2021年是中國農(nóng)歷牛年。牛與中國的關(guān)系源遠(yuǎn)流長，古代思想家老子至今流傳最廣的形象，就是騎著一頭大青牛。中國東北還是人類最早馴化牛類動(dòng)物的地區(qū)之一，對牛的馴化起于一萬年前。

牛在傳統(tǒng)文化中代表著勤勞、誠實(shí)和奉獻(xiàn)的精神。人們常說，牛吃的是草，擠的是奶。除了提供肉食之外，牛也作為勞動(dòng)力為農(nóng)耕文明作出重要貢獻(xiàn)。

步入近代，牛成為科學(xué)家的寵兒，不僅“協(xié)助”科學(xué)家合成胰島素，更為人造肉的研究開發(fā)提供便利。

首次人工全合成牛胰島素

1965年9月，中國科學(xué)院生物化學(xué)研究所、北京大學(xué)、中國科學(xué)院有機(jī)化學(xué)研究所協(xié)作，完成了人工全合成結(jié)晶牛胰島素。

人工全合成結(jié)晶牛胰島素，是世界上第一次人工合成與天然胰島素分子相同化學(xué)結(jié)構(gòu)并具有完整生物活性的蛋白質(zhì)，標(biāo)志著人類在認(rèn)識生命、探索生命奧秘的征途中邁出了關(guān)鍵性的一步。

胰島素能夠促進(jìn)人體組織對葡萄糖的攝取與利用，并抑制糖原的分解和異生。胰島素不足，會(huì)引發(fā)糖尿病發(fā)生，而胰島素過多，則會(huì)引起代謝障礙。

胰島素是當(dāng)時(shí)唯一闡明化學(xué)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。1955年英國化學(xué)家桑格完成了胰島素的全部測序工作，并因此獲得1958年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。然而國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《自然》卻發(fā)表評論文章斷言：“合成胰島素將是遙遠(yuǎn)的事情。”

人工合成胰島素項(xiàng)目在1958年底被列入1959年國家科研計(jì)劃，參加的科研人員來自中科院生化所和有機(jī)所，以及北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等單位。自1958年12月正式立項(xiàng)至1965年9月科學(xué)家觀察到胰島素結(jié)晶，歷時(shí)近7年。人工全合成結(jié)晶牛胰島素這一原創(chuàng)性工作被譽(yù)為“前沿研究的典范”，曾獲1982年國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

人造牛肉成風(fēng)潮

出于對牛肉的喜愛和健康生活的追求，人類正在孜孜不倦地嘗試人工合成牛肉。

2019年4月，連鎖快餐企業(yè)漢堡王在美國密蘇里州圣路易斯及其周邊地區(qū)的59家商店推出了一款不含肉的人造肉漢堡。漢堡王宣稱，人造肉漢堡的味道與傳統(tǒng)牛肉餅相同，唯一的區(qū)別是它不含牛肉。

與傳統(tǒng)的素食漢堡不同，人造肉漢堡旨在模仿烹飪時(shí)肉的外觀和質(zhì)地。Impossible Foods公司從大豆根中培育出血紅素，將其制成餡餅，用以模仿肉餅的質(zhì)地。據(jù)福克斯新聞報(bào)道，咀嚼這款人造肉漢堡所發(fā)出的聲音十分令人信服。據(jù)悉，這款人造肉漢堡的卡路里含量略低于原始的牛肉皇堡，膽固醇含量低，反式脂肪含量為零。

2019年5月，另一家人造肉公司Beyond Meat在美國納斯達(dá)克上市，首日便暴漲163%，創(chuàng)造了21世紀(jì)以來美國公司IPO首日的最佳表現(xiàn)，被稱為“人造肉第一股”。 2020年4月，Beyond Meat與星巴克中國合作，推出植物牛肉產(chǎn)品。

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)主要有兩種不同類型的人造肉。一種是像Beyond Meat和Impossible Foods那樣的植物性素肉，用豌豆蛋白、大豆、小麥、馬鈴薯和植物油來還原動(dòng)物肉的質(zhì)地和口感；后者則是像Aleph Farms那樣從動(dòng)物身上提取肌肉組織，然后放入生物反應(yīng)器進(jìn)行培育，該種方式尚處于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

2018年12月，以色列生物科技初創(chuàng)公司Aleph Farms宣布推出由3D培養(yǎng)技術(shù)培育的首例可食用人造牛排。次年10月，Aleph Farms又宣布在國際空間站運(yùn)用3D生物打印機(jī)成功培育首塊太空人造肉。他們將牛細(xì)胞送上國際空間站，在微重力環(huán)境下通過3D生物打印機(jī)將牛細(xì)胞培育成類似于傳統(tǒng)肉類的小型肌肉組織。

牛打嗝與溫室效應(yīng)

與真實(shí)牛肉相比，人造肉往往被視為一種更健康的飲食方式。很少有人想到，吃牛肉與地球溫室效應(yīng)也有關(guān)系。

牛是非常典型的反芻動(dòng)物，有一顆區(qū)別于其他常見家畜的瘤胃，這里也是產(chǎn)生甲烷的主要部位。當(dāng)牛群打嗝時(shí)，甲烷氣體會(huì)釋放到體外，這是除二氧化碳之外的第二大容易引發(fā)“溫室效應(yīng)”的氣體。每頭奶牛每天可產(chǎn)生最高達(dá)380升的甲烷。

據(jù)美國環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)的調(diào)查，每年全球反芻動(dòng)物產(chǎn)生約8000萬噸的甲烷排放量，約占每年人造甲烷排放量的28%。在新西蘭，因?yàn)榫d羊和奶牛打嗝產(chǎn)生的甲烷占引發(fā)該國溫室效應(yīng)氣體總量的43％。

聯(lián)合國糧農(nóng)組織發(fā)布的《牲畜的巨大陰影：環(huán)境問題與選擇》報(bào)告顯示，由于人類對肉類和奶類的需求不斷上升，牲畜飼養(yǎng)業(yè)快速發(fā)展，因此產(chǎn)生的溫室氣體比汽車還要多。報(bào)告稱，人類活動(dòng)(包括飼養(yǎng)牲畜)產(chǎn)生的甲烷(俗稱沼氣)，有37%來自反芻牲畜的消化道，而甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的23倍。

畜牧業(yè)已經(jīng)注意到牛群帶來的甲烷排放問題，通常的解決思路是在牲畜的食物中加入添加劑，抑制它們排氣。

近期，英國一家科技公司提出一種新的辦法——“牛用減排口罩”。他們研制的口罩能夠收集牛打嗝產(chǎn)生的甲烷，進(jìn)而減少碳排放。口罩可以在牛呼吸和打嗝排出的氣體中捕捉甲烷，通過催化劑使甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，最終實(shí)現(xiàn)減少甲烷排放的目的。據(jù)稱，這款口罩可以減少 60% 的甲烷排放量。