肉品末日!幹細胞培養人道肉品 避免為食用雞胸或雞翅而養雞

文/艾美.韋伯(Amy Webb)、安德魯.海瑟(Andrew Hessel)

生物學時代

請想像一個與現在不同的世界,在那個世界,蝦子都是在實驗室生產出來的,不須由船隻拖著巨網在海底打撈(還有破壞海底環境)後帶到市場上販售,因此其他容易被巨網撈上來的魚與海洋生物不必受捕蝦船影響。請想像一個能在室內栽植水果的世界,販賣蔬果的超市就能在地下室種植作物,而且一年四季都可以生產新鮮水果。如此一來,我們就不必在莓果未成熟時進行採收,不必用控溫清洗的方式殺蟲,不必將它們裝入貨櫃之後運到地球另一個角落——如果能在室內栽種蔬果,那你直接從樹叢採下莓果就能吃了。

或者,請想像與現在不同的未來世界,在那個世界,健康生活的重點並不是種種限制,而是人體的升級與最佳化。那個世界裡沒有人會宿醉,因為在出門喝酒前你可以吃下特別的益生菌保健食品,預防喝酒所造成的不適。請想像一個人們不必忌食的世界,你可以憑計量生物學測試檢測身體的種種代謝數值、食物過敏及其他數據,你完全瞭解自己能吃喝哪些食品與飲料,也知道該在何時飲食。請想像一個能在產前預防遺傳疾病的世界,嬰兒不必因鐮狀紅血球貧血症(sickle cell anemia)與肌肉萎縮症(muscular dystrophy)而受苦或死亡。

現在,請回想你過去不小心撞裂的螢幕、撞斷的指甲,還有摔破的各種鏡片與鏡頭——請想像一個這些表面都加上了生物塗層的未來,東西不論以何種方式撞破了都能自動癒合。無論你倒車入庫時發生幾次失誤,汽車烤漆仍會像全新的一樣。你還可以塗上有機指甲油,不必使用有害的紫外線就能快速乾硬成形,也不必再把刺激性化學物質做的護甲油往身上塗。

這些「異世界」的基礎現在就已經存在了,甚至隨大眾目光逐漸聚焦在生物經濟的潛力上,一些創新技術開始從邊緣轉而變為主流了。

人類進步的許多關鍵階段,都與我們用以改變人造環境的材料息息相關。在石器、青銅器與鐵器時代,人類創造了日常生活、農業、建設與戰爭用的基礎科技,後來我們學會製作玻璃器具,造出玻璃飾品、瓶罐、窗戶、鏡片與醫療器材。我們用鋼鐵興建摩天大樓,用塑膠大規模製作拋棄式容器,造就了全球性食物、藥品與水等產品的供應鏈。而在此時此刻,我們正學習操縱分子、設計微生物及建造生物電腦系統,這就是文明演進的新紀元——我們來到了生物學時代的開端。人類在這個新時代建造的事物,將會解鎖新的商機、改善甚至是逆轉環境損傷,並在無數層面上改善人類的生命——包括地球上與外星球殖民地居民的生活都將得到改善。

合成生物學會改變我們人生中三個關鍵領域:醫藥、全球糧食供應,以及環境。

肉品的末日

也許到了二○四○年,食用傳統方法生產的肉品與乳製品將會成為社會眼裡的不道德行為。早在多年前就有一些大人物懷抱這樣的信念了——在一九三一年出版的文章〈五十年後〉(Fifty Years Hence)中,溫斯頓.邱吉爾提出:「我們將逃避僅為食用雞胸或雞翅而養一整隻雞的荒謬,改而用適當媒介分別培養這些部位。」

研究者在二○一三年測試了邱吉爾的理論,那年,第一份實驗室培養的漢堡問世了。荷蘭幹細胞研究者馬克.波斯特(Mark Post)在Google共同創辦人謝爾蓋.布林(Sergey Brin)的贊助下,於馬城大學(Maastricht University)一間實驗室培養牛的幹細胞,最後做成漢堡。幸好有億萬富翁願意資助這項計畫,因為光是製作一塊漢堡肉的成本就高達三十七萬五千美元。然而到了二○一五年,在實驗室生產一份漢堡的成本降到了僅僅十一美元。二○二○年末,新加坡批准了屠宰場的競爭對手在當地營業,而這個競爭對手竟是美國公司吃正(Eat Just)的生物反應器(bioreactor)——用以培養生物的高科技大缸——專門培養雞塊。在吃正公司的生物反應器中,取自活雞的細胞會和取自植物的液體混合,然後培養成可食用的產品。新加坡現在已經有人販售以這種方式生產的雞塊了,該國雖然管制嚴格,卻也是全世界最重要的創新開發熱點之一。隨著產品人氣上升,公司還有機會在其他國家開拓新市場。

以色列公司超級肉品(Supermeat)開發了所謂「酥脆培養雞肉」,而加州的無鰭食品公司(Finless Foods)則致力開發可在實驗室培養的藍鰭鮪魚肉——由於市場對藍鰭鮪魚肉的需求量高,該魚種長期被過度捕撈,現在已成瀕危物種。還有其他公司——包括荷蘭的莫莎肉品公司(Mosa Meat)、加州的優食品公司(Upside Foods,原名曼非斯肉品公司〔Memphis Meats〕)及以色列的阿列夫農場(Aleph Farms)——都在工廠規模的培養實驗室裡,開發牛排等具紋理的肉品。目前超越肉類公司(Beyond Meat)與不可能食品(Impossible Foods)販售的植物蛋白質替代肉品並不是真肉,而用動物細胞培養的肉品就不同了,這些動物細胞能培養成分子層級與牛肉、豬肉無異的肌肉組織。

加州還有兩間公司推出創新產品:克拉拉食品公司(Clara Foods)在實驗室培養口感綿滑的雞蛋、從沒在水裡游動過的魚,以及用酵母菌生產的牛奶。完美日子公司(Perfect Day)則專門生產實驗室培養的「乳製品」——優格、起司與冰淇淋。同樣在加州發跡的,還有二○一四年iGEM競賽中崛起的非營利草根計畫「真純素起司」(Real Vegan Cheese)。該計畫致力開發開放來源的DIY起司,不過他們的起司並不是從動物生產的乳品製成,而是用酪蛋白(casein,奶類中的蛋白質)製成。他們將酪蛋白基因轉型入酵母菌與其他微生物群,利用微生物生產蛋白質,接著將蛋白質純化後用取自植物的脂質與糖類做進一步加工。投資培養肉品與乳製品的名人包括比爾.蓋茲(Bill Gates)與理查.布蘭森(Richard Branson),以及全球最大傳統肉品生產商嘉吉公司(Cargrill)與泰森食品(Tyson)。

到了今天,實驗室培養的肉品仍然所費不貲,但隨著科技成熟,價格想必會持續下降。不過在那之前,也有些公司想出了折衷方案,生產混合動植物蛋白質的食品。英國幾間新創公司忙於開發混合豬肉產品,其中包括百分之七十培養豬肉細胞混合植物蛋白質製成的培根。甚至連肯德基(Kentucky Fried Chicken)也在探索販售混合雞塊——百分之二十培養雞細胞與百分之八十植物蛋白質——的可能性。

隨著食品業重心轉移,逐漸遠離傳統農牧方法,環境也會受到巨大的正面影響。根據牛津大學(University of Oxford)與阿姆斯特丹大學(University of Amsterdam)的估算,和用傳統方法養殖肉用畜牲相比,生產培養肉品所需的能量少了百分之三十五到六十,占用的土地面積少了百分之九十八,而產生的溫室氣體則少了百分之八十到九十五。此外,若將農業重心轉移至合成生物學技術,我們還能縮短供應鏈中必要步驟之間的距離。到了未來,大城市附近將設有大型生物反應器,生產學校、政府機關與醫院等機構所需的培養肉品,甚至為當地餐廳與生鮮雜貨店供應肉品。我們不再需要將海上捕獲的鮪魚大老遠運送至美國中西部,可以省下複雜冷鏈所需的大量能源——我們能改為在實驗室培養魚肉,即使是內陸州份也能自行生產魚肉。請想像一下這樣的未來:全世界最細膩、最美味的藍鰭鮪魚壽司並非源自日本附近的海域,而是在內布拉斯加州黑斯廷斯(Hastings)的生物反應器生產出來的。

除此之外,合成生物學還會改善全球食品供應的安全性。根據世界衛生組織的數據,每年約有六億人因食品汙染而患病,每年因此喪命的人數則高達四十萬人。在二○二○年一月,受大腸桿菌汙染的蘿蔓萵苣導致美國二十七州一百六十七人被感染,其中八十五人入院治療。而在二○一八年,一些食品遭環孢子蟲(Cyclospora)——一種會造成嚴重腹瀉的腸道寄生蟲——汙染,麥當勞(McDonald’s)、喬氏超市(Trader Joe’s)、克羅格(Kroger)與沃爾格林(Walgreens)都被迫下架部分商品。垂直農業能大規模減緩這些問題。合成生物學的助益不僅於此——很多時候,我們很難追蹤汙染食品的來源,光是追蹤這項任務就可能花上數週,但哈佛大學一位研究者提出了「基因條碼」(genetic barcode)這種新方法,可以在食品進入供應鏈之前先行標記,日後若出問題就能輕鬆追蹤食品來源了。

書名:《未來的造物者:從消滅癌症、設計嬰兒到製造猛瑪象肉排,合成生物學將如何改寫我們與全球生物的未來?》
作者:艾美.韋伯(Amy Webb)、安德魯.海瑟(Andrew Hessel)
出版社:臉譜出版
出版日期:2023年10月31日

那位研究者的團隊設計了一些細菌與酵母菌株,這些微生物的孢子被埋入獨特的生物條碼,孢子本身缺乏活性、可長久存活且對人類無害,可以噴灑在各種表面上,肉類與農產品也能噴上這些孢子。即使過了數月,就算商品經歷風吹雨淋、水煮、油炸與微波加熱,我們還是能偵測到這些孢子。(包括有機農場業者在內,許多農人已有對作物噴灑蘇雲金芽孢桿菌〔Bacillus thuringiensis〕孢子殺害蟲的習慣,所以你很可能已經吃下不少細菌孢子了。)基因條碼不僅有助於追蹤食品來源,還可用來減少標記錯誤與不肖業者販售假貨的情形。在二○一○年代中期,市場上出現不少假的特級初榨橄欖油,有了基因條碼技術以後,消費者就不怕買到假貨了。瑞士一所公立研究型大學——蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)——的功能性物質實驗室(Functional Materials Laboratory)開發了一種類似哈佛基因條碼的溶液,此溶液含有DNA條碼,記錄了橄欖油生產商等關鍵資訊。

●本文摘選自之新書《未來的造物者:從消滅癌症、設計嬰兒到製造猛瑪象肉排,合成生物學將如何改寫我們與全球生物的未來?》

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