全人工合成食物的工业化生产

郑　浩

上海交通大学化学化工学院

讲师

汤淏溟

上海交通大学化学化工学院

硕士研究生

1　概要描述

1.1　未来世界粮食资源供给形势

预计到2050年，地球上的人口会达到90亿，而气候变化又为全世界的农业生产带来了极大的不确定性，尽管现代农业技术已经较大幅度地提升了粮食产量，但是人口的大幅增长对农业生产也提出了更高的要求。一方面，消除非洲、亚洲诸多发展中贫困国家的饥荒，依然任重道远。另一方面，未来全球中产阶级人数将超过25亿人，他们对于食品品质、安全、营养有着更高的要求。这就意味着，粮食提供可能会从供给充足时代，回到资源紧张时代。“民以食为天”，一个潜在粮食危机的世界，不可能是和谐稳定的世界。

1.2　全人工合成食物的工业化生产的可行性分析

现代医学研究表明，人类生活必需的营养成分包括蛋白质、脂类、糖类、维生素、水、无机盐（矿物质）和膳食纤维。这为依托人工合成的食物满足人类的健康成长提供了可能性。在人体所需各大营养元素中，除了蛋白质和高分子多糖之外，其他如脂肪、纤维素、单糖等的工业化合成技术目前已经比较成熟。随着人工合成蛋白质与高分子多糖技术的发展，未来人类所需的各种营养成分都将能通过人工合成实现大规模工业化生产。届时通过合理的营养配比，价格低廉、品种丰富、口味独特、营养全面全人工合成食物会逐渐走进千家万户，走上人们的餐桌。

全人工合成食物我们目前可以预见的合成途径主要建立在三个层面：分子合成层面、细胞合成层面和营养物质提取转化层面。分子合成主要包括利用有机小分子聚合生成、利用微生物发酵合成以及利用模拟光合作用等方式合成氨基酸、多糖等生物大分子；细胞合成主要指通过利用细胞培养技术及细胞克隆技术合成可以供人类食用的人造肉或人造脂肪；营养物质提取转换主要包括从不能直接被人类食用的动植物中提取相关营养成分（如从昆虫或者藻类中提取蛋白质），将植物蛋白等物质按照一定的比例进行混合加工制作成符合人类口味的新型食品（如人造鸡蛋、人造蛋白肉）等。

另据相关报道，目前两家美国公司Hampton Creek Foods（该公司使用植物性原料生产出了口感与鸡蛋极为相似的产品）和Modern Meadow（该公司借助3D 打印技术使用肉牛的干细胞片生产人工肉）已经获得数千万美元的风险投资。预计10年后，一批新型人造肉即将面世。

图1　Modern Meadow研发的“3D打印肉”技术^[1]

2　应用意义与前景

全人工合成食物的工业化生产奖打破现有农业生产体系对耕地的依赖，减少了依靠食物链合成蛋白质过程中的巨大消耗，能在有限的空间中使用更少的能量，开发出更多种类、更低价格的食物品种。在解决世界饥荒问题的同时，为人类提供更加丰富的食物品种选择，进一步提升现代人类的生活情趣和品质。除此之外，这也为人类未来跨出地球实现超长距离星际飞行、移居外太空提供了基础条件。

随着全人工合成食物进入市场，食品安全和伦理观念等也将会受到冲击，当今“转基因食品”“绿色食品”的争议可能会逐渐淡化。但是，这对于未来食品卫生监管也提出了更加严格的要求，如何管控人工合成食物的市场秩序，保证人工合成食物的安全无疑将成为一个新的颇具争议的话题。

【注释】

[1]http://www.bbc.co.uk/news/technology-20972018.