3D打印解決生產(chǎn)關(guān)鍵問題，我國(guó)培育肉產(chǎn)業(yè)化邁出一大步

來源：人民資訊

近年來，居民生活水平不斷提升，我國(guó)每年的肉品生產(chǎn)和消費(fèi)數(shù)量巨大且增速迅猛，其中以肉類為代表的優(yōu)質(zhì)動(dòng)物源性蛋白和以大豆為代表的優(yōu)質(zhì)植物源性蛋白都面臨著巨大的供給空缺。因此，發(fā)展本國(guó)生物培育肉相關(guān)產(chǎn)業(yè)，防止其他國(guó)家在該領(lǐng)域?qū)ξ覈?guó)形成技術(shù)壟斷，為保障我國(guó)未來肉品供應(yīng)提供多樣化選擇，是未來食品領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。在近日由科學(xué)技術(shù)部、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、北京市人民政府共同主辦的2021中關(guān)村論壇上，中國(guó)肉類食品綜合研究中心、北京食品科學(xué)研究院在論壇中展示的生物培育肉受到了與會(huì)者的極大關(guān)注。

生物培育肉又被稱作培養(yǎng)肉、清潔肉等，是利用動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)的方式控制其快速增殖、定向分化并收集加工而成的一種新型肉類食品。而3D打印是一種快速發(fā)展的數(shù)字技術(shù)，在食品和營(yíng)養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)，為消費(fèi)者提供了豐富的食品樣式，滿足個(gè)性化的需求。3D打印可以為培育肉生產(chǎn)的關(guān)鍵問題提供獨(dú)特的解決方案，特別是在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)、脂肪和其他營(yíng)養(yǎng)含量以及提供逼真的質(zhì)感方面。論壇上，研究團(tuán)隊(duì)展示了生物材料混合細(xì)胞3D打印模型、可食用材料混合細(xì)胞3D打印模型、用于3D打印的細(xì)胞懸液、生物材料模擬物和自主研發(fā)的3D打印墨水，并現(xiàn)場(chǎng)展示和介紹了生物培育肉3D打印的過程。通過展品展示、3D打印、視頻宣傳，觀眾們直觀了解到培育肉的生產(chǎn)基本流程，感受3D打印培育肉帶來的科技魅力。

工業(yè)化生產(chǎn)不能一蹴而就 亟須加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研融合
為什么培育肉近年來受到越來越多的關(guān)注？中國(guó)肉類食品綜合研究中心、北京食品科學(xué)研究院首席科學(xué)家、教授級(jí)高工王守偉告訴記者，生物培育肉具有高效、環(huán)保、安全、可持續(xù)的優(yōu)勢(shì)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)養(yǎng)殖肉類無法滿足人類快速增長(zhǎng)的肉品需求的不足，代表著未來食品的研究方向。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)CE Delft在2021年最新的生命周期評(píng)估和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估分析，與傳統(tǒng)的雞肉、豬肉和牛肉生產(chǎn)相比較，生物培育肉可分別減少63%、72%和81%—95%的土地使用量，可將全球溫室氣體排放量分別降低17%、52%和85%—92%。同時(shí)，因?yàn)檎麄�(gè)生產(chǎn)過程是完全無菌的，生物培育肉還有效降低了有害病原體污染的風(fēng)險(xiǎn)，消除了對(duì)抗生素等傳統(tǒng)獸藥的需求，避免了除草劑等農(nóng)殘通過食物鏈進(jìn)入肉品的可能。

“若在生產(chǎn)過程中使用可再生能源，在10年內(nèi)生物培育肉的生產(chǎn)成本將低于傳統(tǒng)肉類且對(duì)環(huán)境影響更小。我國(guó)作為全球第一人口大國(guó)和肉類消費(fèi)大國(guó)，亟須從國(guó)家層面推動(dòng)生物培育肉的快速發(fā)展，減少傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式對(duì)環(huán)境的影響，提升社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展水平�！蓖跏貍ト缡钦f。從目前來看，隨著生物培育肉概念的不斷成熟，全球陸續(xù)成立了數(shù)量眾多的生物培育肉相關(guān)初創(chuàng)企業(yè)。截至2020年底，全球共有89 家公司生產(chǎn)生物培育肉或?yàn)槠鋬r(jià)值鏈中的生產(chǎn)商提供服務(wù)，其中僅2019—2020年間，全球就有48 家企業(yè)涉足該領(lǐng)域，占總量的54%。另外，全球還有眾多的非營(yíng)利組織積極推動(dòng)生物培育肉的發(fā)展，如The Good Food Institute、New Harvest等，這反映出全球生物培育肉市場(chǎng)具有良好的發(fā)展勢(shì)頭并被廣泛看好。從2019年起，我國(guó)相關(guān)企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域也獲得了多輪資金支持，由此加速了我國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)步伐。

王守偉（左一）在中關(guān)村論壇向參觀者介紹生物培育肉3D打印過程

王守偉呼吁，在生物培育肉的科研探索中，亟須加強(qiáng)學(xué)科間的協(xié)同和產(chǎn)學(xué)研融合。這是由于生物培育肉的制造是多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，是高科技成果的綜合運(yùn)用，如細(xì)胞培養(yǎng)需要生命科學(xué)的參與，支架材料需要材料科學(xué)的參與，食品化加工需要食品科學(xué)的參與。同時(shí)，每一個(gè)生產(chǎn)階段又涉及從基礎(chǔ)研究到工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)學(xué)研全過程，如從細(xì)胞的干性維持研究到細(xì)胞的工業(yè)級(jí)規(guī)模擴(kuò)增。因此，生物培育肉的工業(yè)化生產(chǎn)不是一蹴而就的，是在“量”不斷增長(zhǎng)和“質(zhì)”不斷提升的基礎(chǔ)上，逐漸實(shí)現(xiàn)從醫(yī)學(xué)研究到食品應(yīng)用的漸進(jìn)式過渡，產(chǎn)學(xué)研之間需要“循環(huán)式”反復(fù)優(yōu)化。因此，生物培育肉的工業(yè)化生產(chǎn)是一個(gè)需要學(xué)科間緊密協(xié)同和產(chǎn)學(xué)研深度融合的系統(tǒng)性工程，如不能打破學(xué)科壁壘，做到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，勢(shì)必阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

制定階梯性目標(biāo) 推動(dòng)科技成果產(chǎn)業(yè)化
3D打印生物培育肉已研制成功，那么，我國(guó)培育肉產(chǎn)業(yè)化還要走多遠(yuǎn)才能實(shí)現(xiàn)？王守偉認(rèn)為，在生物培育肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，還需制定階梯性目標(biāo)，推動(dòng)科技成果產(chǎn)業(yè)化。

5年目標(biāo)：到2025年，構(gòu)建小規(guī)模的技術(shù)體系，形成少數(shù)單一產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)種子細(xì)胞的高效提取和較大規(guī)模擴(kuò)增、研制小規(guī)模3D培養(yǎng)支架材料、實(shí)現(xiàn)部分替代培養(yǎng)基中的動(dòng)物源性成分、積累風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估資料、制定生物培育肉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

10年目標(biāo)：到2030年，構(gòu)建中等規(guī)模的技術(shù)體系，產(chǎn)品種類增加，產(chǎn)品風(fēng)味和口感有明顯的改善，實(shí)現(xiàn)脂肪、胞外基質(zhì)等多種細(xì)胞的培育及塑型，實(shí)現(xiàn)不同種屬種子細(xì)胞的高效提取、實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的大規(guī)模擴(kuò)增、研制大規(guī)模3D培養(yǎng)支架材料、自主研制出生物反應(yīng)容器、實(shí)現(xiàn)低成本無血清專用培養(yǎng)基的研制。

15年目標(biāo)：到2035年，構(gòu)建大規(guī)模的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，相關(guān)配套設(shè)備、耗材、試劑的國(guó)產(chǎn)化，逐漸降低生產(chǎn)成本。研發(fā)出更加豐富的產(chǎn)品種類，營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、口感等更能切合人們對(duì)肉類的需求。通過基礎(chǔ)平臺(tái)投資建設(shè)，研制一批生物培育肉生產(chǎn)所需的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的共性關(guān)鍵技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)，原始創(chuàng)新能力處于國(guó)際領(lǐng)跑地位，使我國(guó)成為全球生物培育肉科技創(chuàng)新中心，產(chǎn)業(yè)水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。

形成“線”和“面”的突破 保障我國(guó)未來肉品供應(yīng)
為了加快我國(guó)生物培育肉相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐，防止發(fā)達(dá)國(guó)家在該領(lǐng)域形成技術(shù)壟斷，保障我國(guó)未來肉品供應(yīng)，王守偉提出如下建議：

首先，集中優(yōu)勢(shì)資源攻克關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)防發(fā)達(dá)國(guó)家形成技術(shù)壟斷。建議在生物培育肉研究方面加強(qiáng)政策引導(dǎo)，將分布于不同學(xué)科體系中的生物培育肉制備所需關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行集中梳理，組織集中優(yōu)勢(shì)力量對(duì)生物培育肉制備所需的基礎(chǔ)科學(xué)問題進(jìn)行集中攻關(guān)，快速形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物培育肉制備關(guān)鍵技術(shù)；同時(shí)，建議通過在已有科技基金項(xiàng)目中增設(shè)單獨(dú)門類，加大對(duì)相關(guān)研究人員的資助力度，確保快速形成“點(diǎn)”的突破，通過設(shè)立相關(guān)科技計(jì)劃項(xiàng)目對(duì)相關(guān)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集中資助，確�？焖傩纬伞熬�”和“面”的突破。

其次，擴(kuò)大投資培育優(yōu)勢(shì)企業(yè)，推進(jìn)生物培育肉工業(yè)化。建議將生物培育肉相關(guān)產(chǎn)業(yè)列入“十四五”戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，鼓勵(lì)研究機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)積極參與相關(guān)研制和生產(chǎn)。通過政策支持引導(dǎo)有研究基礎(chǔ)的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)主動(dòng)開展與生物培育肉工業(yè)化相關(guān)的設(shè)備、試劑、材料、工藝等的工程化開發(fā)。通過擴(kuò)大投資保證研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)有足夠的資金采購相關(guān)設(shè)備，從事與生物培育肉生產(chǎn)相關(guān)的工業(yè)化嘗試，以提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和加速工業(yè)化；建議對(duì)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供融資傾斜政策和資金支持，引導(dǎo)有實(shí)力的傳統(tǒng)食品生產(chǎn)企業(yè)主動(dòng)投入相關(guān)行業(yè)的工業(yè)化進(jìn)程。

最后，建立產(chǎn)業(yè)監(jiān)管體系，推動(dòng)生物培育肉市場(chǎng)化。建議厘清政府相關(guān)部門在生物培育肉生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的監(jiān)管主體和職責(zé)，合理分工；建議對(duì)生物培育肉生產(chǎn)中使用的新組分、新生產(chǎn)工藝進(jìn)行系統(tǒng)性安全評(píng)估，在產(chǎn)品的安全性和營(yíng)養(yǎng)成分評(píng)價(jià)方面形成一整套獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)體系和客觀的監(jiān)管體系，促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。建議我國(guó)將生物培育肉定性為新食品原料，依據(jù)我國(guó)《新食品原料安全性審查管理辦法》進(jìn)行管理。針對(duì)生物培育肉的生產(chǎn)過程制訂標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)技術(shù)文件，涵蓋種子細(xì)胞庫的管理、細(xì)胞的增殖、細(xì)胞的分化、細(xì)胞的獲取、細(xì)胞的食品化加工、支架材料、培養(yǎng)基等生物培育肉的生產(chǎn)全過程。建議對(duì)生物培育肉的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)進(jìn)行科學(xué)調(diào)研和論證，制定既能夠客觀描述生物培育肉本質(zhì)又能夠與傳統(tǒng)肉品有明顯區(qū)分，同時(shí)又有良好公眾接受度的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)管理規(guī)范。