內(nèi)的整個(gè)替代蛋白行業(yè)的研究調(diào)研、資本投資、技術(shù)服務(wù)等。

圖2  培育肉企業(yè)產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品及成本

　　表1  我國(guó)培育肉行業(yè)的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)情況

　　2.培育肉相關(guān)專利及產(chǎn)品

　　2018年以來，國(guó)內(nèi)培育肉相關(guān)的初創(chuàng)企業(yè)逐步成立，獲得了資本市場(chǎng)的積極支持，發(fā)展速度較快。在國(guó)內(nèi)培育肉專利申請(qǐng)方面，2018—2020年已公開21件，申請(qǐng)數(shù)量逐年上升（見圖3）；申請(qǐng)單位主要有江南大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)肉類食品綜合研究中心，涉及的技術(shù)方向包括種子細(xì)胞的分離純化及擴(kuò)增、培養(yǎng)基成分優(yōu)化、培養(yǎng)裝備設(shè)計(jì)、細(xì)胞三維成型技術(shù)、培育肉加工技術(shù)等。

　　在培育肉產(chǎn)品方面，Avant Meats公司主打魚肚、魚肉等水產(chǎn)品類培育肉的研發(fā)，2019年11月進(jìn)行了魚肚產(chǎn)品公開品嘗測(cè)試，目前正在開展產(chǎn)業(yè)化放大技術(shù)的開發(fā)優(yōu)化；南京周子未來食品科技有限公司、CellX公司專注于畜禽類動(dòng)物的培育肉技術(shù)研究，具有良好的商業(yè)前景和預(yù)期市場(chǎng)規(guī)模。

　　（二）培育肉技術(shù)發(fā)展面臨的問題

　　與發(fā)達(dá)國(guó)家約20年前開始進(jìn)行培育肉技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)布局相比，我國(guó)培育肉行業(yè)近年來才受到各方關(guān)注，起步稍晚。目前進(jìn)行培育肉技術(shù)研發(fā)的企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)數(shù)量較少，大部分處于前期技術(shù)積累階段，公開的產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品稀缺。突破培育肉生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，前提條件是闡明其背后的基礎(chǔ)科學(xué)問題。培育肉技術(shù)研發(fā)的難點(diǎn)之一是肌肉干細(xì)胞等動(dòng)物干細(xì)胞的體外大規(guī)模、低成本培養(yǎng)，相應(yīng)核心科學(xué)問題即機(jī)體肌肉組織發(fā)育過程及調(diào)控機(jī)理的解析。已有的研究進(jìn)展都是在生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域針對(duì)小鼠等模式動(dòng)物或人進(jìn)行的，較少針對(duì)豬、雞、魚等畜禽水產(chǎn)類動(dòng)物的干細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)及發(fā)育調(diào)控等基礎(chǔ)研究。由于存在種屬間差異，不同物種的細(xì)胞發(fā)育特性、體外培養(yǎng)條件不盡相同，亟需開展畜禽水產(chǎn)動(dòng)物的肌肉組織發(fā)育機(jī)理、干細(xì)胞體外增殖分化調(diào)控等方面的基礎(chǔ)研究，才能為突破培育肉關(guān)鍵技術(shù)提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、清晰的技術(shù)路線。

　　2.研發(fā)思路單一，多學(xué)科合作欠缺

　　培育肉生產(chǎn)需要以細(xì)胞生物學(xué)、食品合成生物學(xué)、組織工程、發(fā)酵工程、食品工程等多個(gè)學(xué)科的理論與技術(shù)作為基礎(chǔ)。培育肉的生產(chǎn)思路在食品領(lǐng)域具有開創(chuàng)性，究其本質(zhì)是基于組織工程領(lǐng)域“體外構(gòu)建器官”技術(shù)衍生的策略和流程；雖然兩方面的技術(shù)路線相似，但在研究目的、預(yù)期生產(chǎn)規(guī)模、成本要求方面存在顯著區(qū)別。例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，利用組織工程技術(shù)并結(jié)合干細(xì)胞移植可實(shí)現(xiàn)疾病的個(gè)體化精準(zhǔn)治療，看重的是材料的生物相容性及細(xì)胞的體內(nèi)功能；但對(duì)于培育肉而言，超大生產(chǎn)規(guī)模、超低成本是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的先決條件，產(chǎn)品的風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)、食品安全性等也極為重要。目前，從事培育肉研究的團(tuán)隊(duì)較多在某一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)擁有良好的基礎(chǔ)和實(shí)力、具備攻克培育肉生產(chǎn)某一類關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的能力，但技術(shù)開發(fā)活動(dòng)大多遵循本學(xué)科的固有思路和策略，較大可能不是構(gòu)建培育肉技術(shù)體系的最佳策略。囿于傳統(tǒng)，各學(xué)科領(lǐng)域之間未能有深刻的交流與合作機(jī)制，可能導(dǎo)致各自開發(fā)出的單一關(guān)鍵技術(shù)互不適配，難以高效整合出完備的培育肉全流程生產(chǎn)體系。

　　3.生產(chǎn)裝備研發(fā)能力不足，制約產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

　　與傳統(tǒng)的食品加工生產(chǎn)線不同，培育肉的生產(chǎn)制造需要新建以動(dòng)物細(xì)胞為生產(chǎn)原料，以細(xì)胞培養(yǎng)基為主要物料，具有大規(guī)模、自動(dòng)化、智能化特征的專用生產(chǎn)線；生物反應(yīng)器是核心裝備。目前，應(yīng)用大規(guī)模生物反應(yīng)器制造的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)品簡(jiǎn)單分為兩種：細(xì)胞的內(nèi)/ 外源成分，如單克隆抗體、細(xì)胞因子等；細(xì)胞本身，如干細(xì)胞治療產(chǎn)品。與現(xiàn)有的生物反應(yīng)器不同，培育肉工業(yè)化生產(chǎn)所用的反應(yīng)器需要實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模、超低成本；培育肉的產(chǎn)品即細(xì)胞本身，對(duì)培養(yǎng)條件的要求更高，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞高密度培養(yǎng)、維持細(xì)胞的功能是培育肉反應(yīng)器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)；需要采用可靠的過程控制手段，對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行回收利用，在最大程度上保障細(xì)胞產(chǎn)品的質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。因此，相關(guān)生產(chǎn)裝備的研發(fā)能力、過程工藝優(yōu)化策略是培育肉工業(yè)化生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)條件，國(guó)內(nèi)在此方面的研究較為缺乏，不利于產(chǎn)業(yè)化的穩(wěn)步推進(jìn)。

　　五、對(duì)策建議

　　培育肉作為未來食品體系的重要一員，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白綠色供給的重要手段。對(duì)照國(guó)際先例，我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的培育肉產(chǎn)業(yè)化技術(shù)仍有待深入開發(fā)和持續(xù)完善。著眼產(chǎn)業(yè)構(gòu)建與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，應(yīng)在國(guó)家層面加強(qiáng)對(duì)培育肉產(chǎn)業(yè)的引導(dǎo)和扶持，聚焦如何實(shí)現(xiàn)培育肉工業(yè)化生產(chǎn)這一核心問題，形成協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制，組織開展技術(shù)攻堅(jiān)，力爭(zhēng)在激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中把握機(jī)遇、形成特色，讓國(guó)產(chǎn)培育肉產(chǎn)品適時(shí)走上居民餐桌。

　　（一）加大基礎(chǔ)研發(fā)投入，構(gòu)建培育肉核心技術(shù)體系

　　2020年，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“綠色生物制造”重點(diǎn)專項(xiàng)申報(bào)指南首次涵蓋“人造肉高效生物制造技術(shù)”，支持包括植物蛋白肉、培育肉在內(nèi)的新型人造肉生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)。盡管國(guó)家級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目開始重視培育肉技術(shù)發(fā)展，鼓勵(lì)并支持科研人員開展基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，但整體來看培育肉研究在我國(guó)仍屬于新興的小眾領(lǐng)域，許多科研工作者對(duì)此仍不太了解或處于觀望階段。為了著力解決培育肉工業(yè)化生產(chǎn)中的短板技術(shù)，建議率先針對(duì)各類畜禽水產(chǎn)動(dòng)物的干細(xì)胞生長(zhǎng)行為、肌肉組織結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味物質(zhì)等方向開展基礎(chǔ)研究；只有充分闡明肌肉組織的發(fā)育調(diào)控風(fēng)味營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)生機(jī)理，才有可能真正實(shí)現(xiàn)培育肉技術(shù)的重大突破。

　　在后續(xù)的科技重大專項(xiàng)、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、自然科學(xué)基金等國(guó)家級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目中，建議適當(dāng)擴(kuò)大培育肉相關(guān)技術(shù)的涵蓋范圍，合理增加經(jīng)費(fèi)投入；拓寬對(duì)培育肉研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)的政策與資金扶持渠道，支持社會(huì)資本、金融機(jī)構(gòu)增加對(duì)培育肉產(chǎn)業(yè)的投資與信貸。針對(duì)培育肉生產(chǎn)的“卡脖子”技術(shù)問題，建議技術(shù)基礎(chǔ)雄厚的科研單位、具備研發(fā)能力的企業(yè)聯(lián)合開展細(xì)胞生物學(xué)、組織工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究工作，加速培育肉技術(shù)體系研發(fā)進(jìn)程；發(fā)揮政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、高校與科研院所協(xié)同參與的作用，形成新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展合力和活力，保障研發(fā)積極性，高效推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　培育肉的技術(shù)研發(fā)需要干細(xì)胞工程、組織工程、肉制品加工、工藝放大與過程控制等多個(gè)領(lǐng)域的協(xié)同合作。只有跨行業(yè)的專家學(xué)者進(jìn)行密切的科研合作，才能打破學(xué)科壁壘、打通生產(chǎn)全流程，保障培育肉技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性突破。生物醫(yī)藥行業(yè)近年來發(fā)展迅速，細(xì)胞治療領(lǐng)域已有較成熟的細(xì)胞培養(yǎng)、重組蛋白放大生產(chǎn)等技術(shù)；關(guān)聯(lián)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步為培育肉的產(chǎn)業(yè)化提供了技術(shù)借鑒，應(yīng)在廣泛探討、充分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上引入到培育肉生產(chǎn)。

　　建議相關(guān)優(yōu)勢(shì)高校、科研機(jī)構(gòu)組建多學(xué)科聯(lián)合研究中心，以跨學(xué)科研究聯(lián)盟的形式開展培育肉技術(shù)研究；核心成員應(yīng)涵蓋從事肌肉發(fā)育和疾病、干細(xì)胞生物學(xué)、組織工程、放大工藝過程、肉制品加工等方向研究的專家學(xué)者，相關(guān)企業(yè)的技術(shù)開發(fā)人員。通過這種多學(xué)科專家組協(xié)作研發(fā)模式，從多個(gè)專業(yè)角度出發(fā)對(duì)培育肉生產(chǎn)全流程技術(shù)進(jìn)行全面交流與深化論證，加快突破培育肉工業(yè)化生產(chǎn)的復(fù)雜技術(shù)瓶頸；明晰培育肉生產(chǎn)的上、中、下游關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)以及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，為培育肉監(jiān)管政策、質(zhì)量管理體系的制定提供依據(jù)。

　　（三）增強(qiáng)校企合作力度，加快培育肉成果轉(zhuǎn)化

　　高校和科研院所在培育肉的政策監(jiān)管、安全性評(píng)價(jià)、技術(shù)開發(fā)等方面具有良好的積累，基礎(chǔ)研究實(shí)力強(qiáng)，擁有先進(jìn)的儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，但基本不具備規(guī)模化生產(chǎn)的條件。培育肉企業(yè)擁有獨(dú)立的研發(fā)部門，主要從事生產(chǎn)工藝的開發(fā)和優(yōu)化，極少涉及基礎(chǔ)研究。通過校企緊密合作，從基礎(chǔ)、應(yīng)用兩個(gè)角度分別發(fā)揮自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合開展培育肉技術(shù)攻關(guān)，為具有國(guó)情特色的培育肉產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供保障。

　　著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，在具備培育肉研發(fā)、規(guī)?；a(chǎn)的基礎(chǔ)條件后，建議保持校企合作模式，明晰利益分配機(jī)制，拓寬“ 產(chǎn)學(xué)研” 覆蓋范圍，在培育肉產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)、科技成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用、人才培養(yǎng)等方面開展深化合作；通過多方的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、技術(shù)整合，為培育肉產(chǎn)業(yè)的突破發(fā)展創(chuàng)造良好條件；適時(shí)建設(shè)代表性培育肉的集成生產(chǎn)線，進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化過程示范與成果展示，推動(dòng)培育肉的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；對(duì)于規(guī)?；a(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的新技術(shù)問題，依托高校、科研院所的專業(yè)優(yōu)勢(shì)尋求解決辦法，以此持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)體系、逐步壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模、穩(wěn)步提升發(fā)展水平。

　?。ㄋ模╆P(guān)注消費(fèi)者需求，開發(fā)特色培育肉產(chǎn)品

　　當(dāng)前培育肉的研發(fā)重點(diǎn)和熱點(diǎn)集中在上游的細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)節(jié)，尚未真正關(guān)注培育肉的“食物”屬性，即肉的質(zhì)構(gòu)、口味、香氣等。值得強(qiáng)調(diào)的是，培育肉作為一種食品，滿足消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)與口味需求是全行業(yè)科研活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和回歸點(diǎn)；作為一種新興食品，消費(fèi)者的認(rèn)知度、接受度有待提升，加之中西方飲食文化的顯著差異，若直接沿用國(guó)外的培育肉生產(chǎn)策略和技術(shù)，未必能夠生產(chǎn)出受到國(guó)人普遍喜愛的肉食產(chǎn)品。

　　建議多渠道、多角度開展培育肉的消費(fèi)宣傳和調(diào)研，提高培育肉的公眾接受度，獲得有關(guān)消費(fèi)者需求和建議的有效反饋；充分考慮居民的飲食習(xí)慣與文化，積極開發(fā)適應(yīng)國(guó)民營(yíng)養(yǎng)成分需求、風(fēng)味口感多樣化的培育肉產(chǎn)品；關(guān)注特殊人群、場(chǎng)景、環(huán)境等的需求，開發(fā)具有不同特點(diǎn)、特殊功效的產(chǎn)品，提高培育肉產(chǎn)品的價(jià)值層次。