人造肉:探索未来食物变革

2022-10-18 00:58:36杭州市科技信息研究院
杭州科技 2022年4期
关键词:人造肉肉类植物

□ 文 / 胡 侠 杭州市科技信息研究院

“人造肉”是一种肉类替代品,可定义为人工制造出来的肉类,而不是通过养殖动物来提供的肉类。2013 年8 月,荷兰马斯特里赫特大学的马克·波斯特宣布利用干细胞技术成功培育出全球首块实验室牛肉。之后,人造肉引起世界各国政府、科技界和产业界的高度重视,并被《麻省理工科技评论》评选为2019 年十大突破性技术之一。

人造肉技术的意义

环保是人造肉最大的意义所在。根据密歇根大学的环境影响研究,人造肉比传统养殖牛肉要节省99%的水资源,减少93%的土地占用、90%的温室气体排放和46%的能量消耗(如图1)。人造肉技术被认为可以缓解畜牧业生产造成的毁灭性森林砍伐、水污染和温室气体排放等环保问题。

图1 Byond Meat植物肉汉堡与牛肉汉堡的环境影响对比

据联合国预测,到2050 年世界人口数量将达到98亿。如果按照现在的饮食方式尤其是肉制品消费习惯,地球上的肉制品将难以保障近100 亿人口的消费需求。加上近年来非洲猪瘟等疫情蔓延,全球肉类短缺情况将更加凸显,人类寻找肉类替代品的紧迫性将加剧。而人造肉可以实现在不破坏环境的情况下提供接近真实肉类的味道和营养价值。

现代医学认为,动物蛋白摄入过多对人体有较大的危害,容易引起肥胖,加速钙质的丢失而产生骨质疏松。其中,高脂肪、高胆固醇红肉还被定义为“潜在致癌物”。国务院印发的《国民营养计划(2017-2030)》指出,到2030 年,全国居民膳食中要减少50%的动物蛋白摄入量。用低脂、低胆固醇的人造肉替代真肉,将是一场具有深远意义的食物变革。

因此,以低热量、低碳排放、高蛋白转换效率为特点的人造肉技术的出现,不仅能有效缓解环境压力,还能解决伴随着人口增长而来的食物短缺问题,同时也将有利于人类的生命健康。

人造肉的分类

“人造肉”主要包括植物蛋白肉(简称“植物肉”)和细胞培养肉(简称“细胞肉”)。

植物肉是以大豆、豌豆、小麦等作物中提取的植物蛋白为原料,经过挤压膨化等工艺制成的食品,通过提高蛋白质含量,添加植物性风味物质,使其在口感、风味上接近真肉。植物肉富含大量的蛋白质和少量的脂肪,在保留甚至增加真肉的营养成分的同时,规避掉胆固醇、脂肪酸等对人体有害的部分,被认为是一种健康的食品,是目前人造肉最主要的商业化方向。目前,市场中比较知名的Beyond Meat(美国)、Impossible Food(美国)、星期零(中国)等公司,都是植物肉领域的代表。

细胞肉是从动物身上抽取干细胞,在营养液中进行培养,通过细胞增殖生长把它扩增培养成肌肉细胞,并且分化成肌肉纤维而成为肉,细胞肉不论是从组织、味道还是结构都与真正的动物肉类相似。但细胞肉由于价格高昂、繁殖速度慢、规模化技术尚不成熟等原因,至今还没有正式上市的产品。

植物肉与中国传统“素肉”的区别

仿制肉食口感的素肉产业在中国历史悠久。传统的素肉是厨房式运作,靠的是简单揉合加工等“手艺”,成品口感比较软、碎,适合做中国菜和配菜。植物肉是用定制的高精尖机器,通过拉伸、挤压、质构等复杂工序和技术,模拟并最大程度还原肉的风味而成,技术转化门槛较高。和传统素肉相比,植物肉在技术、原料、质地等方面提出了更高要求,植物肉更加接近真肉,可以理解为素肉的2.0版。

人造肉的主要优势

人造肉作为人工制造产品,和动物肉类比较具有独特的优势。

一是人造肉能够有效控制其营养成分。人造肉的好处在于各种营养成分可以进行有效配比,按需生产,确保产品更有利于满足人类的营养需求和健康需求。

二是用人造肉替代传统肉类可以避免病毒疫情的影响。非洲猪瘟曾经直接导致整个中国猪肉供给量的不足,推动了猪肉价格的高位运营。人造肉不存在携带或感染病毒的风险,从根本上防止了很多人畜共患病和动物疫病的传播,如疯牛病、口蹄疫、非洲猪瘟等,相对而言更绿色更安全。

人造肉市场前景预测

据中研产业研究院公布《2021—2025 年中国人造肉市场深度分析及投资前景咨询报告》显示,2021 年全球人造肉的市场规模约160 亿美元,预计到2025 年全球人造肉市场规模有望达到279 亿美元(如图2)。据美国市场调查咨询公司Marketsand Markets 的研究报告,全球目前的肉类消费约9.5万亿美元,如果人造肉的渗透率达到1%,那么市场规模将达到950 亿美元。巴克莱银行2019年发布的研究报告预估,10年后全球人造肉市场规模可达1400亿美元。

图2 全球人造肉行业市场规模预测及增速

国内植物肉头部品牌联合《商业周刊(中文版)》发布的《2021 中国植物肉行业洞察白皮书》指出,中国对植物性肉类的需求将在未来5 年内增加200%,到2023 年,中国人造肉市场规模将达到130亿美元。

国内外人造肉产业发展现状

国外人造肉产业情况

美国、欧盟、以色列、日本等国家和地区先后启动战略部署,大力推动人造肉的发展。美国成立非营利组织和新肉食动物基金,启动系列竞争性研究资助计划,以推动植物蛋白肉、细胞培养肉等领域的研究。欧盟出台了《欧盟蛋白质计划》《从农场到餐桌战略》等多项促进人造肉的投资和创新的战略计划。以色列通过创新局、现代农业基金会为人造肉的发展提供资金支持。日本在《粮食·农业·农村基本计划》中提出支持人造肉开发,以确保粮食稳定供应。

人造肉领域技术门槛较高。在已公开的国际人造肉专利中,2013 年之后随着人造肉商品化市场的推进以及技术的升级,专利申请量逐年上升。人造肉专利在日本、美国和世界知识产权组织的专利申请数量排名前3,韩国、英国紧跟其后,中国人造肉专利申请量未能进入前10榜单(如图3)。

图3 不同国家和组织人造肉专利申请情况

美国人造植物肉市场的研发水平、商业模式最为成熟。目前全球最大的两家人造肉品牌——美国Beyond Meat 和Impossible foods 均获得了大规模的投资。2019 年 5 月,Beyond Meat 在纳斯达克上市,成为人造肉领域的首个上市公司。截至2021 年11 月,Impossible Foods 共获得8 轮融资,累计20 亿美元,投资方包括比尔·盖茨、谷歌、李嘉诚旗下的维港投资(Horizon Ventures)等。这两个公司在2020 年4 月和7 月先后宣布进军中国市场,通过星巴克、肯德基、汉堡王、盒马鲜生等开始在中国大陆销售人造肉食品。2020 年9 月,Beyond Meat 宣布在浙江嘉兴成立全资子公司别样(嘉兴)食品有限公司,建设两家工厂生产植物肉产品。

相对于已经进入商业化模式的植物肉产品,细胞肉还处于实验室阶段。2013年8月,荷兰马克·波斯特利用干细胞技术成功培育出全球首块实验室牛肉。日本东京大学和一家食品公司2019 年4 月宣布首次成功利用牛肌肉细胞培养出块状的“人造牛排”。以色列Aleph-Farms 公司在2020 年宣布成为世界上第一个从非基因工程动物细胞培育出牛排的人造肉公司。

国内人造肉产业情况

国内素食产业基础良好,但包括植物肉在内的人造肉产业尚处于起步阶段。2019 年9 月,北京工商大学食品与健康学院副教授李健实验室团队与植物肉品牌Starfield 合作研发的中国第一代“人造肉”产品问世。2019年11月,中国第一块通过培养肌肉细胞产生的人造培养肉,在南京农业大学诞生。2020 年,中国工程院启动了生物培育肉发展战略研究项目,从战略层面研究“培育肉”。目前,全国约有10 家植物肉初创公司,其中以珍肉和星期零最为有名,但还处于早期阶段,整个行业还没有出现一家份额领先的企业。

目前国内人造肉产业的投资主要集中在位于产业链中游的豆类蛋白或其他植物蛋白生产企业,或者投资或者涉足“人造肉”的食品加工企业。根据天眼查数据,全国共有186 家人造肉公司,其中浙江有2 家,分别是杭州盼打科技有限公司(杭州市余杭区)和浙江远江生物科技有限公司(嘉兴市秀洲区),产品为植物人造肉制造机械和装置。根据同花顺数据,全国共有16 家人造肉概念上市企业,杭州滨江区的祖名食品名列其中。但根据天风证券的研究显示,目前只有3 家真正涉及人造肉产品,分别是宁波素莲食品、深圳齐善食品和江苏鸿昶食品,相关人造肉产品主要销售到寺庙、餐饮行业、工业原料等方面。

中国的植物肉产品与美国的植物肉产品从质地、口感上相比仍有差距。核心壁垒主要在模拟真肉的挤压技术。目前国内生产植物肉一般采用干挤压的技术,挤压分离大豆组织蛋白。而Impossible Foods 等国际领先生产商则采用高水分挤压的技术,将散沙一样的植物蛋白结构,挤压成组织化蛋白(称为“拉丝蛋白”),这种蛋白经特殊工艺生产加工后,形成具有类似肌肉纤维质感的纤维状植物蛋白,更加接近真肉的质地。Beyond Meat 基于双螺杆挤压技术的高湿法挤压工艺是其产品品质区别于其他企业的根本原因。

人造肉产业发展的问题和障碍

技术尚未成熟

人造肉特别是细胞肉技术仍然处于不断改进的实验阶段,整个产业尚未形成一个成熟稳定的技术路线。人造肉技术还不能模拟多种肉类口味,在感官性能与营养价值等方面仍有待改善。细胞肉在高纯度干细胞的来源提取、快速细胞培养、培养基改良以及规模化生产工艺等方面也存在不少技术瓶颈。尤其对中国来说,模拟真肉的挤压、蛋白质质构、可快速增殖的肌肉干细胞及其培养技术等关键核心技术尚未得到解决或突破。

价格高于传统肉类

人造肉目前的价格基本在每斤20元至50元之间(如图4),有些甚至高达200 元。以Beyond Burger 和Impossible Burger 的产品为例,目前人造肉汉堡肉饼销售价高达每磅12—16 美元,比牛肉饼价格高出近50%到100%。细胞肉因为尚未实现规模量产,成本更加昂贵。价格成为人造肉产业化发展面临的一个重要限制因素。虽然随着技术的发展,植物蛋白肉和细胞培养肉的价格不断下降,但仍然高于传统肉的价格,还不能吸引普通消费者。

图4 部分知名品牌人造肉产品国内价格

产品口感有待改进

目前人造肉只能说比火腿肠、午餐肉口感略强,但和真正的天然肉类相比依然存在较大的差距,并未从口味上取代或超越传统肉类得到消费者的认可。尤其在中国,因为饮食结构与国外有着显著差异,人们对色、香、味、形有着较高的追求,不同菜系下不同肉类材料的应用和烹饪需求,都使得现阶段的植物肉成品的推广受到极大的限制。

消费者认可程度低

从目前世界范围内肉类供求格局看,传统肉类仍然占据主导地位,消费者的消费习惯在短期内还难以改变。艾媒咨询2019 年研究报告显示,非常愿意、比较愿意尝试人造肉产品的受访者占到29.7%,但是非常不愿意、不愿意尝试的比例高达51.3%。在不愿意尝试人造肉的消费者中,近一半是出于心理因素的影响,担心技术不成熟、口感不佳或是其他因素(如图5)。从我国猪肉消费习惯来看,冷鲜肉都尚未普及,人造肉更需要时间。人造肉推广仍然任重道远,对传统肉类的替代作用仍然有限。

图5 2019年中国消费者人造肉尝试意愿分布图

行业监管存在空白

全球对于人造肉的监管处于“空白地带”。2018 年11 月,欧盟初步达成了监管细胞肉的共识。中国对植物肉的监管参照豆制品国家标准。2020 年,中国肉类食品综合研究中心主任王守伟表示,中国正在制定“人造植物肉”国家标准。但目前来看,人造肉的原材料食材、生产标准和检验标准仍未达成共识,产品标识、监管机构、监管原则等存在不确定性,需要各国监管部门进一步明确。监管的空白导致消费者对人造肉的可靠性怀有迟疑态度,降低了接纳程度。

结语

中国肉类食品综合研究中心主任王守伟认为“人造肉”是未来食品的标志性产品,预计2040 年全球“人造肉”市场份额将达60%。中国植物性食品产业联盟秘书长薛岩预言,植物肉产品在未来20年到30年会成为人们生活不可或缺的一部分。人造肉当前正处于行业的导入期,成长空间广阔,增速有望逐步提升。

困扰人造肉普及的最大问题是性价比,口感比真肉差、价格比真肉贵的人造肉产品肯定无法真正成为传统肉类的替代品。不过,工业生产的优势就在于能够通过规模经济效应和技术改进不断降低成本,随着技术的进步,人造肉的价格必然会大幅度下降,到时候行业要面对的最大问题就是消费者的心理接受程度了。

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