核污水持续排放30年,“人造海鲜”的机会来了?

编者按:本文来自微信公众号 FBIF食品饮料创新(ID:FoodInnovation),作者:FBIF,微新创想经授权转载。

在争议声中,日本在8月24日启动核污水排放,截止发稿前已排放 32 天,预计排放约30年。

9月11日中新网报道,日本福岛核电站第一批次7800吨核污染水已全部流入太平洋,下一个“7800吨”,预计9月底开始排放。

作为邻国又恰逢开海捕鱼期,不少网友最近表示要抓紧吃海鲜,后面会担心海洋污染。

网友们晒出对海鲜可食用性方面的担心 图片来源:小红书用户@yy@今天还是麦当劳

有网友甚至对着洋流理论,数着日子计算核污水还有多少天抵达自家海岸,捣鼓囤点哪里的货。

氚的宏观扩散模拟结果 图片来源:中国科学杂志社

同样作为邻国的韩国,也在面临日本核污水排放带来的困扰。9月3日早,话题#韩国石斑鱼大量死亡#冲上热搜第一。据央视财经报道,不少韩国人由于核污水排海不愿再购买水产品,给当地渔业带来较大损失。另外,由于销路受阻外加水温升高,石斑鱼大量死亡。

图片来源:新浪微博截图

核污水体量大、排放时间长,不少科学家和环保组织表示从海域、海洋生物再到我们人类自己都可能遭受伤害。 [1]

既然“核污水”要持续排放30年,企业能否通过技术探索“人造海鲜”,缓解人类的海鲜需求和对海鲜可食用性方面的担心?

我们关注到,最近食未生物(下称“CellX”)宣布已完成首批悬浮培养鱼类细胞在200L生物反应器中的试产,标志着CellX向细胞培养水产品的产业化应用迈出了重要一步。此外,全球还有哪些企业走在人造海鲜创新前沿?人造海鲜商业规模化上的拦路虎又有哪些?

01 海鲜,真不够吃了!

辽阔的海洋是人类蓝色的粮仓,面对不断增加的人口压力,海水温度升高、海洋酸化和过度使用农药等问题,蓝色粮仓库存下降。

一项研究表明,全球几乎80%的渔业资源已经被过度开发,海洋渔业或处于崩溃状态。世界范围内,90%的大型肉食性鱼类,如鲨鱼,吞拿鱼,马林鱼,剑鱼已经消失[2]。如果人类不采取措施,实施可持续性的捕捞做法,2024年世界渔业资源可能被耗尽[2]。

粮农组织评估结果表明[3] ,2019年,处于生物可持续水平的鱼类种群占比下降至64.6%。这一比例在1974年为90%[4]。

1974-2019 年世界海洋渔业资源状况全球趋势 图片来源:联合国粮农组织2022年版《世界渔业和水产养殖状况》

自20世纪70年代末以来,捕捞量在生物不可持续水平的种群占比一直在增加,由1974年的10%增至2019年的35.4%。[4]

2019 年粮农组织主要捕捞区域生物可持续和不可持续鱼类种群百分比 图片来源:联合国粮农组织2022年版《世界渔业和水产养殖状况》

另外蓝色食品评估BFA[5]在一项研究中发现海洋蓝色食品在营养价值和可持续性收益潜力排名高于陆生动物源食品。[6]

图片来源: Golden et al.

研究估计,自世纪之交以来,人类对水产品的需求大约翻了一番,到2050年可能会再次翻倍[7]。全球人口数量,预计到2030年将达到85亿,到2050年更是超过97亿[8]。

图片来源: Naylor et al. 翻译: 李佳恒

人类对海鲜的需求和地球可供给的海洋资源出现供需失衡。

全球人口不断增加,过量的渔业捕捞、砍伐森林、排放二氧化碳等行为正在促使人类超额使用自然可提供的生态资源和服务。与“海洋资源“赛跑,研究摸索出一条全新、健康且环保的可持续发展途径,缓解人类对海洋的依赖已经迫在眉睫。

02 人造海鲜从实验室到餐桌还要多久?

近几年随着人造海鲜概念的兴起,资本开始踊跃加入,伴随市场的逐步开拓,全球人造海鲜科技初创公司正在加大力度研发相关产品,越来越多人造海鲜的创新方案涌现。人造海鲜究竟有多受资本追捧,全球又有哪些公司致力于研发人造海鲜? 要想实现人造海鲜从实验室到餐桌的跨越还要多久?

人造海鲜掀起资本投资热潮

当普通消费者还在纠结三文鱼产地时,美国早已有生物科技食品公司通过提取三文鱼干细胞,在实验室培养出三文鱼块,品尝者品尝后表示:味道清爽,与普通三文鱼口感接近。

作为替代蛋白行业中冷门的海鲜替代品,关注度相较猪、鸡、牛肉替代品而言较低。但近年来,全球各地开始出现越来越多细胞培养海鲜替代品初创公司,人造海鲜的出现掀起了资本界的投资热潮。

据好食品研究所(the Good Food Institute, GFI)统计,2021年全球替代海产品公司完成了15笔投融资项目,募集资金1.75亿美元,创历史新高。几乎是2020年融资额的两倍。[9]

图片来源:Good Food Institute: Industry update: Alternative seafood

2021年细胞培养海鲜公司融资总额为1.15亿美元,占替代海鲜投资的66%。从2013年到2021年,细胞海鲜公司的投资占替代海鲜投资总额的63%。[9]

图片来源:Good Food Institute: Industry update: Alternative seafood

此外,2021年,奥地利、拉脱维亚、泰国、爱沙尼亚和南非等国21家新公司首次出现替代海鲜公司。 [9]

截止2022年5月,全球有近百余家人造海鲜公司,业内人士表示,其中大部分位于亚太地区。[10]

细胞培养海鲜领域7家企业(按融资总额排序)数据来源:Crunchbase (35斗整理) 图片来源:35斗公众号

另外麦肯锡预测到2030年,全球细胞培养肉市场总量可达250亿美元,加上肉类行业的全球消费者价值超过1万亿美元[11],这将是任何风险资本、研发者与商业人才都不愿错过的一片淘金地。

细胞培养肉及海鲜投资前10的国家(2016-2022 年)图片来源:谷孚咨询

科技玩家扎堆人造海鲜

当人类对海鲜的需求和全球海洋渔业资源供给出现失衡时,全球科技初创公司正在研究通过生物合成、基因编辑、细胞农业等新技术,掀起海产品替代浪潮。 在Wildtype、BlueNalu、Umami Meats等公司看来,“科技与狠活”或许是一种新的解题思路。

以下我们来看看全球部分海鲜替代品初创公司的创新解决方案。

美国

成立于2016年的Wild Type,总部在旧金山。作为实验室人工养殖三文鱼的美国初创公司,专注于研发寿司级细胞培养鲑鱼。目前已与美国1230家寿司店和65家餐厅达成分销协议,为Wild Type的细胞培养鲑鱼铺开销售渠道。

图片来源:WildType官网

BlueNalu于2018年成立,总部位于加利福尼亚州圣地亚哥,直接通过鱼细胞生产培育海鲜。2021年,BlueNalu宣布与亚洲海鲜巨头Thai Union和三菱公司合作,加速在亚太地区推出细胞培养海鲜。

图片来源:BlueNalu官网

Finless Foods位于旧金山,致力于培育蓝鳍金枪鱼鲑鱼等高端海鲜。

图片来源:Finless Foods官网

Good Catch的座右铭是“没有牺牲的海鲜”。希望通过提供以植物为基础的选择来保护世界海洋,目前公司推出的产品包括,鲑鱼汉堡、鱼棒、鱼片、蟹饼等。

图片来源:Good Catch官网

德国

Bluu Seafood成立于2020年,总部位于德国柏林,是欧洲第一家专注于培养海鲜的公司。生产养殖鱼类,专注于混合产品,如鱼丸和鱼手指。目前已启动与美国食品和药物管理局的批准程序,计划进军欧洲市场。Bluu Seafood还在新加坡提出申请,计划2024年进入新加坡市场,预计其实验室培养的鱼类产品将于2024年获得批准。

图片来源:BLUU Seafood官网

新加坡

新加坡Shiok Meats成立于2018年,被认为是细胞培养海鲜领域最大的参与者之一。开发了细胞培养虾饺、龙虾肉、蟹肉。Shiok Meats于2021年8月26日在新加坡举行的私人活动中展示了世界上第一个细胞培养蟹肉。

图片来源:Shiok Meats官网

韩国

CellMEAT位于韩国,成立于2019年,公司专注于培养细胞虾和其他实验室培育海鲜产品。CellMEAT 联合创始人兼首席执行官 Giljun Park表示公司目标是最早在2023年将其养殖虾商业化,针对B2B和B2C消费者, CellMEAT在进入亚洲国家后也将目光投向了美国。

CellMEAT开发的细胞基鱼子酱原型图片来源:CellMEAT官网

中国

Avant Meats 2018年成立于中国香港,是全中国首家细胞培养肉生物科技初创公司,主要研究细胞培养鱼肉,产品包括鱼胶、鱼排、鱼肚等。

中国首个直接用鱼细胞培养的鱼柳图片来源:Avant Meats官网

日本

日本Open Meals—3D打印的植物基寿司块。该项技术,已经在东京Sushi Singularity餐厅亮相,可以根据消费者健康指数,为其量身定做3D打印寿司。

图片来源:Open Meals官网

以色列

Steakholder Foods采用生物3D打印生产石斑鱼产品。Steakholder Foods还与海合会(海湾阿拉伯国家合作委员会)某一成员国达成重要合作协议,将投入数百万美元在海湾地区建立一个试验工厂,生产3D打印“合成鱼肉”产品。

3D打印石斑鱼图片来源: Steakholder Foods官网

近年来,全球越来越多初创公司开始研究人造海鲜,技术也在不断更新,成为技术宅眼中的“黑科技”,企业通过技术探索科技海鲜实现从实验室到人类餐桌的跨越还要多久才能完成?CellX研发总监陈双双向FBIF表示“海鲜是个大市场,随着企业逐步开发出量产的工艺以及各国市场准入法规的完善和成熟,预期2-3年内培养海鲜会登上消费者的餐桌”。

03 “细胞培养肉”商业规模化上的拦路虎

1912年,诺贝尔奖获得者法国生物学家亚历克西·卡雷尔将鸡的一块心肌组织放在营养液中,这块组织持续跳动了20年。这项实验,打开了人类探索新事物的大门。

事实上不仅是鱼肉,理论上任何由细胞组成的动物肉都可以通过细胞培养的方式成为人类的盘中餐—牲畜、家禽,或是海产品,乃至各种奇珍异兽。

图片来源:[18] 赵 勇,王 凡,张昭寰,潘迎捷,欧 杰,刘海泉《人造海鲜的研究进展与展望水产学报》, 水产学报, 2021, 45(2): 306−316

在第25届上海国际生物技术与医药研讨会(BIO-FORUM 2023)上,南京农业大学食品科学技术学院副教授丁世杰表示,细胞培养肉是目前唯一能与真正肉类同宗同源生产的未来肉品生产新技术,比较通俗的说法就是,不用养猪,你就能吃到猪肉。

细胞培养肉听上去几近完美,然而截止目前,国内乃至全球,细胞培养肉并没有广泛出现在货架上,“细胞培养肉”商业规模化上的拦路虎有哪些?

细胞培养肉行业当前面临着政策监管不足、消费者认知不够、成本较高、技术壁垒较高等挑战,所以目前细胞培养肉大多只停留在实验室阶段,没有实现大规模商业化。

目前行业在全球范围内仅有10余家公司建立起了培养肉中试工厂,规模到千升的包括Upside Foods、Believer Meats(以色列,原 Future Meat Technologies)、GOOD Meat(美国)、Mosa Meat(荷兰)、VOW(澳洲)[12]。8月9日,CellX在上海研发中试中心召开主题为“HELLO 百元时代“的细胞培养肉千升吨级中试工厂发布会。标志着中国第一个细胞培养肉千升吨级中试工厂投产。

全球部分细胞培养肉公司中试工厂进展图图片来源:CellX

中试是产品正式大规模商业化前的试验,作为细胞培养肉从实验室到商业化过渡的重要桥梁,标志细胞培养肉的发展又向前一步。为实现后续规模化生产,细胞培养肉行业目前还面临哪些具体的难点?

难点1:政策监管有待完善

中国、美国、新加坡、以色列等国目前对细胞肉呈开放态度,完成细胞培养肉监管的国家仅有美国、新加坡。

2020年12月,细胞培养肉的全球首次批准上市在新加坡完成。

2023年6月,美国完成了对两家培养肉公司(Upside Foods和Eat Just)的培养肉产品全部流程的审批。

Upside Foods 和Eat Just logo图片来源:Upside Foods和Eat Just官网

细胞培养肉当前还未全面进入商业生产规模,但不同国家及地区现行用以规范与监管运用新兴生物技术生产食品的制度各异,也将给细胞培养肉的商业化与全球贸易带来法律挑战。欧美新加坡等国家地区虽已在细胞培养肉的监管方面作出探索性尝试,但对于细胞培养肉的入市前审批及入市后监管细则仍不明晰,仍面临法律规范不足的挑战[13-15] 。从目前来看要实现From Lab to Table还有很长的监管程序要走。

难点2:消费者认知不足

消费者认知改变是个漫长的过程。

尽管细胞培养肉含有天然动物蛋白,但目前受限于技术,还很难模拟肉类的纤维组织,口感上还很难和真肉媲美。

在商业化普及上,细胞培养肉还没达到大众化程度,不少消费者在针对细胞肉安全性方面持怀疑态度。另外不少人因为宗教、认知等方面,也很难接受这种非自然培殖的食物。

ProVeg于今年4月份针对1024名19-28岁大专以上学历的消费者进行调查,受限于国内目前没有细胞培养肉的产品推出市场,所以大众对细胞培养肉的认知还处于新兴阶段。调查对象中仅17.6%消费者知道细胞培养肉。[16]

图片来源:ProVeg普罗维基公众号

难点3:技术壁垒较高

对细胞培养肉赛道上的科技玩家来说,技术和成本才是商业化路上最难搞定的拦路虎。

为了将合理价格的细胞培养肉带到消费者餐桌上,企业把细胞培养肉拆解为四步[17]:

1. 挑选种子细胞;

2. 把种子细胞放入反应器,加入培养基,在体外大规模增殖;

3. 让种子细胞分化成肌肉组织;

4. 食品化加工制作出味道和营养兼具的产品;

图片来源:番茄资本

前三个环节是技术核心,需要攻克的技术难题较多。

在挑选种子细胞方面,荷兰Meattable公司采用opti-ox专利技术与多能干细胞(PSCs)相结合。通过这项技术,可将制造脂肪细胞周期缩短到八天。

超技良食研发出了分泌生长因子超级辅助细胞系统,仅用11天就培育出黄羽鸡肉排。

国内周子未来、极糜生物、CellX 使用并构建的是有限细胞系。

在培养基研发&降本方面,整个细胞培养肉行业都在致力于攻克研发低成本培养基。

周子未来、CellX、极麋生物致力于探索无血清培养基技术。

周子未来自研的无血清培养基图片来源:周子未来

极麋生物生产的XR血清,是一款极少动物源成分的广谱性培养液新品,全面超越胎牛血清的细胞培养产品。

极麋生物研发的新产品——XR血清图片来源:极麋生物

Mosa Meat和Eat Just采用植物成分的细胞培养液降低成本。

极麋生物CEO曹哲厚曾对外表示,已经通过摸索将培养基的成本降至百元以下,仅为市面上同类型产品价格的3%。

细胞培养基制备图片来源:极麋生物

在细胞放大工艺方面,CellX向FBIF表示会提前在小体系中针对pH、渗透压、温度等进行优化和稳定,针对影响因素,会采用核心参数化的方式来进行系统等效性保障。

全球企业亦在攻克支架、加工等方面的技术难题,在支架方面,研究方向包括:微载体、蘑菇肌面、水凝胶和不使用支架。

以上针对技术方面的研究都为让细胞培养肉成功迈向人类餐桌奠定了坚实的基础。

既然理论上任何由细胞组成的动物肉都可以通过细胞培养的方式变为人们的盘中餐—那么通过细胞培养出来的海鲜,究竟和传统海鲜会存在哪些差别?[18]未来细胞培养肉能否解决核污染引起的海鲜问题,多大程度解决?

图片来源:[18] 赵 勇, 王 凡, 张昭寰, 潘迎捷,欧 杰, 刘海泉《人造海鲜的研究进展与展望水产学报》, 水产学报, 2021, 45(2): 306−316

CellX向FBIF表示细胞培养海鲜整个过程安全、无菌、环境可控。这种技术方式给人类提供了一种不依赖于海洋资源的,可以产业化的闭环肉类生产途径。

据悉,CellX通过3年研发,搭建的细胞系和培养基开发平台可以开发多种细胞,也较早布局了多个海鲜鱼类产品。近期CellX已完成首批悬浮培养鱼类细胞在200L生物反应器中的试产,CellX表示,细胞批次培养的生长密度最高接近20M/ml,生长效率高,现阶段每份培养鱼类产品的成本低于400元,且此次采用的单细胞悬浮培养技术具有产量更高,稳定性更好,成本更低的特点,随着后续持续的工艺优化,降本潜力巨大。

04 结语

细胞培养肉作为极具优势的未来肉类生产方式,符合全球农业转型升级,助力“双碳”目标实现。近年来,农业部、发改委的“十四五”规划里明确提出发展细胞培养肉等新型食品。

当前想要解决世界对海产品需求依赖的问题并没有单一解决途径,但细胞培养海鲜提供了一种新型解题方案。科技引领生活不是一句口号,人类理想、智慧的火花,终会在一轮轮科技创新中向人类许下一场关于“更环保更友好海洋食物”的“约定”。

参考来源:

[1]《日本核污水正式排海!对我们的影响有多大?海鲜还敢吃吗?》,2023年8月23日,腾讯医典

[2] 2048 When will fish go extinct? THE WORLD COUNTS

[3] 评估方法见粮农组织渔业和水产养殖技术文件第 569 号(粮农组织, 2011a)。

[4] 《世界渔业和水产养殖状况》,2022年,联合国粮农组织

[5] 汇集全球25个以上机构100多名科学家。由斯德哥尔摩大学、斯坦福大学、斯德哥尔摩应变中心和EAT牵头,蓝色食品评估的成果,可为决策者评估权衡和实施解决方案提供支持,以建立健康、公平和可持续的食品生产系统。

[6]Golden et al., Aquatic foods to nourish nation

[7]Rosamond L. Naylor et al., Blue food demand across geographic and temporal scales. 2021

[8]United Nations World Population Prospects 2019 Highlights. Department of Economic and Social Affairs Population Division[M]. UN, New York, 2019.

[9]Good Food Institute: Industry update: Alternative seafood

[10] 张玉洁,《一年内价格翻倍,三文鱼价格暴涨能否给“人造海鲜”带来机会?》,2022年5月4日 ,35斗

[11]McKinsey&Company:Cultivated meat: Out of the lab, into the frying pan,June 16,2023

[12] 杨亚飞,《合成生物学公司「CellX」完成数千万A+轮融资,千升吨级中试工厂拟于近期运行丨36氪首发》,2023年6月16日,36氪Pro

[13] 杜立, 王萌. 合成生物学技术制造食品的商业化法律规范[J]. 合成生物学, 2020, 1(5): 593-608.

[14] 李玉娟, 傅雄飞, 杜立. 细胞培养肉商业化的法律规范与监管:外国经验及对我国启示[J]. 合成生物学, 2022, 3(1): 209-223.

[15]《细胞培养肉的兴起:法律如何规范与监管?》,2022年4月2日,iBioLaw

[16]《ProVeg发布中国Z世代可持续蛋白调研报告——Z世代将改变中国肉类行业吗?》2023-05-12, ProVeg普罗维植

[17] 丁世杰,李春保,周光宏,细胞培养肉技术及产业化进展与挑战,中国食品学报,2022年12月

[18] 赵 勇, 王 凡, 张昭寰, 潘迎捷,欧 杰, 刘海泉《人造海鲜的研究进展与展望水产学报》, 水产学报, 2021, 45(2): 306−316

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