继人造肉又有人造奶未来不需牛羊?

2019-05-20 | 来源: 中国科普 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

　　2019年3月，在日本农芸化学会2019年度大会上日本东京大学和日清食品联合发布，制成了世界上第一块具有真实牛肉类似结构的人造牛排肉1。5月7日，全球经济研究网站MishTalk的专栏作家Mike Shedlock在一篇文章中介绍了人造奶，又再次将人造食物推向了讨论的热点。

　　科学家们认为在未来，人类不需要饲养奶牛或者肉牛就可以获得奶和肉。尽管目前这种人造食品还需要极高的成本，但很可能成为解决未来资源和环境问题的一条出路。

　　什么是人造奶？

　　其实人造奶的研究和开发并非是新鲜事物，早在2014年，一家名为Muufri的合成乳制品公司就开始研制人造奶，这家公司由加利福尼亚的两位生物工程师Permalmal Gandhi和Ryan Pandya共同创立。当时，他们怀着对乳制品的热情，致力于创造一个美味的非动物乳制品世界。这个公司汇集了厨师、食品开发人员、科学家、工程师和营销人员，他们组成了一支多元化团队来实现这一目标。团队开发出的人造奶“Muufri”于2015年上市。

　　

　　图一，Muufri公司，生产出的人造奶“Muufri”（图片来源：https://labiotech.eu/food/muufri-vegan-milk-synbio-startup/）

　　人造奶，也就是合成牛奶，是将20种左右营养成分，混合加工而成的类乳饮料。其中主要成分包括利用生物工学手段得到的6种牛奶蛋白，8种脂肪酸，矿物质，维生素，以及糖类，还有约87%的水分。通过调节其成分和配比，这种人造奶可以具有和牛奶相似的成分组成和风味。

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　　也许，大家会质疑，仅仅将各种营养成分混合一下，就可以得到人造奶了，那科学家们还研究啥？

　　实际上，人造奶的关键步骤以及核心的研究点在于其中的蛋白质成分。如果想完全脱离用奶牛产奶，人类就需要生产出和牛奶成分基本相同的牛奶蛋白。

　　牛奶中蛋白质的含量大约为3.2%，且成分非常复杂，主要由酪蛋白（casein）和乳清蛋白（lactoal-bumin）两大部分组成。其中，除血清白蛋白、免疫球蛋白来自血液外，所有酪蛋白和乳清蛋白均为乳腺中的乳分泌细胞合成产物。除了以上两种主要蛋白外还有2%的其他微量蛋白，共计大约有40余种。

　　其中，酪蛋白含量约在76%～86%左右，大多数酪蛋白以称为“酪蛋白胶束”的胶体颗粒的形式分散，其直径为0.05至0.3微米，平均约0.1微米。这些颗粒由数十个小颗粒和数十万个大的酪蛋白分子组成，它们在1毫升牛奶中分散为1万亿至15万亿个小颗粒。这也是“牛奶是白色的”的原因之一。

　　除了酪蛋白，余下的大部分为乳清蛋白。其含量在18%～20%，乳清蛋白和酪蛋白不同，是溶于水的球状蛋白质混合物。乳清蛋白是牛奶中主要的氨基酸来源，也是重要的动物蛋白质的来源之一。

　　牛奶蛋白含有必需的9种氨基酸（指人体不能合成或合成速度远不适应机体的需要，必须由食物蛋白供给的氨基酸）:异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、赖氨酸和组氨酸。而乳清蛋白就含有这9种必需氨基酸，且配比合理，接近人体的需求比例，是人体生长、发育、抗衰老等生命活动不可缺少物质，因此也常称乳清蛋白为优质完全蛋白质。

　　在以米饭为主食的饮食结构中，米饭虽然也是优质完全蛋白质来源，但其中的赖氨酸和苏氨酸含量相对较低，不能满足人体的营养需求，因此可以通过在饮食中加入“牛奶”来提高其他食物的营养价值。乳清蛋白，不仅营养价值高，易消化吸收，还含有多种活性成分。例如，乳铁蛋白是最近引起关注的功能性蛋白质之一，具有抗菌和铁吸收调节和免疫功能调节等作用。