生長因子,無論是用于實驗室實驗還是用于培養肉,都與細胞表面的受體結合,為細胞生長和分化為不同類型的成熟細胞提供信號。在這項發表在《細胞報告可持續性》雜志上的研究中,研究人員修改了干細胞以產生自己的成纖維細胞生長因子(FGF),從而觸發骨骼肌細胞的生長 -
一、引言
隨著社會發展和科技進步,人們對食品的需求和來源提出了新的要求。傳統農業的局限性逐漸顯現,而細胞農業作為新興領域,正逐漸成為關注的焦點。本報告將對細胞農業市場的機遇進行深入分析。
二、細胞農業概述
細胞農業,也稱為實驗室農業或無土農業,是一種利用生物反應器或生物培養系統生產食品的方法。其產品被稱為“細胞肉”或“實驗室肉”。與傳統農業相比,細胞農業具有許多優勢,如可控制的環境、減少對自然資源的依賴、提高生產效率等。
生長因子,無論是用于實驗室實驗還是用于培養肉,都與細胞表面的受體結合,為細胞生長和分化為不同類型的成熟細胞提供信號。在這項發表在《細胞報告可持續性》雜志上的研究中,研究人員修改了干細胞以產生自己的成纖維細胞生長因子(FGF),從而觸發骨骼肌細胞的生長 - 在牛排或漢堡包中發現的那種。
“FGF并不完全是一種營養素,”塔夫茨細胞農業商業化實驗室科學主任兼該項目的首席研究員Andrew Stout說。“這更像是細胞以某種方式表現的指令。我們所做的是設計牛肌肉干細胞來產生這些生長因子并打開信號通路本身。
提高產品的安全性和質量:細胞農業可以在無菌和可控制的條件下培養出所需的產品,避免了傳統農業中可能存在的病菌、激素、抗生素、重金屬等有害物質的污染,同時可以根據消費者的喜好調節產品的營養成分和口感。根據美國疾病控制與預防中心 的估計,每年有約4800萬美國人因為食物中的細菌、寄生蟲、毒素等因素而患病,其中有128000人住院,3000人死亡。
到目前為止,生長因子必須添加到周圍的液體或培養基中。生長因子由重組蛋白制成,由工業供應商銷售,占培養肉生產成本的大部分(高達或超過90%)。由于生長因子在細胞培養基中的持續時間不長,因此也必須每隔幾天補充一次。這限制了向消費者提供負擔得起的產品的能力。從生長培養基中去除這種成分可以節省大量成本。
蛋白是人類最重要的營養素,具有構成和修補人體組織、運輸各類物質、維持神經系統功能和提供能量等作用,在農耕文明以前,肉類幾乎是人類從自然界獲取蛋白質的唯一途徑。隨著全球蛋白的人均需求量逐年上升,疊加現有資源對傳統畜牧行業發展的限制,未來或將形成較大的肉類缺口,人造肉或將成主要發展趨勢。目前,主要有四類人造肉,包括昆蟲肉、微生物發酵肉、細胞培養肉、植物肉。其中,微生物發酵肉和細胞細胞培養肉為細胞農業領域產品。
隨著消費者對健康、環保和動物福利問題的關注增加,他們對傳統肉類的需求可能會減少,而對細胞肉的需求可能會增加。細胞肉的生產過程更加環保、動物福利更高,且有可能降低疾病傳播的風險。
細胞培養肉是指利用細胞培養工程和組織工程等技術,在體外培養動物肌肉組織作為食用材料。目前全球企業數量不多,商業化程度較低,中國尚未實現商業化,主要面臨的問題除國家審批以外,還有生物反應器、規模化工廠與細胞培養基等技術問題。大部分相關從業者認為,細胞培養肉在2025年左右就可以突破與傳統動物產品的平價點。
組織工程、生物材料、生物反應器等領域的技術突破,使得大規模生產細胞肉成為可能。此外,3D打印技術的引入,也可能為細胞肉的生產帶來新的機遇。
許多政府已經開始認識到細胞農業的潛力和重要性,并為其發展提供了支持。例如,美國和歐洲的一些國家已經為細胞農業的研究和開發提供了資金支持。
供應鏈和市場拓展:隨著生產規模的擴大,細胞肉的供應鏈和市場拓展將成為一個重要的機遇。從原料采購、生產過程到物流配送,都需要建立高效的供應鏈系統。此外,開拓國際市場也將為細胞農業的發展帶來新的機遇。
三、挑戰與前景
微生物發酵肉是以葡萄糖、淀粉、糖蜜、合成氣、二氧化碳等為底物,利用微生物發酵方式生產肉類的方式。其蛋白含量高達40%—80%,含有多種維生素、纖維素、碳水化合物、脂類、礦物質,以及豐富的酶類和生物活性物質等,且不含膽固醇,對心腦血管疾病患者更加友好。此外,發酵肉的生產效率非常高,有研究表明,微生物發酵生產蛋白的速度是植物的500倍,是動物的2000倍。截至目前,全球已經有18個國家許可微生物發酵肉食品上市銷售。
雖然細胞農業具有許多優勢和機遇,但仍然面臨一些挑戰。例如,生產成本高、技術難度大、公眾接受度低等問題。然而,隨著技術的不斷進步和市場需求的增加,我們有理由相信,細胞農業有望在未來成為主流的食品生產方式。
綜上所述,細胞農業市場充滿了機遇。隨著消費者需求的變化、技術的進步、政策支持和市場拓展,細胞農業有望在未來的食品市場中占據重要地位。對于投資者和創業者來說,這是一個值得關注和探索的領域。同時,政府和企業也需要共同努力,克服挑戰,推動細胞農業的可持續發展。
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