仅供医学专业人士阅读参考

点击右上方“关注”，准时接收每日精彩内容推送。

粮食生产必须通过提高效率、减少能源、土地和用水等影响来适应未来的粮食需求。肉类是完整蛋白质的重要来源，并在许多地区提供经济和粮食安全，但肉类生产不成比例地消耗全球资源，是森林砍伐、甲烷排放和生物多样性损失的主要驱动因素。与传统肉生产相比，培养肉（CM）可大幅减少大多数资源的消耗。因此，只要可以工业规模化生产，CM可能在未来几十年提供可持续的蛋白质供应。技术经济分析（TEAs）深入洞察工业CM生产如何实现与传统肉的价格持平。这些分析采用相关生物加工领域的规模化实践、数据和设施设计，包括大型搅拌罐式生物反应器（≥20000L）和耐悬浮、连续可用的细胞系。迄今为止发表的TEAs研究表明，在当前的技术范式下，CM不太可能与传统肉竞争。扩大规模的可行性可能取决于成本节约方面，如如食品级无菌条件和扩大相关供应链的规模。在CM成为动物性肉类生产的可行替代品之前，相关研究必须解决知识差距，包括无血清分化、新生物反应器设计和设施设计。为此，北卡罗莱纳州立大学Rohan A. Shirwaiker及其团队评估了已发表的CM TEAs中提出的最先进扩大生产设计模型面临的机遇和挑战，并与其他主要CM文献中发现的研究方向进行比较和优先排序。

相关研究内容以“A scoping review of cultivated meat techno-economic analyses to inform future research directions for scaled-up manufacturing”为题于2024年10月18日发表在《Nature Food》。

图1 由TEAs提供的规模化CM生产示意图概述

对CM文献进行回顾，以确定初步TEAs。图1概述了CM TEAs所考虑的生产方法和由于科学未知因素而导致的设计差异示意图。图1中阴影框突出显示了文献中发现的TEA模型在不同生产阶段的关键决策问题或差异。在本节中总结了CM TEAs的主要特征，提供一些一致的结论以及不确定性和发展的机会，主要涉及生产成本基线、投资费用、生物反应器、培养基配方等方面。

图2 通过CM TEAs发现当前CM研究方向的相关性

通过将现有的规模知识与设施规模变量和成本相结合，能够得知CM科学的进展状态。TEAs研究中有许多关键的指导可为未来研究提供信息。在主要文献中探索了一些概念，并进行分析，大致可分为三类（图2），即与规模化生产悬浮培养有关的CM研究（涉及细胞类型、低成本和可持续发展的细胞培养基）、与规模化生产相关性较小的CM研究，缺乏与无血清和悬浮培养的规模化生产分化有关的CM研究（主要是生物反应器设计和无菌生产）。

全文小结

气候和生态健康与农业密不可分，加上不断增长的粮食需求，因而可持续的蛋白质生产必不可少。目前的CM TEAs采用各种假设和处理方法。因此，必须在公开的数据库中寻找相关的细胞系、培养基配方和生物反应器模型，以提高工业规模建模的准确性。同样，这些发展对于将培养肉推向市场非常有必要，因为TEAs一致表明，没有进一步科学进步的工业生产，培养肉就无法与传统肉类有力竞争。虽然在方法上各不相同，但关于CM的TEAs提供了一个宝贵的见解以评估CM的潜力和进一步研究的方向。现实、可持续和变革性的食品科学和技术方法对于实现未来可持续的蛋白质生产至关重要。

了解更多

关注“EngineeringForLife”，了解更多前沿科研资讯