現代社會，我們真的衣食無憂了嗎？
可能未必。
在FBIF2020食品飲料創新論壇產品創新A分論壇上，阿法拉伐全球資深工藝工程師Bent Ludvigsen在「蛋白質革命」主題演講中分享了這樣幾組數據：
30年後的2050年，世界人口預計會增長至97億，這意味著人類需要每年多生產2.6億噸蛋白質，才能滿足需求。但不論是我們現有的資源還是大多數加工技術，都無法彌合這一差距。
中國每年豬肉產量約為4000萬噸，相當於840萬噸蛋白質，卻需要消耗7200萬噸大豆飼料和更大量的土地、淡水資源。
目前人類每年生產的5.25億噸農業蛋白質中，有15%，也就是近8000萬噸會被以各種形式浪費掉，沒有得到有效利用。
在這樣的警示面前，我們突然發現，過去幾千年裡，人類幾乎最穩定且高效的蛋白質獲取方式：畜牧業，似乎無法滿足需求了。
我們需要尋找新的蛋白質來源，彌補逐漸擴大的蛋白質缺口，同時儘量降低這個過程對環境造成的不可逆損害。我們亟需一場蛋白質「大革命」。
變革：蛋白質大革命下，畜牧業成了那個「路易十六」？
英文中蛋白質「Protein」一詞來自希臘語「proteios」，意思是「首要」、「優先」。蛋白質作為生命基本物質之一，與每個人的生存息息相關。
而回想我們的歷史，畜牧業，幾乎是人類最穩定而高效的蛋白質獲取方式，它提供的肉、蛋、奶在幾千年裡幫助人類延續著文明。可到了新時代，這個「老傢伙」遇上了一些問題。
一方面，世界人口數量和人們對生活品質的要求都在指數級增長，對蛋白質的需求量也在不斷增長。可畜牧業的增速卻是線性的。數據顯示，2004~2014這十年內，全球豬牛雞肉總產量每年都只有2%~3%左右的增長。
另一方面。即使能生產出足夠的蛋白質，這一過程中產生的資源浪費和溫室氣體排放也是驚人的。如今，畜牧業佔用了全球約1/3的土地和約1/4的淡水，並釋放了約15%的溫室氣體。
這場「蛋白質大革命」中，陪伴我們幾千年的畜牧業，可能會不幸成為那個「路易十六」。你可能聽說過今年大熱的人造肉風潮，可能聽說過昆蟲、海藻等原本不被當成蛋白質來源的食材，如今被擺上了餐桌。如果你對前沿科技比較關注，可能還會聽說過分子生物學等前沿科技，為未來的蛋白質世界帶來無限可能。這些新技術、新趨勢在開闢著新的蛋白質獲取方式，「革」著畜牧業的命。
或許生活在幾十年後的孩子們翻開歷史書，會驚奇地對我們說：「爺爺奶奶你們看啊，以前的人居然還要靠殺掉活的動物來吃肉，這也太殘忍了！」
當然，革命也並不一定是要推倒重來。越來越多的生物、化學新技術，甚至是基因編輯和人臉識別這樣的「黑科技」，都在改變著畜牧業，提高它的效率、降低它的損耗。總之，蛋白質正踏上一條「革命之路」，畜牧業也將會迎來劇變。
替代：不養豬牛羊，我們還能從哪裡獲取蛋白質？
然而，就像歷史上每一場大革命一樣，砸碎了舊制度，新制度並不會自行產生。我們可以徹底「革」了畜牧業的命，解放豬牛羊，看著它們在大草原上自由奔跑。可是，誰來填飽我們的肚子？我們該去哪裡尋找新的蛋白質來源，填上越來越大的缺口？
別擔心，人類自有辦法。
1. 昆蟲：人類新朋友？
用昆蟲當食物，乍一聽有點噁心，其實昆蟲是非常優質且高效的蛋白質來源。有資料顯示，蟋蟀的蛋白質含量高達69%，相比之下牛肉最高也不過29%。同時，昆蟲對資源的消耗量也非常低，每100加侖的水如果用在畜牧業中，只能生產出6g牛肉蛋白或者18g雞肉蛋白。但如果用來養殖蟋蟀，可以生產出238g的昆蟲蛋白。
在專業的食品圈子中，「昆蟲基」食物已經不算太新鮮的概念，已有大量應用產品面試，在國外甚至成為了相當一部分人的常規食品選擇，Cision預測顯示，到2021年，全球食用昆蟲市場預計將達到15.3億美元。
專門生產昆蟲基食品的初創公司也已經出現，例如紐西蘭公司Eat Crawlers，名字直譯成中文意為「吃爬行者」，非常直觀地說明了公司業務。該公司開發出了一系列昆蟲基零食，包括螞蟻、蝗蟲、蟋蟀、甚至是狼蛛和蠍子。
Eat Crawlers昆蟲巧克力系列，從左至右依次添加了：蟋蟀、蝗蟲、蠍子、狼蛛，截圖來源：Eat Crawlers官網
而在國內，昆蟲基食品剛剛起步，但也已經有了相應產品。例如曾當過一段時間「網紅食品」的饞巴拉蠶蛹蛋白脆，採用蠶蛹作為蛋白原料，生產出的脆片與薯片口感類似，卻有著更高的蛋白質含量。
饞巴拉蠶蛹蛋白脆，圖片來源：微博@饞巴拉蠶蛹蛋白脆
FBIF2020論壇中，Ludvigsen先生還為我們介紹了昆蟲的更多優點。例如，昆蟲不需要像豬牛羊那樣專門準備飼料，他們的食物就是食品工業中產生的蛋白質廢料。目前整個食品行業每年會產生超過10億噸蛋白質廢料，這些原本只能白白浪費掉的資源，如今可以通過昆蟲這種神奇的小生物，實現再次利用。
Ludvigsen先生還為我們介紹了一種特別的昆蟲原料：黑水虻幼蟲。與雞相比，黑水虻幼蟲的養殖減少了92%的土地消耗、85%的淡水消耗和82%的二氧化碳排放。
Bug Bacon公司的黑水虻幼蟲原料食品，圖片來源：Business2Business
同時，阿法拉伐還有一整套昆蟲幼蟲加工工藝，將黑水虻幼蟲轉化成昆蟲蛋白粉、昆蟲油與冷凝水，整個過程幾乎沒有任何浪費。只要技術得當，小小的蟲子也能肩負起保護地球的重任。
阿法拉伐昆蟲幼蟲加工流程，圖片來源：阿法拉伐
2. 藻類：古老的物種，新時代的原料
藻類作為地球上最原始而古老的物種之一，早在人類出現前數十億年就生存在了地球上。幾十億年來它默默地靠光合作用養育著自身，幾乎從未引起人類注意。而到了這個時代，藻類的價值被突然發掘，一躍而成極具潛力的「新原料」。
藻類引人注目首先是因為它極高的蛋白質含量。研究顯示藻類乾重的蛋白質含量通常能達到40%~60%。
但除此之外，藻類生產過程中的優點更是巨大：
理論上說，藻類幾乎可以在任何環境，哪怕是惡劣環境下生長，而不佔用寶貴耕地資源。從廣袤海洋，到淡水湖泊或池塘，甚至是荒蕪的鹽鹼地、廢棄的沼澤，藻類都可以在其中生長；其次，藻類產量極高。常見農作物一年只能收穫一到兩季，豬、牛、羊等常見家畜生長周期也長達幾個月甚至幾年。而藻類只需要幾天就能收穫一代；最後，藻類本身生長只需要極少淡水，海藻的生長甚至完全不需要淡水，卻可以通過光合作用捕獲空氣中的二氧化碳，整個生產過程非常清潔而環保。
不知道各位讀者看到這裡是什麼感受，我的感受是：這簡直就像是上帝送給人類的禮物啊！
可口可樂投資的果汁公司Suja生產的添加了微藻的系列果蔬汁，圖片來源：Suja官網
於是，藻類市場也在被逐漸打開，Global Market Insights今年的一份預測顯示，未來6年間藻類蛋白市場將穩定保持每年6%的增長速度。到2026年有望突破10億美元。
各種應用產品自然也隨之出現，例如美國食品科技公司Iwi Life就以海藻為原料，開發出了多款保健產品。
Iwi Life海藻保健品，圖片來源：Iwi Life官網
而藻類家族的另一重要成員微藻，更是已被百事、雀巢、億滋等多家食品飲料巨頭看中，運用在旗下公司的產品中。
3. 甚至是....空氣？
昆蟲和海藻，雖然少見，但起碼還可以納入人們印象中的「食物」範疇。接下來說的這項新原料就有些奇怪了，那就是：空氣。
去年11月，美國Air Protein公司宣布他們研發出一款「空氣蛋白質」，是真的從空氣中生產出來的蛋白質。
據Air Protein公司CEO麗莎·戴森介紹，她們利用一種叫做氫營養菌的特殊微生物，以空氣中的二氧化碳、氧氣和氮氣為原料，發酵轉化成為可以食用的蛋白質。麗莎還介紹，這種蛋白質「具有與動物蛋白相同的胺基酸譜。它還富含維生素和礦物質，包括純素食中缺乏的維生素B12。」
麗莎·戴森，圖片來源：The Spoon
今年1月，芬蘭一家食品技術公司Solar Foods也宣布研發出了自己的空氣蛋白質「Solein」。Solar Foods表示，他們的方法可以通過空氣和電力在任何地方生產蛋白質，並且十年內價格就有望與大豆蛋白相競爭。
當然，這些「空氣蛋白質」目前都還處於研發階段，沒有相應產品上市，但這一輪的技術創新往往會成為下一輪的技術基礎。這種新技術值得我們關注。
4. 還有……難以描述的東東
如果你以為空氣已經是最奇怪的蛋白質來源，那你可就天真了。人類在「吃」這條路上永遠沒有最奇怪，只有更奇怪。現在如果您正在吃飯，建議您暫緩查看這一段，因為我們要介紹一種有些重口的蛋白質來源：糞便。
所有人聽到這個消息，第一反應可能都是震驚，為什麼要用便便來做食物？難道食物真的缺乏到了這種程度嗎？沒錯，這種新技術就是為一群可能面臨食物困境的人製造的：太空人。
對於航天工程來說，哪怕幾十克的重量，都意味著成本的增加。而人類的排洩物中有著大量未消化的營養物質。如果能重複利用它們，就可以減少食物攜帶量，降低發射成本。
於是，美國賓夕法尼亞州立大學的研究團隊開展了一個研究項目，用特殊的微生物處理太空人排洩物，提取微生物分解出的營養物質，然後製作出可以食用的食品。或許等到埃隆·馬斯克帶我們飛往火星的那一天，我們都會吃上....算了，還是不要設想了。
5. 黑科技，人類的未來是星辰大海
接下來要說的技術就有些「硬核」了。俗話說「科學技術是第一生產力」，如果我們把目光放遠一些，跳出食品飲料領域，會發現有一些最新最熱的蛋白質「黑科技」已經悄然出現。假以時日，這些新技術逐漸成熟，再走進食品飲料領域，可能會成為下一場「蛋白質革命」的生力軍。
例如合成生物學技術，21世紀早就被預言為「生物的世紀」。如今，在合成生物學的幫助下，人類可以利用各種各樣的「基因元件」直接搭建出想要的蛋白質產品，甚至是自然界中並不存在的蛋白質種類。
你可能聽說過蜘蛛絲韌性高、強度大，是非常優質的紡織蛋白來源。但蜘蛛很難大規模人工養殖，蛛絲也就一直難以商業化應用。但美國一家科技公司Bolt Threads，用合成生物學技術，利用酵母菌合成人造蛛絲，產品可以被用來製作領帶、衣物、甚至是防彈衣。
Bolt Threads合成蛛絲原料，圖片來源：Bolt Threads官網
分子生物學的威力還不光在蛋白質領域有所應用。角鯊烷是一種化妝品中常用的保溼物質，過去只能從鯊魚肝臟中提取，生產1噸角鯊烷需要殺掉3000條鯊魚。而有了分子生物學，人們可以在酵母菌中直接合成角鯊烷。
另一項最新技術是獲得了2018年諾貝爾化學獎的噬菌體展示技術。簡單來說，就是先在噬菌體中插入能表達蛋白質的基因片段，再通技術手段使噬菌體產生大量基因突變，最後篩選出所需的有特定功能的蛋白質。目前這種新技術已經在製藥等前沿科技領域有了一定的應用。例如在2018年獲得諾貝爾生理或醫學獎的PD-1/PD-L1免疫療法，就利用了噬菌體展示技術。
2018年諾貝爾化學獎得主，中間及右邊為噬菌體展示技術的兩位獲獎者喬治·史密斯與格雷戈裡·溫特
科技為人類插上了一雙翱翔的翅膀。這些最新最酷的科技是未來的方向。
6. 說了這麼多，人造肉哪去了？
看到這裡，你可能想問：人造肉呢？怎麼到現在都沒提到人造肉？的確，如今提到蛋白質革命，人造肉是絕對繞不過去的一環。
所以今天我們不會泛泛地談人造肉，而是特地把人造肉留在了這一部分的最後，將大家從美好的未來拉回現實，來討論一個大多數人，甚至一部分專業人士都會落入的人造肉誤區。
觀察一下如今的人造肉市場，會發現，兩種截然相反的現象同時存在著。
一方面，人造肉概念異常火爆，即使是普通消費者也很可能聽說過這種新概念。各大人造肉公司也紛紛獲得資本熱捧。去年5月，「人造肉第一股」別樣肉客在美國納斯達克上市，上市首日公司股價便暴漲163%，創造了21世紀以來美國公司IPO首日最佳表現。就在上周，另一家美國人造肉明星企業Impossible Foods再獲2億美元融資，自2011年公司成立以來，Impossible Foods總計已經獲得15億美元融資。包括肯德基、星巴克、喜茶在內的餐飲企業也都先後試水人造肉。
同時，人造肉也多次得到權威科技媒體的認可，被認為是可能改變世界的新技術。2018年9月，《科學美國人》將人造肉評為「2018十大新技術」之一。2019年，人造肉漢堡又被《麻省理工科技評論》評選為「2019十大突破性技術」之一。要知道，一起入選這兩份榜單的還有定製癌症疫苗、可流利對話的AI助手、增強現實技術等極有可能為世界帶來翻天覆地變化的新技術。
另一方面，也有很多人對人造肉不屑一顧，他們的質疑聽起來也很有道理。在知乎、微博等平臺上經常能看到這樣一種質疑：人造肉有什麼新鮮的？我們從小吃到大的素雞、麵筋、甚至是辣條，和人造肉有什麼區別？
而人造肉的那些優點，仔細看來也有點經不起推敲。如果說人造肉營養豐富，但各種營養物質早就可以製作出高濃縮版的營養補充劑。蛋白質有蛋白粉、維生素有維生素片、礦物質有礦物質膠囊，它們更方便搭配出完美的營養配比。但為什麼沒有人會在家裡擺著一堆瓶瓶罐罐，每頓飯拿出幾包粉幾片藥幾粒膠囊，用水泡一泡喝下去？
人造肉常被提起的另一大優勢是環保。但實際上，大多數人只願意在不影響生活質量的情況下支持環保事業。一旦影響到真實生活，他們就不願意了。就如同沒有人會為了減少碳排放而放棄去巴黎度假的機票。
為什麼這兩種看起來截然相反的現象會同時存在呢？答案是，人造肉想要取代真肉，關鍵並不在「人造」，而在「肉」。人造肉的口感必須足夠接近真肉。傳統的素雞、麵筋、辣條，口感與真肉有著相當大的差距，一吃就能嘗出來，因此他們算不上「人造肉」。而將別樣肉客和ImpossibleFoods兩家公司的專利分析一遍，就能發現它們的大量精力都花費在製作口感更像真肉的植物蛋白、植物脂肪與植物添加劑。Impossible Foods甚至專門研製出了一種通過特殊酵母生產的大豆血紅蛋白，以模仿真肉中的血絲。
圖片來源：Impossible Foods官網
說到這裡，你可能也意識到了，這不光是人造肉，而且此前提到的昆蟲、海藻等蛋白質原料共同存在的問題。我們此前的推文中曾經說過：人類花了幾百萬年爬上食物鏈頂端，並不是為了嚼蠟。這些年的食品圈出現了太多隻顧著炒概念，卻忽略了「好吃」這個「食品之根」的新產品。在這條蛋白質「革命之路」上，不忘初心，才不至於跑偏。
改造：畜牧業還能「再搶救一下？」
說了這麼多要「革了畜牧業的命」的新產品、新技術。但至少目前，豬、牛、羊還是我們最主要的蛋白質來源。假如有辦法放大畜牧業的優點，改進它的缺點，將畜牧業「再搶救一下」。似乎也沒有必要「趕盡殺絕」。
辦法還真有。
1. 節流：錢不是省出來的，但蛋白質是省出來的
序言中提到，每年被浪費掉的農業蛋白質近8000萬噸，幾乎等於中國10年的豬肉蛋白質產量。相比投入大量科研資本，從蟲子、海藻中獲取新的蛋白質，如果能有辦法降低蛋白質浪費，或者將副產品中的蛋白質再次利用，蛋白質缺口就能被大大彌補。
說到這裡，我們要再次請出Ludvigsen先生和他的阿法拉伐。在過去的魚類、肉類生產過程中，副產品只能被加工成低價值的飼料產品。但阿法拉伐開發出了一套「CentriFlow」溼法提煉系統，可以從副產品中提取出食品級的蛋白質和油脂，大大減少浪費。
阿法拉伐CentriFlow溼法提煉系統，圖片來源：阿法拉伐
2. 搭配：分「三六九等」的蛋白質
除了前面提到的尋找新蛋白，還有一種思路是，改變已有蛋白質的配比，使之更適合人類食用，從而提高蛋白質的利用效率。
許多人可能不知道，蛋白質也是分「三六九等」的。目前為止，人類發現了20種天然胺基酸，其中12種可以由人體自身合成，剩下8種必須從食物中獲取。這8種胺基酸也就被稱為「必須胺基酸」。評價蛋白質的好壞，就是看蛋白質種這8種必須胺基酸的種類與含量。
有了這個思路，就可以通過改變不同種類蛋白質的配比，使胺基酸組合更加豐富、多元，從而改進蛋白質了。
例如養生堂推出的蛋白質粉，就是主打「4：1」的黃金配比，用乳清蛋白和大豆蛋白的合適比例，讓蛋白質粉含有全部8種必須胺基酸，更適合人體食用。
圖片來源：養生堂天貓旗艦店
再比如輕養蛋白脆片，也是通過豌豆蛋白、大豆蛋白、微藻蛋白的配比，使胺基酸組合更合理。
圖片來源：輕養
還有上月剛剛獲得融資的ffit8 蛋白棒，則是利用從牛奶中提取的WPI分離乳清小分子蛋白，通過蛋白質小分子緩釋吸收技術，提高人體吸收效率，並且解決國人乳糖不耐受問題。
圖片來源 ：ffit8
3. 黑科技，又是黑科技
最後又來到了黑科技部分，科技再一次向我們展現出它的神奇力量。
首先出場的是基因編輯技術。《連線》雜誌去年4月刊的封面文中，用一整篇長文詳細介紹了基因編輯技術會給畜牧業帶來哪些改變。
傳統畜牧業工廠中，不同企業會對不同性別的動物有偏好。肉牛養殖場希望後代多生肌肉厚實的公牛，乳牛養殖場則希望多生能產奶的母牛。為了節約成本，養殖場通常會將不需要的性別在幼崽階段就直接宰殺，不僅浪費，更會讓每一個有愛心的人都覺得「太殘忍」。而如今有了基因編輯技術，養殖場可以直接在胚胎階段就決定動物性別，從而避免「屠殺」慘劇。
而現代養殖場中了提高效率，動物之間往往極度擁擠，一旦爆發傳染病，可能就是整欄動物的「滅頂之災」。
而基因編輯技術可以讓動物帶有特定抗病基因，大幅減少動物傳染病造成的損失，也杜絕動物將傳染病繼續傳播給人類的進一步隱患。例如，一種叫「豬繁殖與呼吸綜合症」，俗稱「藍耳病」的疾病，每年會給美國養豬業帶來超過5億美元的損失。而如今，美國密蘇裡大學的遺傳學家蘭德爾·普拉瑟已經利用基因編輯技術培育出了對藍耳病有抵抗力的豬。
澳大利亞科學家範·埃寧鈉姆還曾培育出一種經過了基因編輯的母羊，這種羊產下的奶中帶有一種叫「溶菌酶」的人類蛋白質，可以降低人類患腹瀉的機率。
除了基因編輯，另一種可以「改造」畜牧業的黑科技是人臉識別技術，沒錯，就是那個你每天在用來解鎖手機屏幕的技術。愛爾蘭有一家創業公司Cainthus，專門從事用人臉識別技術提高奶牛產奶量的生意，還獲得了美國第一大非上市公司嘉吉集團的投資。具體方法是在養殖場中安裝大量攝像頭，再利用人臉識別技術追蹤每一頭牛的「牛臉」。這樣就可以精準跟蹤每一頭牛的活動軌跡、吃草量、產奶量等信息。快速找出有異常情況的奶牛，提高整個養殖場的運營效率。
Cainthus的「牛臉識別」，圖片來源：Flykit Blog
最後，我們來說說轉基因技術。利用轉基因技術，從動物身上生產藥品，已經是製藥業的「常規操作」。2009年，用轉基因山羊奶生產的抗凝血藥Atryn就獲FDA批准上市。2014年，用轉基因兔生產的一種治療遺傳性血管性水腫藥物也獲得了FDA的認可。誰知道這樣發展下去，會不會有一天製藥業與畜牧業成功合併，開藥廠和開養豬場是同一回事了！
好了好了，再說下去就是科幻了。
結語
現代社會為我們帶來了光榮與夢想，也帶來了困難與挑戰。畜牧業在過去幾千年裡為我們持續地提供蛋白質產品。但在如今這個時代，它體現出了一絲「老態」。但人類前進的腳步並不會因此停下，我們在用著各種各樣的新方法、新技術，或變革、或改造，推進著這場「蛋白質大革命」。
就如同Ludvigsen先生所說：儘管世界總體上面臨著蛋白質供應可持續性的嚴峻挑戰，但解決方案已經找到，我們要做的就是迎接挑戰，引領新時代！