我在以色列,研究「細胞培養肉」5 年:未來食品的挑戰,遠比新聞標題複雜得多

對很多人而言,「細胞培養肉」就像科幻小說中的劇情,亦有人對此技術感到不安。但在有「中東矽谷」之稱的以色列,卻早已有相當活躍的研究與新創生態──本文由在當地從事多年相關研究的筆者撰寫,揭開這項新技術的真實面貌。
我在以色列,研究「細胞培養肉」5 年:未來食品的挑戰,遠比新聞標題複雜得多

細胞培養肉為培育人造肉概念,用於體外細胞培養肉的生產。

Photo Credit:Firn@Shutterstock

2018 年,在以色列台拉維夫一場以細胞培養肉為主題的交流聚會(Meetup)裡,我意外遇見了一位幾個月前曾在 LinkedIn 上聯絡過的新創公司執行長。

那時的我,只是一名從台灣來到以色列交換的大三學生。對「細胞培養肉」的理解大多來自論文與科技新聞:從動物取得少量細胞,在體外大量培養,最後做成不必飼養整隻動物的肉。

聽起來像是某種即將實現的未來。

我當時完全沒有想到,幾年後自己會留在以色列攻讀博士,並花上整整 5 年時間,專注研究如何讓動物細胞大量生長、形成肌肉與脂肪組織,再進一步變成真正具有食品結構的產品。

更沒有想到,當我真正進入這個領域之後,反而愈來愈少說:「細胞培養肉一定會改變世界。」

因為實驗室裡的未來,通常比新聞標題複雜得多。

「你要去以色列?那裡不是很危險嗎?」

決定前往以色列當交換學生時,我最常聽見的第一句話就是這個。

對很多台灣人而言,以色列最鮮明的形象往往來自戰爭、宗教衝突與國際新聞。但真正生活在那裡之後,我看到的是另一個很不一樣的國家:人們習慣質疑、辯論,也習慣在資源有限的情況下,直接想辦法解決問題。

2018 年,我透過國立交通大學的交換計畫來到以色列理工學院(Technion – Israel Institute of Technology)。除了修課,我更想知道,為什麼一個人口不算多、天然資源也有限的國家,卻可以孕育出密度極高的科技新創?

以色列理工學院。圖/Julija Sh@Shutterstock

當中,食品科技正是很特殊的一塊。

在那段時間,以色列已經出現一批投入替代蛋白、細胞培養肉、發酵食品與新型食品原料的新創公司。研究人員、創業者與投資人之間的互動,更比我原本想像得密切得多。

在學校裡,教授談的不只是下一篇論文;在創業活動中,研究人員也會直接和創辦人、投資人討論技術能不能被放大、成本是否有機會下降,以及它最後有沒有成為真正的產品──這種研究與產業之間緊密連動的氛圍,和我過去熟悉的環境很不一樣。

當年還沒出發交換前,我曾在 LinkedIn 上主動聯絡當地細胞培養雞肉新創公司 SuperMeat 的執行長,希望爭取實習機會。雖然那次沒有成功,卻讓我第一次主動敲開這個陌生領域的門。

抵達以色列後,我開始積極參加創業活動、拜訪生技孵化器,也曾透過LinkedIn 約到另一家食品科技公司 Flying SpArk 的創辦人 Eran 碰面。後來,在台拉維夫那場細胞培養肉 Meetup 裡,又遇見了先前曾主動聯繫過的 SuperMeat 執行長。

對方竟然還記得我。

那是一個很小的瞬間,卻讓我第一次覺得,原本只存在新聞裡的「未來食品產業」,其實並沒有離自己那麼遠。

當科研不只停在論文裡

後來回頭看,我會在以色列走進細胞培養肉這個領域,其實並不完全是偶然。

以色列的創新文化很容易讓人產生一種感覺:科研成果不應該只停在論文,而是會被不斷追問──它能不能被做出來?能不能放大?能不能真正走向市場?

食品科技也是如此。

而對細胞培養肉來說,真正的難題從來不只是「能不能把細胞養活」。

這也成為我後來博士研究的核心。

我加入以色列理工學院團隊後,開始研究如何利用可食用材料作為細胞生長的支架與微載體,讓動物細胞能夠附著、增殖,再進一步分化成肌肉與脂肪。同時,我們也必須思考,如何把原本只在小型培養皿裡進行的細胞培養,逐步放大到生物反應器。

但從培養皿中的幾毫升,放大到實驗室裡的數百毫升,再進一步想像未來工業生產所需的更大規模,從來不是「把所有數字等比例放大」那麼簡單。

新聞裡的「一塊肉」,實驗室裡可能是數十個問題

一般人看到「細胞培養肉」的報導,很容易想像成:取一點細胞,放進一台機器,等幾天之後,一塊牛排就從另一端出現。

真正進入實驗室後,才會發現事情遠比這複雜。

「細胞培養肉」不單單只是取出細胞這麼簡單。圖/tilialucida@Shutterstock

首先,細胞要能穩定增殖:培養液裡需要提供足夠的營養與訊號分子,而許多原本為生醫研究設計的細胞培養方法,本來就不是為了生產食品,更沒有把成本放在第一順位。

接下來,即使成功得到大量細胞,也還不等於得到「肉」:肌肉細胞需要適當環境才能形成肌肉組織;脂肪細胞則需要另外的分化條件。如果希望產品具有厚度與結構,細胞還需要能附著、排列並形成三維組織,而不是只鋪成培養皿底部的一層薄膜。

這也是為什麼我的博士研究會碰到支架材料、微載體、細胞分化、生物反應器與食品製程。

多數時候,我們會花很長時間,只為了解決一個看起來極小的問題:細胞能不能從一個載體移動到另一個載體?在放大培養後,它還能不能維持原本的生長與分化能力?肌肉與脂肪組織形成後,又如何從生物材料進一步變成可以被加工、烹調與食用的產品?

這些工作,從來沒有科幻電影裡的戲劇效果;更多時候,是每天看細胞、換培養液、調整條件,等了幾天後再發現結果不如預期,然後重新開始的日常。

但也正是這些看似瑣碎的工程問題,決定了細胞培養肉究竟只能停留在一個漂亮的原型,還是有一天真的可能走進食品工廠。

研究 5 年後,我反而更不願說「細胞培養肉一定比較環保」

剛開始接觸這個領域時,我很容易被它宏大的願景吸引。

減少土地需求、降低對傳統畜牧的依賴、減少動物使用,甚至重新設計全球肉類供應鏈──每一個目標都令人興奮。

但做了 5 年研究後,我對這些說法反而更加謹慎。

因為「不需要飼養一整隻動物」,並不代表它必然具有較低的環境足跡。

首先,細胞培養需要能源,培養液中的各種成分需要被製造,生物反應器也需要維持溫度、氣體交換與無菌條件⋯⋯。若大規模生產仍高度依賴能源密集型製程,最後的環境足跡,很可能與最初想像截然不同。

其次,就算科學上能成功研發出產品,也不代表商業上能以消費者可接受的價格生產。培養基成本能不能下降?細胞能不能在大規模系統裡穩定生長?如何降低污染風險?如何達到肉類的口感、營養與風味?

還有關鍵的市場接受問題:法規應該把它視為什麼樣的食品?消費者又願不願意吃?

每一個問題,都可能決定這項技術的未來。

因此,現在如果有人問我:「細胞培養肉是不是未來?」我的答案通常不會是一個簡單的「是」或「不是」。

我更在意的是另一個問題:在什麼條件下,細胞培養肉才可能真正成為一種更有效率、更永續,也更能夠被市場與社會接受的食品生產方式?

這個問題,比「細胞培養肉會不會拯救地球」難得多,卻也值得更多人理解。

從以色列回到台灣,我開始問另一個問題

「植物肉」與「細胞培養肉」經常被混為一談。圖/BalkansCat@Shutterstock

完成博士研究後,我重新回到亞洲,也開始重新看台灣。

如果說以色列讓我看到一項新科技如何從實驗室、新創與資本市場快速形成生態系,那麼回到台灣後,我更好奇的是:台灣在這場食品科技轉變裡,會扮演什麼角色?

其實,台灣並非完全沒有細胞培養肉的研究。

目前已經有研究團隊從不同方向投入:有人研究肌肉幹細胞與細胞增殖,有人利用可食用材料與 3D 組織工程打造肌肉及脂肪結構,也有人探索細胞培養魚肉,以及台灣消費者對這類食品的接受程度。

這些研究彼此未必形成一個清楚可見的產業聚落,卻顯示台灣並不是站在這場技術變化之外。相較之下,更明顯缺少的,也許是如何把這些分散的研究、產業進展與社會關切連結起來,形成更完整的理解。

對一般消費者而言,「細胞培養肉」與「植物肉」也經常被混為一談。在大眾對這項技術的想像中,細胞培養肉有時被描繪成能解決環境問題的未來科技,有時又被視為不自然、甚至令人不安的「實驗室食品」。

但我認為,兩種說法都太簡單。

正因如此,回到台灣後,我開始想把過去在實驗室裡看到的複雜性,重新翻譯成一般讀者也能理解的語言。

我並不想替細胞培養肉背書,也不認為這項技術一定適合所有社會、所有消費者。

我更希望做的是,把它真正的科學、潛力與限制都說清楚:細胞究竟怎麼變成肉?為什麼放大這麼困難?它真的可能比傳統畜牧更永續嗎?世界各地的法規又走到哪一步?台灣自己的研究者正在做些什麼?

8 年前,那場台拉維夫的 Meetup,讓一個來自台灣的大學生第一次走進細胞培養肉的世界。

8 年後,我更想知道的是:當這項科技逐漸從論文、新創公司的原型,慢慢走近食品產業與亞洲餐桌時,台灣準備如何理解它,又希望在其中扮演什麼角色?

也許下一場值得開始的實驗,已經不只發生在培養皿裡。而是在我們如何理解、討論,並選擇未來想要的食物。

執行編輯:洪翊芳
核稿編輯:張翔一

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