未來某一天，當你走進一家速食店，發現菜單上增加了植物肉堡、3D列印牛肉堡、蟲肉堡等新選擇，除了新奇感外，你明白這些產品出現的意義嗎？
蛋、奶、肉是許多人飲食中動物性蛋白質的主要來源，但生產動物性產品的過程其實對環境十分不友善。研究顯示，畜牧產業、養殖漁業所造成的溫室氣體（GHG，greenhouse gas）排放約佔人類活動的14.5％，所產生的大量耗水與環境汙染等亟需解决的問題對於推動環境永續一直是個重大挑戰。根據近年的統計報告，全球畜養動物占地大約為全球農業用地的二分之一至四分之三，然而動物性食品僅佔全球食品18％的熱量供應和25％的蛋白質供應，除了食用昆蟲與野生鮪魚外，生產動物性蛋白質所排放的二氧化碳量均較其他植物蛋白質來源高出許多（圖一）。此外，畜養動物所需的飼料大部分亦來自植物，生產肉類所耗費的環境資源遠大於直接攝取植物性產品。除了對環境資源的浪費，動物福祉問題也一直被人討論。工業化的漁牧養殖業為了快速且低成本的生產大量蛋、奶、肉等產品，往往使用密閉擁擠的飼養設施，犧牲這些動物的自然行為。在諸如此類的生存環境下，動物常遭受身體苦痛折磨。由於動物福祉訂定的標準不一，這些問題在小型、有機的畜牧系統中也存在。其他潛在問題還有人畜共通傳染病的爆發與「紅肉」（牛、豬、羊等肉類）對人體健康的隱憂，近來台灣對於含萊克多巴胺（ractopamine）美豬開放的食品安全議題更是吵翻天。雖然比起植物性蛋白質，人體能更有效的利用動物性蛋白質，綜合以上缺點，肉類養殖產業對於推動環境永續是弊大於利，尤其近年來氣候變遷越來越有感，未來人們將不得不改變生活型態與飲食結構，轉向攝取較環境友善的蛋白質來源。
圖一、各種蛋白質來源生產所耗費的溫室氣體排放量比較，以生產每100公克蛋白質所排放的二氧化碳量計算，n代表所觀察的產品種類數目，各產品分類的最小值與最大值來自各分類下不同產品的碳足跡。自行翻譯修改自參考資料1。
我們常聽到「吃素救地球」，的確，直接攝取植物性蛋白質以取代動物性蛋白質或許是最簡單的解決方法，但並不是所有人都能接受目前定義的純素食生活，人體營養的考量方面，植物性產品因缺乏部分人體必需營養素，也無法完全取代肉類產品，這些營養需要經過加工或額外補充。拜科技發展所賜，現今已有許多肉類替代品問世，這些不同於傳統認知的「未來肉」在滿足我們口腹之慾外或許也能在環保減碳上有所貢獻。
植物肉
大豆素有「田裡的肉」之稱，市面上許多素食產品即是來自豆科植物的蛋白質。除了傳統素肉外，近年來幾乎能「以假亂真」的植物肉（plant-based meat）吸引了許多目光。「素肉」與「植物肉」其實都不是肉，主成分都來自植物性蛋白質，植物性蛋白質和動物性蛋白質的胺基酸組成不同，口感亦有所差別，如何讓這些源於植物蛋白質的「非肉」在視覺與口感上更接近「真肉」（動物肉）便是各生技公司努力的目標。一些食品公司為了逼真，會添加甜菜根或石榴果汁到植物肉中，利用其紅色的植物色素製造血水效果。動物肉中攜帶的血水的紅來自血紅素中的血基質（heme），豆科植物與根瘤菌共生所產生的豆血紅素分子結構與功能皆類似於動物血紅素，有些食品公司就利用這點將大豆血紅素的基因放到酵母菌中表現，以獲得大量的大豆血紅素並添加到植物肉中，模擬動物肉的粉嫩紅潤。其他奶蛋替代品除了傳統素食常見的植物奶（豆漿、杏仁奶等）外，綠豆製液態蛋也是一種新選擇。除了直接攝取天然植物性食物，這類加工食物也為減少畜牧業對環境的負面影響提供一個解決之道。
培養肉
不管口感能做到多麼接近，對於絕對肉食主義者來說植物肉永遠都是「假肉」，但養牛養豬所需付出的環境成本令人頭疼，堅持吃真肉的這類消費者未來或許可以嘗試3D生物列印培養肉。細胞培養肉（cell-based meat），又名培養肉（cultured meat）、純淨肉（clean meat）等，是一類利用生物醫療技術培養動物肌肉細胞的產品。與植物肉不同，培養肉並非素食，而是「真肉」。生產培養肉的細胞來源可通過兩種方式獲得：（1）持續的從活體動物取得細胞，或（2）利用幹細胞誘導肌肉纖維細胞，近年來更發展出使用生物墨水（bioink）列印生物組織器官的3D生物列印培養肉。這種實驗室培養的生產的動物性蛋白質能大幅減少傳統畜牧養殖業生產過程中的溫室氣體排放與環境汙染問題（圖一），亦能避免動物藥物的使用與疾病傳播，占地資源少，也可兼顧動物福祉，但由於其技術源於醫療領域，生產過程中需要實驗室等級的設備，生產成本相較於工廠化飼養高昂許多，目前仍未商品化上市。目前對於培養肉生產過程中溫室氣體排放的研究非常少，不同產品之間的差距也相當大，儘管如此，以培養肉取代溫室氣體排放量高的肉類（例如牛肉）仍具有市場潛力，隨著相關研究與技術與時漸進，高成本問題終有解決的一天，再加上培養肉的其他優勢，其未來相當值得期待。
食用昆蟲
人們或許會質疑，考慮到生產所需要的技術成本與添加物，上述這些「人造肉」真的能達到節能減碳與營養兼顧的目的嗎？除了「人造肉」，我們能不能在自然界中找到更環保的動物性蛋白質來源呢？當然！（但可能會嚇到某些人）：我們可以選擇吃蟲。蟲在許多人的印象中一直是噁心與不衛生的，但其實許多文化中早已有食用昆蟲的習慣。人類飲食通常以兩種形式攝取食用昆蟲：直接吃或磨成粉再添加到其他食物或動物飼料中。由於市場接受度不一，目前全面推廣吃蟲以取代吃肉仍十分困難。如果能克服吃蟲的恐懼，昆蟲其實是個很好的動物性蛋白質來源。不同於上述經過高度加工的「人造肉」，食用昆蟲容易養殖，且具高蛋白質，植物蛋白質轉換為動物蛋白質的效率也較一般畜牧動物（例如牛、豬等）高出許多，而選擇特定昆蟲種類與經過多代培養純化可以排除有害微生物汙染的疑慮。考慮到食用昆蟲的各種優點，除了全素飲食外，「吃蟲救地球」也能兼顧營養、環保與能量轉換效率。
隨著民眾環保意識提升，更多環境友善的食物創新研究如雨後春筍般地出現，使我們有了更多傳統肉類的替代方案，這些創新食物能夠避免許多傳統畜牧與肉品產業的問題，也因不須宰殺、畜養動物而解決了動物福祉問題（大家好像對哺乳類和鳥類特別好，不曉得未來會不會改為關心昆蟲福祉）。植物肉與培養肉這些肉類替代品的概念與技術其實並不是最近才開始發展的，只是由於針對公共衛生、環境和動物福祉等方面的研究數量稀少，各界對這類高度加工食品是否能真正緩解全球暖化與糧食危機仍有疑慮。不可否認的是，這些肉類替代品各有其優點與發展潛力。無論如何，若大眾的消費意願能由畜牧漁產品轉向肉類替代品，我們將來應該能看到這些所謂的「未來肉」在我們日常生活中更為普遍。
參考資料
- Santo, R. E., et. al. (2020). Considering plant-based meat substitutes and cell-based meats: a public health and food systems perspective. Front. sustain. food syst. doi: 10.3389/fsufs.2020.00134
- Imathiu, S. (2020). Samuel Benefits and food safety concerns associated with consumption of edibleinsects. NFS Journal. 18:1-11.
獲得”財團法人國立自然科學博物館文教基金會科普寫作網路平台”審稿通過
原文連結：http://foundation.nmns.edu.tw/writing/hotnews2_detail.php?gid=11&id=1226