以藻类为营养，利用动物细胞制造培养肉——东京女子医科大学的清水达也教授等人正致力于研究以低成本和少浪费为目标生产培养肉。目标是利用可通过光能增加的小球藻等藻类，构筑培养过程中产生的废液也可以再利用的循环型细胞培养系统。目的是在2050年实现可持续制造，对地球友好的食物，以解决粮食短缺问题。未来可能会迎来在太空中培养肉类的日子。
利用动物细胞制造的培养肉火腿（图片由东京女子医科大学和早稻田大学提供）
饲养家畜需要大量的饲料和水。人们平时食用的肉类的获得需要投入大量的能源。此外还有其他问题，比如确保牧草地会破坏森林，牛会通过打嗝的方式排放温室气体甲烷等。如果能把培养动物细胞制造的培养肉作为蛋白质来源，作为解决这些问题的可能办法，因此正在引起人们的关注。
清水教授等人计划利用在再生医疗研究领域积累的“组织工学”技术培养来自细胞的人造肉。具体方法为，采集家畜的肌肉组织分割成多个小块，利用培养液将每个小块培养成肌肉。这样，利用组织工学技术，通过成熟的肌肉细胞就可以培养出肌肉组织，制造培养肉。
清水教授表示人造肉“首要问题是成本，其次是口感”。例如，用于再生医疗的3厘米见方细胞膜片的制作成本为每枚数十万日元。虽然可以大量培养细胞及制作三维膜片，但价格太高的话无法普及。
成本高是因为用来增加细胞的培养液价格昂贵。目前通过混合营养素、生长因子和牛的血液成分等来确保目标细胞正常增长。必须每隔几天就将培养液全部更换一遍，需要大量的培养液。
东京女子医科大学计划让藻类产生培养液的营养素，以降低成本和实现培养液的再利用。藻类在光照下会产生作为营养素的糖分。而且还会消化动物细胞的废物——对细胞有毒的氨。
从藻类中提取营养物质的方法有施加压力进行破坏，或者利用超声波进行破坏的方法等。清水教授等人在其他项目中研究了能否通过水解法来提取营养素。他们烘干6种藻类，并加入酸等试剂。然后加热，回收上清液进行了分析。
分析确认，利用特定的小球藻生成了培养细胞所需的基本营养素。在实验中，清水教授等人利用小球藻提取液等作为营养成分，同时混合生长因子等，培养了牛的肌肉细胞，细胞数量3天增加到了最初的2.1倍。利用常规培养液时，细胞数量3天增至2.3倍。藻类并不逊色于常规培养液，并有望取代营养素。
据介绍，藻类的培养成本低于经常被用作营养源的玉米的种植成本。清水教授认为，即使加上提取费用，成本也比目前低。计划5年后开发出每天能生产100克糊状“鸡肉”的设备。目标是10年后每天生产1千克。
培养肉的主要历史与未来 |
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2013年 |
荷兰的研究团队全球首次实现培养肉汉堡 |
2017年 |
美国企业开发出培养鱼肉 |
2019年 |
日本初创企业Integri Culture成功生产培养鹅肝 |
2020年 |
新加坡政府批准美国企业销售培养肉 |
2030年 |
利用藻类和动物细胞制造循环型培养肉 |
2050年 |
在太空实现培养肉自给自足 |
关键在于消费者的理解
培养肉正逐渐得到认识。NPO法人日本细胞农业协会（东京都·文京区）2020年针对全国1000名20～90岁的人实施的问卷调查显示，有39.1％的人知道培养肉。不过，对“细胞农业”的认知度只有培养肉的一半，为19.1％，细胞农业是通过培养特定细胞来收获以前从家畜和水产资源等动物身上获得的生产物的生产方法。
作为对培养肉的期待，排在前面的包括“美味”、“可以避免粮食危机”和“价格便宜”等。另一方面，关切的事项包括“担心食品安全得不到保障”、“是否美味”、“不知道里面有什么”、“对人工制造感到厌恶”等。
目前，日本企业等正纷纷以大豆等为原材料开发代替肉类。目的是满足纯素食主义者和注重健康的消费者等的需求。今后，利用细胞培养制造的“肉”应该也会被很多人接受。
为此，在推进实用化研发的同时，还要遵守相关法律法规，并同时获得消费者的理解，这些都很重要。
日文：藤井宽子，《日经产业新闻》，2021/05/07
中文：JST客观日本编辑部
