全球唯一的3D打印+细胞培育肉技术,这家以色列公司开启肉食新风潮

35斗 | 未来农业服务平台 2021/04/08 08:46

 似乎不久前,食品技术还是新兴行业,但随着技术快速地发展更迭,这个行业在肉眼可见的产生巨变,走向成熟。其中,以色列在农业食品科技领域兴起“第二次”技术浪潮。 

以色列这个国家,虽然拥有众所周知的恶劣地缘环境,但由于以色列必须确保自己拥有自给自足的食物供给系统,因此,它仍在恶劣中艰难绽放,通过创新的方式来打造自己的农业食品生态系统。以色列著名的滴灌技术就足以展现这个创新国度的生命力和影响力,近年来,这个国家在食品科技上的发展更是让人叹服,细胞培育肉公司MeatTech就是一个典型。

新知达人, 全球唯一的3D打印+细胞培育肉技术,这家以色列公司开启肉食新风潮

(图源:vegconomist)

2018年,Sharon Fima在以色列中部城镇Ness Ziona创立了MeaTech,他还是该公司的首席执行官和首席技术官。创立MeaTech以前,他曾是Nano Dimension公司的首席技术官。Nano Dimension是一家专注于技术领域的以色列增材电子供应商。凭借其用于印刷电子产品的3D打印技术,该公司专注于逐渐增长的电子产品需求。MeaTech之所以能够推出3D打印替代肉类,与Sharon Fima多年来的3D打印从业经验密不可分。

MeaTech在为食品加工和食品零售公司开发专有的3D打印技术、生物技术流程和定制制造流程,以寻求在不需要屠宰动物的情况下制造蛋白质。近日,MeaTech在纳斯达克进行了首次公开募股,募集了2200万美元,该公司将成为首家在纳斯达克上市的实验室培养肉类公司。MeaTech将利用此次发行的净收益来推进其相关计划,开发生产替代食品的商业技术,包括对其他公司的潜在收购,这些公司的技术与自己的技术互补或协同,以及用于一般的公司目的,包括营运资本要求。

令人动容的创立初心

减缓环境污染问题

想象一下,在我们饥肠辘辘时,面前煎着一块香喷喷的牛排,正在反复煎烤,嗞嗞作响,这时,突然换成了一盘小青菜你会作何感觉?是的,我们身体对于肉食的渴望已经深刻地镌刻在了我们的基因里。我们因为爱吃肉所以常常忽略畜牧业所带来的越来越不可小觑的问题。

世界上8%的水用于“饲养牲畜以获得肉类和皮革”;

进入大气的温室气体中至少有18%来自畜牧业;

33%的耕地用于动物饲料生产。

这些数据都证实了人类吃肉引发的危机,耗费的大量水资源,排放大量温室气体还有占用宝贵的耕地,都是畜牧业所带来的高度环境污染。这也是众食品科技公司不断创新,研发替代肉的原因,也是MeaTech创立的原因。

从人道主义道德观出发

在数量上,人类很容易被家畜超过。根据《经济学人》的报道,在任何时间畜养的鸡(190亿)、牛(15亿)、羊(10亿)和猪(10亿)的总和是人口的三倍。据估计,每年有500亿只鸡被屠宰作为食物——这个数字还不包括在生产鸡蛋过程中被杀的雄鸡和不多产的母鸡。在中国,国人一年就要吃掉7亿头猪。

MeaTech通过用培养细胞制成牛排,该公司使用的细胞培养物是从母牛的脐带收集的,在此过程中不会对牲畜造成伤害。这是以一种极其温和的方式制造替代肉,减轻了人类在食肉过程中的负罪感,让更多有信仰的人开始享受肉的味道。

在过去的50年里,全球肉类产量迅速增长。自1961年以来,总产量翻了两番多。世界现在每年生产超过3.4亿吨。这样大量的肉类消耗导致畜牧业养殖需求的增多,但我们未来几十年最紧迫的挑战之一便是以可持续的方式养活世界人口、子孙后代,因此,加快细胞培养肉的部署可以帮助我们应对这一挑战。

强悍的顾问团队

MeaTech的首席执行官Sharon本就拥有多年的相关经验。在组织工程、工业干细胞生长、打印机和打印材料开发等不同领域,该公司都精心挑选了具有丰富行业经验和认同MeaTech企业价值观的大将之才。

该公司的顾问团队由世界知名的顾问指导组成,包括Tal Dvir教授、Shlomo Magdassi教授以及Peter Frankenberg教授。Dvir教授是特拉维夫大学组织工程和再生医学实验室的负责人,他隶属于生物技术系和材料科学与工程系,现任特拉维夫大学纳米科学和纳米技术中心主任,以及该大学再生生物技术中心的创始主任。Magdassi教授是以色列耶路撒冷希伯来大学化学应用中心、化学研究所和纳米科学和纳米技术中心的化学教授,他是希伯来大学3D和功能性打印中心的负责人。Frankenberg教授是德国Baden-Württemberg州的研究和高等教育部长,他在100多份科学期刊上发表过文章。在他众多的公职中,他是曼海姆德意志银行顾问委员会的成员,萨克森州高等教育委员会的副主席,曼海姆大学的主席、教授和校长。

技术改革最为关键

传统的肉类生产方式是通过资源密集型的投入和代价高昂的环境产出,会带来大量资源耗费和环境污染问题,以及令人担忧的抗生素等激素的使用问题。而“细胞培养肉”技术的突破体现了一种肉类生产方式的变革创新,意义重大。

MeaTech的使命是开发商业和可持续技术,以生产替代性肉类蛋白质,而无需进行动物屠宰。该公司正在开发一种新型的专有生物打印机,以沉积细胞层,支架和细胞营养物以形成3D打印的培养肉。

MeaTech的“细胞培养肉”生产有完整的技术路径,需要经过以下几个步骤:

1.在不伤害动物的情况下采集动物脐带样本;

2.利用生物反应器培养细胞系,以继续细胞繁殖;

3.细胞分化成不同细胞类型的“墨水”,如脂肪和肌细胞;

4.利用生物打印机精确地打印出这些细胞组织,为打印一块肉打下基础;

5.把3D打印出的组织放置在孵化器中成长和成熟;

6.完成的“打印”的肉被冷冻并包装起来以备运输。

培养肉的生产方式遵循了可持续性发展的原则,利用更清洁、更可回收的投入,而产出更低的排放。在供应链端,可通过任何地方生产而缩短和简化供应链条。就食品安全而言,这样的生产环境更清洁,生产用新的原料生产更健康的产品类别。MeaTech已申请4项知识产权保护,利用生物打印技术培育食用肉类技术,对培养组织的物理操作技术,牛胚胎内细胞群细胞和生物打印机打印头的技术。

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(图源:MeaTech)

MeaTech面临的多重不确定性

打破技术壁垒

起初,MeaTech专注于培养牛排技术的开发。尽管人工肉制品公司在开发非结构化替代肉制品,比如在肉末和香肠方面,取得了一些进展,但迄今为止,该行业在开发高利润、高价值的结构化和人工肉制品,如在牛排方面,就一直举步维艰。

与肉末不同,人工肉排产品需要在纤维中生长,并含有结缔组织和脂肪。要想让食客接受人工培养的牛排,需要经过精心的改造,使其外观和气味在烹饪前后都与传统肉类相似,让食客品尝起来如同嚼肉。在这个过程中,MeaTech将目光锁定在基于动物细胞的3D打印牛排上,而不是基于植物细胞的替代品。该公司是第一家开发专有生物打印机和养殖肉类相关工艺的公司,这是替代蛋白质市场的一个高价值领域。在2020年的第三季度,MeaTech就宣布他们已经取得了一个重要的里程碑,成功打印出了一种由干细胞制成的厚薄均匀的肉组织。

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(图源:MeaTech)

资金压力和营运方案

MeaTech自成立以来,在每个时期都处于净亏损之中,在研发活动上的持续投资以及运营费用和资本支出的大幅增加,都使MeaTech承受着巨大的资金压力。新冠病毒大流行更是雪上加霜。新冠疫情对全球经济造成重大动荡、不确定性和经济混乱,世界上包括以色列在内的许多国家的政府都在采取重大措施以控制病毒的传播,包括暂时关闭企业、严格限制旅行和人员流动以及对商业行为的其他限制。迄今为止,新冠疫情对MeaTech的业务也产生了一些影响。由于2020年在政府授权的全面封锁,暂时推迟了MeaTech的某些发展活动。

MeaTech打算授权他们的专有生产技术,并提供相关产品,如细胞系、打印头、生物反应器和孵化器,以及如技术实施、培训和工程支持的服务。根据打印的肉类数量,向客户收取生产许可费。此外,他们可能会收取以成本加成定价法收取补充材料的费用。他们还打算为客户提供有偿的产品实施和指导服务,希望建立养殖肉类生产设施。

潜在风险与监管压力

MeaTech运营时间尚短,他们的业务和市场潜力还未经验证,对与可能出现并影响该公司业务趋势的洞察力有限。前景将取决于他们应对一系列挑战的能力。迄今为止,MeaTech的经营完全依赖于成功的培养肉制造技术,但技术性能方面的数据还不够,这是一个漫长而复杂的过程。

监管当局可能对替代蛋白质的制造商实施新的规定、法律和政策,存在较大不确定性。国内外监管机构对培养肉的态度可能影响到MeaTech的业务结果和发展前景。如果MeaTech不能为他们的技术取得和维持有效的知识产权,就可能无法在市场上进行有效竞争。以色列的政治、经济和军事状况的重大变化都可能对该共公司产生不利影响。

替代蛋白展现新格局

科尔尼管理咨询公司(AT Kearney)根据专家采访,撰写了一份报告,内容强调了传统肉类生产对环境的严重影响,以及人们对工业化养殖下动物福利的担忧。该报告预计,到2040年,人们食用的大部分肉类将不会来自屠宰的动物,60%的肉类将被人造肉制品替代。

与传统生产的肉类相比,新型素食肉类替代品和培养肉具有优势,它们占领大量市场份额只是时间问题。替代蛋白的快速发展也将市场细分,展现出新的格局。

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(图源:MeaTech)

Beyond Meat、Impossible Foods和Quorn等利用植物原料制作替代汉堡、炒鸡蛋和其他产品的公司正在迅速增长。据估计,包括主导传统肉类市场的公司在这类素食产品上的投资已超10亿美元。Beyond Meat在2019年5月份上市时筹集了2.4亿美元,自那以来其股价已经翻了一倍多。

其他公司也在致力于细胞培养肉,不需要饲养和宰杀就能生产出真正的肉。这种产品还没有进入消费者的市场,但长期来看,人工肉制品将占据主导地位,因为与植物性替代品相比,人工肉制品能更紧密地再现传统肉类的味道和感觉。

图:“新蛋白”肉类市场规模将达到千亿美元

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(图源:MeaTech)

向弹性素食主义者、素食主义者和严格素食主义者生活方式的转变是不可否认的,许多消费者由于更加关注环境和动物福利而减少了肉类消费。对于热衷肉食者来说,人工肉制品的预计增长意味着他们仍然可以享受与以往一样的饮食,但不会付出同样的环境和动物成本。

MeaTech的未来愿景

MeaTech的核心研发技术在于生物反应器系统和组织打印和培养,包括脂肪、肌细胞生物质生产技术,和支架材料、生物墨水及软件开发技术。而MeaTech对技术的愿景非常清晰。

基于细胞过程,他们的愿景就是生产、培养脂肪和肌细胞。首先是细胞收集,用细胞系来可靠地表达特定特性;再是增长细胞,在理想的条件下,干细胞被转移到生物反应器中进行指数增长;然后是细胞分化,当干细胞达到足够的细胞数量时,就会分化成脂肪细胞和肌肉细胞;最后是落地产品,形成非结构化细胞产品,如牛肉或鸡肉。

基于培育“人造牛排”,他们的愿景就是打造一种灵活的3D打印组织制造工艺。首先是生物墨水,将一种生物相容性良好的生物墨水加载到他们的3D生物打印机;后是精确地打印出生物墨水,以组装细胞,与在传统的肌肉切割中发现的细胞一样;然后是孵化过程,“印刷品”在培养过程中成熟并形成组织;最后就能形成结构化的肉制品,通过传统方法,在短时间内实现相同切割。

为了进一步实现它的雄心壮志,这家以色列公司建立了子公司“MeaTech Europe”。他们的最终目标是把人造肉3D打印技术授权给全球主要的食品生产商,因此,他们也在考虑收购更多的公司。在2020年10月,MeaTech向比利时的Peace of Meat投资100万欧元。Peace of Meat于2019年由Dirk Standaert、David Brandes和Eva Sommer创立,该公司完善了一项利用生物反应器中的干细胞生产动物脂肪的技术,特别是从鸡和鸭身上提取的脂肪。自此,这家初创公司和MeaTech强强联手,一起寻求将商业化混合食物,这是一种植物蛋白和人工脂肪的美味混合物。这家以色列公司计划在2022年推出第一款产品。

Peace of Meat和MeaTech希望能与Beyond Meat和Impossible Foods等美国大公司展开竞争。在美国,人造肉是一笔大生意,吸引了富有的企业家、名人,甚至麦当劳前首席执行官Don Thompson和美国最大的肉类加工企业泰森食品(Tyson Foods)。我们有理由相信,双方在科学和商业上的强大协同作用,加上他们以美味的人工脂肪为基础创造混合产品的方法,会在竞争日益激烈的市场引入培养肉 。  

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