肉品的末日——由生物反應器供應全球糧食？

生物學時代

請想像一個與現在不同的世界，在那個世界，蝦子都是在實驗室生產出來的，不須由船隻拖著巨網在海底打撈（還有破壞海底環境）後帶到市場上販售，因此其他容易被巨網撈上來的魚與海洋生物不必受捕蝦船影響。請想像一個能在室內栽植水果的世界，販賣蔬果的超市就能在地下室種植作物，而且一年四季都可以生產新鮮水果。如此一來，我們就不必在莓果未成熟時進行採收，不必用控溫清洗的方式殺蟲，不必將它們裝入貨櫃之後運到地球另一個角落——如果能在室內栽種蔬果，那你直接從樹叢採下莓果就能吃了。

或者，請想像與現在不同的未來世界，在那個世界，健康生活的重點並不是種種限制，而是人體的升級與最佳化。那個世界裡沒有人會宿醉，因為在出門喝酒前你可以吃下特別的益生菌保健食品，預防喝酒所造成的不適。請想像一個人們不必忌食的世界，你可以憑計量生物學測試檢測身體的種種代謝數值、食物過敏及其他數據，你完全瞭解自己能吃喝哪些食品與飲料，也知道該在何時飲食。請想像一個能在產前預防遺傳疾病的世界，嬰兒不必因鐮狀紅血球貧血症（sickle cell anemia）與肌肉萎縮症（muscular dystrophy）而受苦或死亡。

現在，請回想你過去不小心撞裂的螢幕、撞斷的指甲，還有摔破的各種鏡片與鏡頭——請想像一個這些表面都加上了生物塗層的未來，東西不論以何種方式撞破了都能自動癒合。無論你倒車入庫時發生幾次失誤，汽車烤漆仍會像全新的一樣。你還可以塗上有機指甲油，不必使用有害的紫外線就能快速乾硬成形，也不必再把刺激性化學物質做的護甲油往身上塗。

這些「異世界」的基礎現在就已經存在了，甚至隨大眾目光逐漸聚焦在生物經濟的潛力上，一些創新技術開始從邊緣轉而變為主流了。

人類進步的許多關鍵階段，都與我們用以改變人造環境的材料息息相關。在石器、青銅器與鐵器時代，人類創造了日常生活、農業、建設與戰爭用的基礎科技，後來我們學會製作玻璃器具，造出玻璃飾品、瓶罐、窗戶、鏡片與醫療器材。我們用鋼鐵興建摩天大樓，用塑膠大規模製作拋棄式容器，造就了全球性食物、藥品與水等產品的供應鏈。而在此時此刻，我們正學習操縱分子、設計微生物及建造生物電腦系統，這就是文明演進的新紀元——我們來到了生物學時代的開端。人類在這個新時代建造的事物，將會解鎖新的商機、改善甚至是逆轉環境損傷，並在無數層面上改善人類的生命——包括地球上與外星球殖民地居民的生活都將得到改善。

合成生物學會改變我們人生中三個關鍵領域：醫藥、全球糧食供應，以及環境。

肉品的末日

也許到了二○四○年，食用傳統方法生產的肉品與乳製品將會成為社會眼裡的不道德行為。早在多年前就有一些大人物懷抱這樣的信念了——在一九三一年出版的文章〈五十年後〉（Fifty Years Hence）中，溫斯頓．邱吉爾提出：「我們將逃避僅為食用雞胸或雞翅而養一整隻雞的荒謬，改而用適當媒介分別培養這些部位。」

研究者在二○一三年測試了邱吉爾的理論，那年，第一份實驗室培養的漢堡問世了。荷蘭幹細胞研究者馬克．波斯特（Mark Post）在Google共同創辦人謝爾蓋．布林（Sergey Brin）的贊助下，於馬城大學（Maastricht University）一間實驗室培養牛的幹細胞，最後做成漢堡。幸好有億萬富翁願意資助這項計畫，因為光是製作一塊漢堡肉的成本就高達三十七萬五千美元。然而到了二○一五年，在實驗室生產一份漢堡的成本降到了僅僅十一美元。二○二○年末，新加坡批准了屠宰場的競爭對手在當地營業，而這個競爭對手竟是美國公司吃正（Eat Just）的生物反應器（bioreactor）——用以培養生物的高科技大缸——專門培養雞塊。在吃正公司的生物反應器中，取自活雞的細胞會和取自植物的液體混合，然後培養成可食用的產品。新加坡現在已經有人販售以這種方式生產的雞塊了，該國雖然管制嚴格，卻也是全世界最重要的創新開發熱點之一。隨著產品人氣上升，公司還有機會在其他國家開拓新市場。

以色列公司超級肉品（Supermeat）開發了所謂「酥脆培養雞肉」，而加州的無鰭食品公司（Finless Foods）則致力開發可在實驗室培養的藍鰭鮪魚肉——由於市場對藍鰭鮪魚肉的需求量高，該魚種長期被過度捕撈，現在已成瀕危物種。還有其他公司——包括荷蘭的莫莎肉品公司（Mosa Meat）、加州的優食品公司（Upside Foods，原名曼非斯肉品公司〔Memphis Meats〕）及以色列的阿列夫農場（Aleph Farms）——都在工廠規模的培養實驗室裡，開發牛排等具紋理的肉品。目前超越肉類公司（Beyond Meat）與不可能食品（Impossible Foods）販售的植物蛋白質替代肉品並不是真肉，而用動物細胞培養的肉品就不同了，這些動物細胞能培養成分子層級與牛肉、豬肉無異的肌肉組織。

加州還有兩間公司推出創新產品：克拉拉食品公司（Clara Foods）在實驗室培養口感綿滑的雞蛋、從沒在水裡游動過的魚，以及用酵母菌生產的牛奶。完美日子公司（Perfect Day）則專門生產實驗室培養的「乳製品」——優格、起司與冰淇淋。同樣在加州發跡的，還有二○一四年iGEM競賽中崛起的非營利草根計畫「真純素起司」（Real Vegan Cheese）。該計畫致力開發開放來源的DIY起司，不過他們的起司並不是從動物生產的乳品製成，而是用酪蛋白（casein，奶類中的蛋白質）製成。他們將酪蛋白基因轉型入酵母菌與其他微生物群，利用微生物生產蛋白質，接著將蛋白質純化後用取自植物的脂質與糖類做進一步加工。投資培養肉品與乳製品的名人包括比爾．蓋茲（Bill Gates）與理查．布蘭森（Richard Branson），以及全球最大傳統肉品生產商嘉吉公司（Cargrill）與泰森食品（Tyson）。

到了今天，實驗室培養的肉品仍然所費不貲，但隨著科技成熟，價格想必會持續下降。不過在那之前，也有些公司想出了折衷方案，生產混合動植物蛋白質的食品。英國幾間新創公司忙於開發混合豬肉產品，其中包括百分之七十培養豬肉細胞混合植物蛋白質製成的培根。甚至連肯德基（Kentucky Fried Chicken）也在探索販售混合雞塊——百分之二十培養雞細胞與百分之八十植物蛋白質——的可能性。

隨著食品業重心轉移，逐漸遠離傳統農牧方法，環境也會受到巨大的正面影響。根據牛津大學（University of Oxford）與阿姆斯特丹大學（University of Amsterdam）的估算，和用傳統方法養殖肉用畜牲相比，生產培養肉品所需的能量少了百分之三十五到六十，占用的土地面積少了百分之九十八，而產生的溫室氣體則少了百分之八十到九十五。此外，若將農業重心轉移至合成生物學技術，我們還能縮短供應鏈中必要步驟之間的距離。到了未來，大城市附近將設有大型生物反應器，生產學校、政府機關與醫院等機構所需的培養肉品，甚至為當地餐廳與生鮮雜貨店供應肉品。我們不再需要將海上捕獲的鮪魚大老遠運送至美國中西部，可以省下複雜冷鏈所需的大量能源——我們能改為在實驗室培養魚肉，即使是內陸州份也能自行生產魚肉。請想像一下這樣的未來：全世界最細膩、最美味的藍鰭鮪魚壽司並非源自日本附近的海域，而是在內布拉斯加州黑斯廷斯（Hastings）的生物反應器生產出來的。

除此之外，合成生物學還會改善全球食品供應的安全性。根據世界衛生組織的數據，每年約有六億人因食品汙染而患病，每年因此喪命的人數則高達四十萬人。在二○二○年一月，受大腸桿菌汙染的蘿蔓萵苣導致美國二十七州一百六十七人被感染，其中八十五人入院治療。而在二○一八年，一些食品遭環孢子蟲（Cyclospora）——一種會造成嚴重腹瀉的腸道寄生蟲——汙染，麥當勞（McDonald’s）、喬氏超市（Trader Joe’s）、克羅格（Kroger）與沃爾格林（Walgreens）都被迫下架部分商品。垂直農業能大規模減緩這些問題。合成生物學的助益不僅於此——很多時候，我們很難追蹤汙染食品的來源，光是追蹤這項任務就可能花上數週，但哈佛大學一位研究者提出了「基因條碼」（genetic barcode）這種新方法，可以在食品進入供應鏈之前先行標記，日後若出問題就能輕鬆追蹤食品來源了。

那位研究者的團隊設計了一些細菌與酵母菌株，這些微生物的孢子被埋入獨特的生物條碼，孢子本身缺乏活性、可長久存活且對人類無害，可以噴灑在各種表面上，肉類與農產品也能噴上這些孢子。即使過了數月，就算商品經歷風吹雨淋、水煮、油炸與微波加熱，我們還是能偵測到這些孢子。（包括有機農場業者在內，許多農人已有對作物噴灑蘇雲金芽孢桿菌〔Bacillus thuringiensis〕孢子殺害蟲的習慣，所以你很可能已經吃下不少細菌孢子了。）基因條碼不僅有助於追蹤食品來源，還可用來減少標記錯誤與不肖業者販售假貨的情形。在二○一○年代中期，市場上出現不少假的特級初榨橄欖油，有了基因條碼技術以後，消費者就不怕買到假貨了。瑞士一所公立研究型大學——蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）——的功能性物質實驗室（Functional Materials Laboratory）開發了一種類似哈佛基因條碼的溶液，此溶液含有DNA條碼，記錄了橄欖油生產商等關鍵資訊。

——摘自臉譜出版《未來的造物者》