科学网—从老祖宗的豆腐到实验室的“人造肉”，这是一场跨越两千年的蛋白革命|FYM荐读-Frontiers开放获取的博文
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2026-8-7 10:16
| 个人分类: Frontiers for Young Minds | 系统分类: 科普集锦
麻婆豆腐、腐竹、素鸡、还有寺院里以假乱真的“糖醋素排”...... 在中国人的餐桌上，用植物做出肉的味道从来不是新鲜事。豆腐及各类豆制品在中国已有上千年历史，豆干、面筋、腐乳、豆浆，围绕大豆形成了一整套成熟的加工工艺。虽然这些传统食品并不完全等同于今天所说的“替代蛋白”（alternative proteins），但两者面对着一些相似的食品科学问题。
今天，食品科学正在以新的加工技术开发植物基肉制品、植物基饮品及其他替代蛋白产品。塔夫茨大学的 David Kaplan 教授与马萨诸塞大学的 David McClements 教授在 Frontiers for Young Minds 上为青少年撰写了一篇有关打造新型人造肉的文章。当传统豆制品的智慧，遇上菌丝体培养、精密发酵和细胞农业，人类未来的饮食会发生哪些变化？
01
我们为什么需要更多的蛋白质来源？
全球肉类消费仍在随人口和收入增长而上升。动物性食品是重要的蛋白质来源，帮助人体增强肌肉并维持健康。与此同时，畜牧对土地、淡水和能源的占用，以及随之而来的温室气体排放，确实加剧了环境压力。食品科学家们希望研发出多种替代蛋白来满足不断增长的蛋白质需求。
需要强调的是，科学家探讨替代蛋白，出发点是为人类的蛋白质来源增加选项，而非否定任何一种饮食传统。多一条技术路线，意味着在气候波动、供应链中断或局部资源紧张时，人类的饮食也能多一种选择。
02
替代蛋白的五条技术路线
这篇文章系统梳理了五类正在被研究的替代蛋白，也就是养殖动物以外渠道的蛋白质来源。它们各有所长，也各有短板：
植物蛋白（plant proteins） ： 最成熟、成本最低的一条路，也是中国人最熟悉的一条。大豆、豌豆、鹰嘴豆、燕麦经加工可制成各类仿肉制品。它的局限在于其风味、质地与真肉仍有差距，且部分产品依赖较多添加剂与深度加工。因此，评价植物基食品是否健康，仍需具体查看其营养成分和配料，而不能一概而论。
图源：《中国居民膳食指南（2022）》
菌丝体（mycelium）： 真菌在地下蔓延的丝状结构。它可以在生物反应器中通过精准控温控氧快速培养，天然的纤维结构带来接近肉类的耐嚼口感，且富含蛋白质、膳食纤维与多种维生素。英国品牌早已将其商业化。
这盘 “人造肉”沙拉中，英国品牌 Quorn™生产的菌丝体蛋白替代了鸡胸肉
精密发酵（precision fermentation） ：通过“指令化”地调控微生物（细菌、酵母、特定真菌），让它们在受控罐体中生产特定的蛋白质、维生素或风味物质。部分植物基汉堡的红色源自酵母菌在精密发酵过程中产生的蛋白质。它是优化替代蛋白口感与营养的关键工具。
细胞培养肉（cultivated meat）： 在无需屠宰的前提下，从动物体内取少量细胞，在营养液和受控环境中增殖成动物组织。它在蛋白质、脂肪与营养构成上高度接近传统肉，风味与烹饪表现也最为逼真。代价是目前成本极高，仅有少数国家批准上市。
昆虫蛋白： 根据联合国粮食及农业组织（FAO）报告，全球已有超过 20 亿人将昆虫纳入日常饮食。在许多饲养条件下，昆虫养殖所需的土地、水和饲料更少，温室气体排放也显著更低。但是很多人对昆虫蛋白的心理接受度有限 ，因此食品公司多将其磨粉后混入能量棒、意面或汉堡配料以降低视觉冲击。
03
“混合食品” ：1+1 可能大于 2
单一原料都不完美：植物基便宜但口感欠佳，培养肉逼真却昂贵，菌丝体有肉感但风味特殊，昆虫营养丰富却难被接受。在作者看来，可将多种蛋白来源组合起来，形成混合食品（hybrid food products）。
替代蛋白可从植物、昆虫、菌丝体、微生物及培养动物细胞中获取。根据目标食品类型, 这些替代蛋白原料会接受机械加工（如在专用设备中进行塑形、混合或压制成饼状或块状）, 或者在称为生物反应器的受控大型培养罐中培育。通过组合不同蛋白源, 可制成混合肉类产品。
例如，将植物蛋白与少量培养肉复配，在控制成本的同时提升风味与营养；将菌丝体与植物成分结合，则能做出添加剂更少、口感更好的仿肉制品。甚至传统肉制品也在“混合化”——用植物蛋白或昆虫粉替代部分肉，降低香肠、汉堡的肉含量。这样既减轻环境负担，又保留肉食者熟悉的风味。有意思的是， 文章中作者提及的一块由结冷胶（微生物精密发酵产物）与菌丝体蛋白复配而成的样品，外观几乎就是一块豆腐 ：技术兜了一大圈，又回到了东方厨房最朴素的形态。
(A) 通过混合结冷胶（源自微生物精密发酵）与蛋白（源自菌丝体发酵）制成的简易混合产品, 其外观类似豆腐块。添加适当调味剂与色素后, 这类混合物可用于制作人造肉。 (B) 该混合产品在显微镜下的图像, 其中蛋白质被染为绿色, 多糖类糖分被染为蓝色。
设计一款合格 的 混合食品，科学家需要同时权衡四个维度： 食品特性 （是否具备类肉结构与良好烹饪表现）、 感官属性 （外观、香气、质地、风味）、 营养成分 （能否补齐铁、锌、维生素 B12 等真肉中的营养素），以及 安全性 （能否通过微生物、过敏原等严格检测）。任何一环不达标，产品都难以走上餐桌。
04
人造肉从实验室走到餐桌的挑战
总结下来，人造肉有来自成本、安全、消费市场的核心挑战。
成本 ：培养肉与发酵蛋白的生产成本仍然高昂，定价过高就失去竞争力。规模化生产是降本的前提，而扩产又不能反过来加重资源消耗。
安全审查 ：任何新食品上市前都须经过严格检测。混合食品监管尤其复杂。不同成分组合是否会产生新的风险，需要额外验证，这会拉长上市周期。
消费者接受度 ： 这是最微妙的一关。它不只关乎口感和价格，也关乎信任。任何将替代蛋白包装成“道德优越”或“唯一正确选择”的叙事，往往适得其反。真正有效的，是把它还原为一个诚实的选项：好吃、可负担、安全，且愿者尝试。
结语
从我们熟知的各类豆制品，到生物反应器里的菌丝体，人类拓展蛋白质来源的努力其实是同一条长路的不同路段。目前, 新型混合肉仅能小批量生产, 但要产生真正的影响, 企业需大幅增产, 而且必须在不过度消耗资源或不损害环境的前提下实现。大家对未来的“人造肉”有什么期许呢？欢迎大家在评论区留言讨论。
关于 Frontiers for Young Minds
Frontiers for Young Minds 期刊于 2013 年创刊。截止目前，有 30 位诺贝尔奖得主参与文章撰写，大约 11,000 名青少年审稿人参与评审，约 785 名科学导师指导他们的审稿流程。这些经青少年审阅发布的文章，收获了来自 230 余个国家/地区超 6700 万次浏览。
Frontiers for Young Minds 发布的所有研究都基于坚实的循证科学研究，包含神经科学与心理学、地球科学、天文与物理、人体健康、生物多样性、数学与经济、化学与材料、工程与技术等多个版块。
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