▲地球因為人口持續增加，糧食供應體系也發生了結構性變化。（示意圖／123RF）
文／潘懷宗 藥理學教授
隨著永續發展的概念深入人心，糧食的開發也受到廣泛的重視。現今地球因為人口持續增加、氣候暖化、災害頻仍、耕地面積減少等諸多因素的影響下，糧食供應體系也發生了結構性變化。為因應未來不可避免的糧食危機，並確保未來糧食供應的充足，再加上，現今純素食者的市場也在不斷擴大中，因此，「未來食品」的研發登上了檯面，像是: 合成肉類、藻類提取、菌絲體肉、基因改造（GM）食品等等，都是科學家們努力的方向。「未來食品」除必須營養均衡，遵守永續法則外，其生產過程也需要安全穩定，並具備優異的加工性能。但不幸的是，迄今為止的「未來候選食品」仍存在有許多的缺點，例如營養不平衡、口味不熟悉、成型性差和價格競爭力低等。
因此，南韓延世大學（Yonsei University）化學與生物分子工程學系樸素賢教授（Sohyeon Park）在2024年2月開發出了一款「未來食物」---「牛肉米」，除結合了稻米和牛肉的營養價值外，更重要的是成本低，而且相當環保，不像畜牧業會產生龐大的碳排放量，汙染地球，相關的研究成果也已經發表在《物質》的國際科學期刊上。
▲首爾延世大學。（圖／達志影像）
樸素賢教授首先將米粒塗上魚膠，然後再把活的牛肉細胞塗抹上去，最後，將米粒放在培養皿中培養長達11天，讓牛肉細胞在米粒中分裂成長。稻米有諸多的優點，第一它是安全、低過敏發生率的食物，並具有塊狀堆積結構，所以可以提供大的表面積以及多孔組織，非常適合三度空間培養肉類細胞，此外，米顆粒的結晶和半結晶交叉結構也可以引導牛肉細胞沿著特定方向黏附和生長，再加上魚膠塗層本身可以食用，且增加米粒和牛肉細胞之間的親和力，因此提高了「牛肉米」的結構穩定性和增加牛肉細胞在米粒中的總含量。先前也有科學家使用過堅果當作支架，來培養肉類細胞，但因為許多人會對堅果過敏，且堅果可承載的肉類細胞含量較低，因此南韓科學家未予考慮。研究人員表示，這種「牛肉米」未來可以作為飢荒救濟品、軍糧、甚至太空食品。
在營養價值方面，「牛肉米」中的米，含有碳水化合物、脂肪、蛋白質以及磷、鈣和鎂等礦物質，並含有穀蛋白、葉酸和硒，加入牛肉細胞後，其蛋白質含量增加了8%，脂肪含量增加了7%。在降低二氧化碳排放量方面，與普通牛肉相比，因為其生產方法不需要大面積的土地和長時間的飼養，每生產 100公克的蛋白質，「牛肉米」估計僅釋放6.27公斤的二氧化碳，而飼養牛肉則會釋放八倍的二氧化碳，達到49.89公斤。最後，在生產工藝方面，樸素賢教授沒想到牛肉細胞在稻米中生長得這麼好，且「牛肉米」在口感上比普通米來得脆一些，她認為這種以穀物為基礎之「未來食品」有著無限的可能性，日後也可能會生產出「雞肉米」或「豬肉米」。
▲飼養牛肉每生產 100公克的蛋白質會釋放49.89公斤的二氧化碳。（示意圖，非文中牛肉／記者黃士原攝）
南韓並不是唯一探索人造肉的研發團隊，世界各地已有數十家公司加入了人造肉的競賽。2020年新加坡核准銷售世界上第一個人造雞肉產品，但義大利卻通過禁止實驗室生產人造肉的法案，其目的是保護本國的畜牧業者。當然，輿論反對方認為，實驗室培育的人造肉，屬非自然界的食品，違反大自然法則。英國東安格利亞大學（University of East Anglia）農業食品和氣候專家沃德教授（Neil Ward）表示，人造肉的理想是開發出更健康、更氣候友善的食品，只是現階段，社會上仍有些人需要被說服。雖然成本和氣候影響的數據看起來非常有亮點，但最關鍵的考驗還是民眾對人造肉品的接受度。
英國營養基金會的貝尼拉姆先生（Bridget Benelam）表示，開發一種促進人類健康和地球友善的食品，本來就是一項挑戰。南韓這項研究展示了一種創新做法，可以為糧食危機做出貢獻。
走進世界上唯一菜單上有人造雞肉料理的一家新加坡餐廳（Huber's Butchery and Bistro），人造雞肉義大利麵的售價為18.50 新幣（約台幣435元），它不僅看起來像雞肉，聞起來像雞肉，而且，嚐起來也像雞肉。但這塊雞肉不是來自農場，而是在工廠裡製造出來的。這款人造雞肉的發明者是總部位於加州的 Eat Just公司，該公司聲稱這種肉符合道德、清潔和綠色，而且在口味上毫不遜色。新加坡是目前世界上唯一允許銷售人造肉的國家。人造雞肉與植物蛋白不同，它確確實實就是肉，Eat Just公司製作過程是先將活的雞肉細胞放在培養皿中，然後向其餵食蛋白質、糖和脂肪等營養物質，待其長到一定數目後，再將細胞放入大型鋼製生物反應器中（其作用類似發酵槽），進行大規模複製。4~6週後，雞肉細胞從生物反應器中「收穫」，加入一些植物蛋白，然後進行調味、煮熟和 3D 列印，賦予其必要的形狀和質地。
加州大學柏克萊分校肉類實驗室聯合主任聖馬丁教授（Ricardo San Martin）說道，人造雞肉目前市佔率極低，能用這個「未來食物」拯救世界嗎？ 他認為不能。因為從理論上講，減少肉類生產對土地和牲畜的依賴，確實會減少碳排放，但Eat Just人造肉的生產過程，所需要的先進技術過於能源密集，以至於抵消了任何好處，加州大學戴維斯分校的一項研究甚至估計，Eat Just生產過程所產生的二氧化碳是普通雞肉的4到25倍，仍須再改進。當然，前述的南韓「牛肉米」確實比較環境友善，但其蛋白質含量比起肉類仍然低許多。
整體而言，「未來食品」會走到哪一個階段，目前仍然難以預測，但是，科學家如火如荼的研發，廠商前仆後繼的資金投入，相信不久的未來，一定會製造出更加令人驚豔的產品，讀者們除可以拭目以待外，也會很有福氣的，嚐上一口。
參考文獻：
1.Sohyeon Park et al., Rice grains integrated with animal cells: A shortcut to a sustainable food system, Matter (2024), DOI:https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.01.015