真菌培根和昆虫汉堡:指导未来的蛋白质

你会吃一个汉堡和粉虱丰富吗?从大量的真菌发酵假培根切吗?牛奶蛋白挤压微生物?也许你已经有了。许多公司现在银行在这些替代动物蛋白成为常规饮食的一部分。

人类饮食不平均,缺乏蛋白质,马可Springmann说,食物系统研究员伦敦卫生与热带医学学院;事实上,目前大多数人吃足够多。平均来看,人们每天需要大约50克的蛋白质。但在富裕的地区,比如北美和欧洲,人们通常使用两倍量(见“人吃多少蛋白质?”)。

这些公司想要解决的问题就是蛋白质来源。在富裕国家,大约一半的消耗蛋白质来自动物产品。美国人平均每年超过120公斤的肉吃。

一般来说,随着财富的增加,对肉类的需求上升,——这一趋势在中国尤其明显,大量的食用肉类自1960年以来激增约15倍(参见“未来食肉”)。

吃太多肉会压迫动物,人类和地球。吃《柳叶刀》2019年的一份报告的委员会¹得出的结论是,一个可持续的全球饮食对人类和地球都是健康的需要削减的红肉,包括猪肉和牛肉,75%左右。同时,生产蔬菜、水果、豆类和坚果需要至少增加一倍。

肉并不是所有的事情都那么糟糕:这是富含必需氨基酸和营养,和牲畜在许多生态系统和社会中扮演一个重要组成部分。但替代红肉特别是可能对人类和地球都产生巨大的差异。一项研究发现,取代全球20%的反刍动物肉(如牛肉)在2050年与微生物蛋白质替代品每年大约一半森林砍伐吗²。

替代动物蛋白并不难找。植物,如豌豆、豆类、谷物和坚果——是一种廉价和无处不在的蛋白质来源,有很长的记录维护人类健康和低碳排放足迹。“赢家很少加工的植物性蛋白质的来源。在任何评估,他们轻易获胜,”Springmann说。还有传统的植物性产品,如豆腐(豆浆),从小麦面筋和豆豉(从发酵大豆)。

人造肉:将细胞变成牛排和掘金的科学

在过去的几十年里,已经有爆炸的植物肉模仿者的公司包括可能的食物,除了肉,Gardein等等。大多数仍利基产品。好的食物研究所位于华盛顿特区的非营利组织报道,植物性产品的肉类和鱼的销售在2022年总计61亿美元。这是一个从2021年8%的增长,它注意到,但仍然千万亿美元的市场的一小部分动物产品。

现在的市场正在不断扩大包含各种各样的选择,从昆虫到微生物。这些蛋白质可能具有重要的作用使食品更高效和环保的人类和动物。研究人员和制造商加入寻找未来的蛋白质,所有希望克服成本的挑战和变化无常的味道。

非养殖肉

肉可以生长在一个实验室,而不是来自屠宰。研究人员和公司都专注于寻找最佳细胞系作为初学者,改善的方法越来越多细胞生物反应器和完善味道和口感,同时想办法降低成本。美国开了绿灯在6月前两个非养殖肉产品。人造肉的能源需求非常高,但土地和水资源利用的生产是极低的。总的来说,人造肉的碳足迹,假设它是使用可再生能源,可以相当于或低于家禽,牛肉的十分之一³。减少抗生素使用培养的产品可以减少全球间的问题。

植物性肉类替代品

大豆是植物性的早期领袖替代蛋白质产品(包括汉堡由不可能食品位于红木市,加利福尼亚州),但是豌豆蛋白质快速上升,部分原因是公众担忧过敏原和激素(大豆中含有异黄酮,一种植物雌激素,弱模仿人类的形式)。许多植物性产品,如香肠,像肉的同龄人,精加工来帮助创建所需的质地和口味,并且可以包括添加剂,如盐、糖、颜色、风味增强剂和掩蔽剂隐藏,例如,“比尼”off-flavours豌豆蛋白质——所有这一切会影响营养⁴。一些研究人员和公司的重点是裁剪豌豆或高粱等作物植物肉——例如,通过增加或减少蛋白质含量要求taste-improving添加剂。

重组蛋白

转基因细菌和酵母用于创建各种有用的蛋白质通过精密发酵。例如,在cheesemaking皱胃,混合酶传统收获从小牛的胃的奶酪,现在主要由转基因微生物凝乳酶生产所取代。是这种情况即使在欧盟,转基因技术面临着较高的监管障碍和许多其他蛋白质生产使用基因改造尚未得到批准。

加州伯克利的公司完美的一天,用一种真菌,木霉属reesei由基因决定,使β-lactoglobulin(牛乳清蛋白)的动物任意奶制品,包括勇敢的机器人在美国冰淇淋和牛奶在亚洲。不可能使用转基因食物毕赤酵母属pastoris血液泵出大豆leghaemoglobin酵母,血红素替代用于颜色和味道的假的汉堡。该公司销售的产品在国际上,已经向欧洲食品安全管理局申请批准其旗舰汉堡。各公司正利用转基因微生物使牛奶酪蛋白蛋白,蛋白蛋白质,甚至肌肉肌红蛋白和蛋白质从人类母乳,与许多非养殖肉生产所需的生长因子。

研究重点是找到最有效、最便宜的方式生产纯终端产品,理想的品质(包括保质期、融化温度或咀嚼性)。今年,少数食品技术创业公司建立了精密发酵联盟促进概念。

菌蛋白

发酵实验室的丝状真菌可以产生高纤维、高蛋白食物的质地类似瘦鸡。由一个版本镰刀菌素venenatum(发现最初于1967年在英国花园进入市场在1980年代在英国和美国在2000年代初。它是作为阔恩出售。

其他真菌也可以提供菌蛋白:公司性质的Fynd在芝加哥,伊利诺斯州,例如,使用镰刀菌素菌株flavolapis真菌发现,最初在怀俄明州的黄石公园,使无肉馅饼和奶油芝士的选择。至少有一打公司旨在开发菌蛋白产品,包括跨国巨头联合利华,它使用一个叫做Abunda菌蛋白的素食屠夫产品线。其他人正在fungi-based鱼和熏肉的替代品。

真菌需要喂糖菌蛋白成长,然后加热到变性RNA可以安全食用。一些产品使用少量的鸡蛋作为粘结剂。研究人员正在调整过程中发现产品最理想的营养、味道和质地以最低的成本。可能包括,例如,喂养真菌廉价农业废弃物等产品从酝酿了粮食⁵。

藻类

Macroalgae,包括海藻,在一些文化中是一种常见的高蛋白食物成分。有一个越来越浓的兴趣养殖海带帮助生态系统;固碳;并为人们提供蛋白质和动物。研究表明,红藻补充剂,特别是可以削减超过80%的甲烷从牛打嗝,气候变化与好处⁶。创业公司,包括Rumin8在珀斯,澳大利亚,正在调查这个想法。微藻如螺旋藻也用于蛋白质粉和替代产品,如基于藻类的面粉。

研究人员建议利用人工智能和计算机模拟的权力来找到最好的,最高效率的微藻,缓和他们的绿色和可疑的味道⁷。

细菌蛋白质

一些细菌产生蛋白质自然空气中二氧化碳,如果他们也用氢气。氢需要大量的能量,然而,通常是通过分裂水。

芬兰的太阳能的食物使用自然的Xanthobacter,例如,蛋白质粉供人类消费的称为Solein,去年在新加坡批准;该公司还申请了欧洲食品安全管理局的批准。

细菌蛋白质已经用于动物饲料,Calysta圣马特奥市加州,例如,使用嗜食甲烷细菌产生FeedKind,他们变成鱼的蛋白质食物和猪的补充。

昆虫

世界各地的许多文化吃昆虫,通常和烤点心。近年来,公司加紧农场——主要是对动物饲料或作为宠物食品。工厂生产出蟋蟀和蚱蜢、black-soldier-fly幼虫和粉虱;欧洲,农业昆虫的热点,每年产生6000吨的昆虫蛋白⁸。Bug-based汉堡已经存在很多年了;欧盟批准,干黄粉虱(Tenebrio莫利托2021年5月)作为人类的食物。面粉制成的蝗虫和蟋蟀在国际上被广泛使用。

虽然昆虫看起来像一个容易农场,蛋白粉制成的他们非常昂贵,主要是由于能源和劳动力成本和小规模生产的低效率。根据2019年世界经济论坛白皮书⁹替代蛋白质,昆虫蛋白给消费者的成本大约三分之二的非养殖肉——比藻类昂贵得多,鸡肉或豆腐,更不用说更便宜的传统牛肉、坚果和植物。和昆虫还是动物,与相关的福利问题。

对地球人,

几乎所有的选择,无肉的蛋白质比红肉更健康了。当研究人员分析了不同蛋白影响健康的方法⁹——看着胆固醇、盐、纤维、脂肪和更多——他们发现肉是最有害的。猪肉和牛肉最diet-linked死亡做出了贡献,并为培养版本仍将如此。从真菌和豌豆蛋白是最健康的选择列表中,死亡率减少近2.5%(见“健康选择”)。

一般来说,一切肉类的替代品来减轻地球的负担,只要使用的能源是可再生能源和取代传统肉类的食物。

2021年的一份报告由牛津大学的研究人员¹⁰发现,全球粮食系统释放约14吨的温室气体,约占总排放量的四分之一。14吨,约40%来自植物性食物,60%来自肉类(包括作物喂牲畜)。所以换掉所有创建的任何替代蛋白质的肉类与可再生能源,报告的结论是,将有效地减少一半食物排放。同样的逻辑,取代10 - 20%的全球肉类消费选择可以节省大约一吨温室气体的排放——比航空业每年喷出。

有些选择比。细菌蛋白质在最少的土地使用和温室气体排放方面,例如,而植物性食物占用大量的土地,但有一个小的碳足迹(见“气候津贴”)。

各种替代方案可以填补特定的利基市场,说好的食物研究所分子生物学家亚当情夫在教堂山,北卡罗莱纳。可再生电力便宜,快速增长的细菌是一个很好的选择对于生产蛋白粉;哪里有农业废弃物,真菌可以使用它变形菌蛋白金块。“我们需要他们,”他说。