合成生物学在Impossible Foods的「人造肉」汉堡中发挥了什么作用？

“奶牛是一种过时的技术。”Patrick O.Brown 说。

Brown 是人造肉头部公司 Impossible Foods 的创始人兼 CEO。他是美国生物化学家，在斯坦福大学担任教授，在休假期间，他萌生了研发 “人造肉” 的想法，并在 2011 年拿到了知名风投 Khosla Ventures 的 900 万美元成立公司，之后全身投入这家公司中。

5 年后，Impossible Burger 被摆上餐桌。

在公司成立之后的 8 年时间里，这家公司已经从比尔盖茨、谷歌风投和李嘉诚的维港投资等投资人中募集了 3.96 亿美元。

图 | Patrick O.Brown（来源：Impossible Foods）

Brown 对公司的素食汉堡的要求很高：首先，营养成分要比牛肉汉堡更健康，最差也要相当；其次，生产汉堡的过程要比生产牛肉汉堡的过程更环保，减轻 90% 对地球的破坏；第三，要实现 “色、香、味” 俱全，质地和口感要和牛肉汉堡无差别，要能像肉一样可烹饪；最后，价格便宜。

事实上，Brown 的目标也是整个行业的目标。那么，为了实现这些目标，Impossible Foods 都做了哪些方面的努力呢？

利用合成生物学开发 “血”

这需要多学科的共同研究。

Brown 的妻子 Sue Klapholz 也是一位生物化学家，她正在带领团队研究营养。为了复制牛肉汉堡的肉饼，豆科植物被连根拔起以提取豆科血红蛋白，后者又被称为 “植物血”。豆血红蛋白可以使素食汉堡的肉饼更粉红、更血腥、更肉质。为了找到一个可持续和可扩展的解决方案，他们转向了合成生物学。

像许多合成生物学项目一样，这个过程分为五个步骤：

・首先，研发人员在实验室里对几十种豆科植物的基因组进行测序读取基因组，

・其次，生物学家鉴定出在各种豆类中产生豆血红蛋白的特定基因，

・第三步，特定基因被插入到应用广泛的酵母毕赤酵母 (Pichia pastoris) 中，

・第四步是发酵过程。这个过程不太像酿造啤酒，而是用葡萄糖喂养带有血红素生产编码的酵母，并在精确控制的条件下生长，毕赤酵母在实验室规模的发酵罐中就会产生泡沫状的红色植物血液。

・第五步就是倾析并且纯化豆血红蛋白，以供进一步使用。

图 | 豆血红蛋白

豆血红蛋白被应用到 Impossible Foods 早期的汉堡产品中。现在，他们决定把豆血红蛋白的生产扩大到工业规模发酵。加州奥克兰的工厂已经可以酿造出一种富含血红素的豆血红蛋白。

除了增加 “肉感” 以外，血红蛋白也可以提供营养素，解决贫血问题。有数据显示，50% 的印度青年女性患有贫血症，血红蛋白水平平均为 7 gm/decilitre，常见的症状为持续疲劳和无法集中注意力。

香味和文化

烹制食品的过程也被纳入 Brown 的考量范围。他希望人造的肉饼在烤制时也可以嘶嘶作响，渗出鲜血。在这样的烹饪环境中，更能触发与肉相关的愉快记忆。

为此，化学家把气相色谱质谱联用仪连接到烧烤架上，研究人员在大量的挥发物中确定了关键的香气分子。

另外，Impossible Foods 的兄弟 Richard 也加入到了研发当中，他是一位神经科学家，他加深了团队对于吃汉堡的神经化学过程的了解。

嗅觉可以触发关于爱和快乐的强大记忆。确定挥发物的正确组合来重现烹饪和吃肉的体验是非常关键的。根据几项实验，科学家们为各种肉类绘制了神经和生物化学的香味设计空间。

对汉堡肉饼进行逆向工程的最后一步是，将脂肪成分 (例如椰子油) 封装在分散在大豆分离蛋白基质中的马铃薯蛋白中。

自此，Impossible Foods 的创新汉堡肉饼才算完工。理论上，烹饪时可以嘶嘶作响，渗出多汁的脂肪，闻起来和牛肉一样。

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