我科學家用幹細胞技術20天培養出50克人造肉，但——
細胞培養肉走上餐桌，還要5到10年
「目前，我國細胞培養肉的研究，還面臨三大挑戰，包括高純度幹細胞的提取及乾性維持、無血清培養基研發和幹細胞的大規模高密度培養。」11月18日，在首屆中國細胞培養肉高峰論壇中，南京農業大學教授周光宏與參會學者分享細胞培養肉的研究進展。
自2009年起，他和團隊歷時10年獲取了高純度的畜禽幹細胞並維持其乾性，一年前，他帶領團隊研發出中國第一塊細胞培養肉。
用畜禽幹細胞體外培養生產
「我們不應為了吃雞胸肉或雞翅而養一整隻雞，而應該在合適的培養基中分別培養這些組織。」1931年，英國前首相邱吉爾的這番暢想，被視為世界範圍內首次提出培養肉的概念。
細胞培養肉真正變得看得見摸得著，還是在2013年。當年，荷蘭教授馬克·普斯特(Mark Post)在荷蘭首次研發出可以食用的培養肉，並在英國倫敦舉辦了全球首次培養牛肉漢堡試吃大會。
中國的第一塊細胞培養肉，誕生於2019年11月18日。周光宏說，研究團隊使用第六代豬肌肉乾細胞，經過20天的培養，得到重達5克的培養肉。
細胞培養肉是指用畜禽幹細胞經過體外培養生產出來的肉類，它不需要經過動物養殖，直接用細胞培養而來，不同於市面上用植物蛋白加工的「人造肉」。
「為什麼幾個細胞能長成5克的培養肉，這就是幹細胞的功勞。而提取到高純度的肌肉乾細胞並維持其乾性(生長能力)很難。」從2009年起，周光宏的團隊嘗試各種方法，先從小鼠中分離出肌衛星細胞和間充質細胞，發現這兩種細胞都有成為培養肉種子細胞的潛力。順著這條路，2015年，周光宏團隊成員丁世傑和中國科學院合作，分離出高純度豬肌肉乾細胞，兩年後，牛幹細胞也被分離。
2017年—2019年，研究團隊又研發用於培養肉的豬、牛肌肉乾細胞乾性維持方法，研製出含食品級抗氧化劑的培養基。「機體內有各種因子調控幹細胞的增殖，我們找到了關鍵的信號傳導通路和抑制劑，模擬了細胞體內的生長環境。一年前，在實驗室20天可以生產5克人造肉，現已經能培養出50克。」丁世傑說。
「無血清」細胞培養基等難題尚需攻克
「與傳統肉類生產方式相比，培養肉可以減少30%—50%的能源消耗，降低 70%—90%的溫室氣體排放量，降低90%以上土地使用， 減少80%—90%的用水量等。」在丁世傑看來，理想中的細胞培養肉既能縮短肉類生產時間，又能節省土地、減少汙染，而且物美價廉。
不過，細胞培養肉走上餐桌，還有多條鴻溝需要跨越。
首當其衝的便是要開發「無血清」細胞培養基。「培養肉生產中，70%的成本來自培養基中的血清，只有大幅度降低培養基的成本，人造肉才能真正走向產業化。」丁世傑說，血清取材於動物，能提供多種營養，在細胞培養中起到關鍵作用。但其成本較高，例如，牛血清售價每500毫升就要幾千元，所以需研發無血清培養基。
近一年來，周光宏團隊已經在研製各種成分明確的血清替代產品，嘗試逐漸替代血清培養基。
「此外，幹細胞的大規模高密度培養也面臨挑戰，這要解決增殖產生的細胞如何形成肌肉等難題，涉及專用生物反應器的研發、特定模具的研製和三維培養技術開發。另外，產品安全評價與管理規範等問題也不容忽視。」周光宏說，細胞培養肉產業化還有諸多技術需要突破，但是未來可期。
他認為：「讓細胞培養肉成本從每克300元降到3元甚至是3角，才有可能走上餐桌，這一過程大約需要5—10年。」
來源：科技日報