3D打印解決生產(chǎn)關(guān)鍵問題，我國培育肉產(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，我國每年的肉品生產(chǎn)和消費數(shù)量巨大且增速迅猛，其中以肉類為代表的優(yōu)質(zhì)動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)展本國生物培育肉相關(guān)產(chǎn)業(yè)，防止其他國家在該領域?qū)ξ覈�形成技術(shù)壟斷，為保障我國未來肉品供應提供多樣化選擇，是未來食品領域發(fā)展的必然趨勢。在近日由科學技術(shù)部、中國科學院、中國科學技術(shù)協(xié)會、北京市人民政府共同主辦的2021中關(guān)村論壇上，中國肉類食品綜合研究中心、北京食品科學研究院在論壇中展示的生物培育肉受到了與會者的極大關(guān)注。

生物培育肉又被稱作培養(yǎng)肉、清潔肉等，是利用動物細胞體外培養(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)，在食品和營養(yǎng)技術(shù)領域具有廣闊的市場，為消費者提供了豐富的食品樣式，滿足個性化的需求。3D打印可以為培育肉生產(chǎn)的關(guān)鍵問題提供獨特的解決方案，特別是在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)、脂肪和其他營養(yǎng)含量以及提供逼真的質(zhì)感方面。論壇上，研究團隊展示了生物材料混合細胞3D打印模型、可食用材料混合細胞3D打印模型、用于3D打印的細胞懸液、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 亟須加強產(chǎn)學研融合
為什么培育肉近年來受到越來越多的關(guān)注？中國肉類食品綜合研究中心、北京食品科學研究院首席科學家、教授級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，可以彌補傳統(tǒng)養(yǎng)殖肉類無法滿足人類快速增長的肉品需求的不足，代表著未來食品的研究方向。根據(jù)研究機構(gòu)CE Delft在2021年最新的生命周期評估和技術(shù)經(jīng)濟評估分析，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，因為整個生產(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險，消除了對抗生素等傳統(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)肉類且對環(huán)境影響更小。我國作為全球第一人口大國和肉類消費大國，亟須從國家層面推動生物培育肉的快速發(fā)展，減少傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式對環(huán)境的影響，提升社會的可持續(xù)發(fā)展水平。”王守偉如是說。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)生物培育肉或為其價值鏈中的生產(chǎn)商提供服務，其中僅2019—2020年間，全球就有48 家企業(yè)涉足該領域，占總量的54%。另外，全球還有眾多的非營利組織積極推動生物培育肉的發(fā)展，如The Good Food Institute、New Harvest等，這反映出全球生物培育肉市場具有良好的發(fā)展勢頭并被廣泛看好。從2019年起，我國相關(guān)企業(yè)或研究機構(gòu)在該領域也獲得了多輪資金支持，由此加速了我國在該領域的研發(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，亟須加強學科間的協(xié)同和產(chǎn)學研融合。這是由于生物培育肉的制造是多學科交叉融合的產(chǎn)物，是高科技成果的綜合運用，如細胞培養(yǎng)需要生命科學的參與，支架材料需要材料科學的參與，食品化加工需要食品科學的參與。同時，每一個生產(chǎn)階段又涉及從基礎研究到工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)學研全過程，如從細胞的干性維持研究到細胞的工業(yè)級規(guī)模擴增。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”不斷增長和“質(zhì)”不斷提升的基礎上，逐漸實現(xiàn)從醫(yī)學研究到食品應用的漸進式過渡，產(chǎn)學研之間需要“循環(huán)式”反復優(yōu)化。因此，生物培育肉的工業(yè)化生產(chǎn)是一個需要學科間緊密協(xié)同和產(chǎn)學研深度融合的系統(tǒng)性工程，如不能打破學科壁壘，做到產(chǎn)學研結(jié)合，勢必阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

制定階梯性目標 推動科技成果產(chǎn)業(yè)化
3D打印生物培育肉已研制成功，那么，我國培育肉產(chǎn)業(yè)化還要走多遠才能實現(xiàn)？王守偉認為，在生物培育肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程中，還需制定階梯性目標，推動科技成果產(chǎn)業(yè)化。

5年目標：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，實現(xiàn)種子細胞的高效提取和較大規(guī)模擴增、研制小規(guī)模3D培養(yǎng)支架材料、實現(xiàn)部分替代培養(yǎng)基中的動物源性成分、積累風險評估資料、制定生物培育肉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范及產(chǎn)品標準。

10年目標：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)品風味和口感有明顯的改善，實現(xiàn)脂肪、胞外基質(zhì)等多種細胞的培育及塑型，實現(xiàn)不同種屬種子細胞的高效提取、實現(xiàn)細胞的大規(guī)模擴增、研制大規(guī)模3D培養(yǎng)支架材料、自主研制出生物反應容器、實現(xiàn)低成本無血清專用培養(yǎng)基的研制。

15年目標：到2035年，構(gòu)建大規(guī)模的技術(shù)體系，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，相關(guān)配套設備、耗材、試劑的國產(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，營養(yǎng)、風味、口感等更能切合人們對肉類的需求。通過基礎平臺投資建設，研制一批生物培育肉生產(chǎn)所需的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的共性關(guān)鍵技術(shù)、前沿引領技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)，原始創(chuàng)新能力處于國際領跑地位，使我國成為全球生物培育肉科技創(chuàng)新中心，產(chǎn)業(yè)水平達到國際領先。

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

首先，集中優(yōu)勢資源攻克關(guān)鍵技術(shù)，預防發(fā)達國家形成技術(shù)壟斷。建議在生物培育肉研究方面加強政策引導，將分布于不同學科體系中的生物培育肉制備所需關(guān)鍵技術(shù)進行集中梳理，組織集中優(yōu)勢力量對生物培育肉制備所需的基礎科學問題進行集中攻關(guān)，快速形成一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物培育肉制備關(guān)鍵技術(shù)；同時，建議通過在已有科技基金項目中增設單獨門類，加大對相關(guān)研究人員的資助力度，確保快速形成“點”的突破，通過設立相關(guān)科技計劃項目對相關(guān)創(chuàng)新團隊進行集中資助，確保快速形成“線”和“面”的突破。

其次，擴大投資培育優(yōu)勢企業(yè)，推進生物培育肉工業(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)，鼓勵研究機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)積極參與相關(guān)研制和生產(chǎn)。通過政策支持引導有研究基礎的相關(guān)研究機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)主動開展與生物培育肉工業(yè)化相關(guān)的設備、試劑、材料、工藝等的工程化開發(fā)。通過擴大投資保證研究機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)有足夠的資金采購相關(guān)設備，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；建議對相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供融資傾斜政策和資金支持，引導有實力的傳統(tǒng)食品生產(chǎn)企業(yè)主動投入相關(guān)行業(yè)的工業(yè)化進程。

最后，建立產(chǎn)業(yè)監(jiān)管體系，推動生物培育肉市場化。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，合理分工；建議對生物培育肉生產(chǎn)中使用的新組分、新生產(chǎn)工藝進行系統(tǒng)性安全評估，在產(chǎn)品的安全性和營養(yǎng)成分評價方面形成一整套獨立的標準體系和客觀的監(jiān)管體系，促進該產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。建議我國將生物培育肉定性為新食品原料，依據(jù)我國《新食品原料安全性審查管理辦法》進行管理。針對生物培育肉的生產(chǎn)過程制訂標準化指導技術(shù)文件，涵蓋種子細胞庫的管理、細胞的增殖、細胞的分化、細胞的獲取、細胞的食品化加工、支架材料、培養(yǎng)基等生物培育肉的生產(chǎn)全過程。建議對生物培育肉的標簽標識進行科學調(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，同時又有良好公眾接受度的標簽標識管理規(guī)范。