Nature快讯：人工血管系统培育史上最大人造鸡肉，3D打印肉类迎来商业化曙光

您是否想过，未来的餐桌上，一块完美的牛排可能从未出自真正的牛？

近日，全球顶级学术期刊Nature网站分享报道了一项突破：日本东京大学科学家成功培育出了迄今为止实验室中最大的完整肉块，这一研究发表在《Trends in Biotechnology》期刊上。

让我们通过Nature网站分享来了解如何通过创新的「人工循环系统」的3D打印技术培育完整鸡肉块：

一块约7厘米长、4厘米宽、2.25厘米厚的人造鸡肉，重量达11克，相当于一个鸡块的大小。

这项突破性研究展示了人造肉技术的最新进展，为解决全球食品挑战提供了新的可能性。

人造肉产业的蓬勃发展

十年前，实验室培育肉类的研究仅限于少数科学家。

2013年，马斯特里赫特大学的生物医学工程师Mark Post制作了世界上第一个实验室培育的牛肉汉堡，据报道成本高达32.5万美元。

如今，这一领域已取得显著进展—全球超过150家公司正在研发培育肉类产品，从牛肉到鸡肉、猪肉和鱼类，以及相关的「细胞农业」产品。

今年6月，美国监管机构通过了实验室培育肉类的销售许可，使美国成为继新加坡之后全球第二个将这种食品推向市场的国家。

两家公司UPSIDE Foods和GOOD Meat现已获准销售其培育鸡肉。

据Nature分享，至少一款产品将于今年在美国餐厅上市，即使初期可能亏本销售。

生物3D打印引领技术突破

培育肉类产业面临的主要科学和工程挑战与十年前大致相同：寻找最佳的起始细胞、调配良好的培养液以帮助细胞生长，以及优化制造物流。

但近期的技术创新，特别是3D生物打印技术的应用，正在逐一攻克这些难题。

以色列的Aleph Farms公司正在利用3D打印技术将牛肉肌肉和脂肪细胞组合起来，制作出外观类似大理石纹理的牛排，该公司已获得在以色列销售产品的批准。

这种技术能够精确控制不同细胞的分布，创造出更接近传统肉类的结构和质地。

本此新成果的突破则在于创新性地开发了一种模拟自然循环系统的技术。

文章并没有叙述太多技术细节。

研究团队使用半透膜中空纤维网络（类似于家用净水器和肾透析机中使用的材料）作为「血管」，为生长中的组织持续提供营养和氧气。

这解决了培育大块肉的最大挑战之一，使细胞能够像在动物体内一样健康生长。

不可食用的纤维管

上图展示的这些空心纤维不可食用，具体没有提及使用的材料类型，但必须在加工结束时手工从肉中拔出。

该团队称，正在研究如何自动化移除这些空心纤维，或者用可食用的材料（例如膳食纤维纤维素）来制作它们。

该团队表示，要将其商业化，还面临其他挑战，包括扩大生产规模、降低成本以及提升风味和口感，以满足消费者的期望。

该团队开发的技术未来甚至可能应用于再生医学，帮助培育大型组织移植物或模型器官。

突破成本瓶颈的3D打印解决方案

AM易道观点是，3D生物打印技术在降低培育肉成本方面具有巨大潜力。

当前传统人造培育肉生产过程中最昂贵的部分是细胞所需的培养液。

AM易道查了查，一般的培养液是一种含有氨基酸、生长因子蛋白质、糖类、盐和维生素的混合物。

之前的人造肉方法主要有：

比如瑞士联邦理工学院苏黎世分校的再生生物学家Ori Bar-Nur获得了GFI资助，研究如何通过小分子「鸡尾酒」组合让肌肉干细胞同时增殖和分化为成熟肌肉。

另一个选择是使用「永生」细胞系，理论上可以从单一活体样本满足全球需求。

比如以色列公司Believer Meats（前身为Future Meat Technologies）已发表了关于其自发永生鸡纤维母细胞的研究。

纤维母细胞是一种快速易于培养的结缔组织细胞，可以转化为类脂肪细胞。

而3D打印技术结合这些创新细胞培养方法，能够在降低成本的同时提高产品质量。

AM易道认为，3D生物打印有望在以下几个方面进一步优化培育肉生产流程：

精确构建细胞支架：加州大学洛杉矶分校的食品科学家Amy Rowat开发3D打印结构作为肌肉细胞的支架，让细胞附着它们，以改善纤维质地。

而本文通过3D打印超细纤维管实现给肉结构输送营养后再移除的思路也是利用了3D打印的精细化构建能力。

优化生物反应器设计：其他研究人员正在研究如何让细胞培养在越来越大的生物反应器（3D打印部分结构）中蓬勃发展，同时为它们提供氧气，抽出废物，并避免损坏其结构。

人造肉的市场前景

调查发现，消费者对食用培育肉的意愿差异很大，部分取决于其称呼方式。

对「培育肉(cultured meat)」和「清洁肉(clean meat)」叫法的态度比对「实验室培育肉(lab-grown)」或「人造肉(artificial)」的描述更为积极。

有观点认为，我国可能成为一个巨大的市场，因为那里的肉类消费正在特别快速地增长。

另有案例标明在西方国家，培育肉可能会在素食者中找到一个巨大的市场。

有专家表示，如果培育肉要对全球问题产生影响，「它需要替代传统肉类—而不是成为另一种昂贵奢侈品。」

因为Nature在其他相关文章中分享过，在最乐观的情况下，培育肉的生产成本理论上可能降至每公斤6美元；

他们对传统肉类的基准价格为每公斤2美元。

其他研究则不那么乐观：

在一项使用不同假设的2021年分析中，未来设施中培育肉生产的最低预估成本为每公斤37美元。

换算成人民币，上百元一斤的人造肉显然有些过于奢侈了。

AM易道展望

AM易道认为，3D生物打印技术作为一种精准构建复杂生物结构的方法，将在解决培育肉的质地、营养和成本问题上发挥关键作用。

AM易道希望随着更多资源投入到这一领域，培育肉有望在未来10年内达到与传统肉类竞争的价格水平，并在全球食品安全、环境保护和动物福利方面带来积极影响。

参考文章信息

https://doi.org/10.1038/d41586-025-01227-4