一块肉的16年“培养”路中国科学报

“不用养猪就能吃到猪肉。”3D打印的五花肉，融合菌菇蛋白的“蜂巢肉”，抑或以分子料理手法呈现的“肉清汤啫喱配肉脆片”……来自细胞培养肉的多元产品或许将很快摆上人们的餐桌。

用细胞培养肉制作的多元产品。南京农大供图

近日，南京农业大学肉品质量控制与新资源创制全国重点实验室（以下简称“实验室”）联合南京周子未来食品科技有限公司，建成了国内规模最大的细胞培养肉中试工厂，全球首次实现细胞培养猪肉2000升生物反应器规模化试生产。

从2009年实验室里埋下第一颗细胞培养肉研究的干细胞“种子”，到实验室里种出第一块肉的“稀罕物”，再到规模化生产的“盘中餐”，细胞培养肉究竟突破了多少科研难题？如今，该实验室团队实现了基础研究的“从0到1”、工程化能力的“从1到10”，以及产业化的技术闭环。

突破：“从0到1”的第一块肉

“细胞培养肉”是一种人造肉，是依据肉类在动物机体里的生长规律，利用体外培养和生物制造方式培养动物细胞而生产的可食用肉类。

南京农业大学特聘教授、实验室主任周光宏说，细胞肉是不需要养殖动物就可以吃到的肉。他们从动物身上提取细胞组织，分离出具有成肌、成脂、生产胶原蛋白的种子细胞，在培养皿中经驯化培养后，依托培养液，在生物反应器中让细胞不断增殖，再利用3D打印等的方法大规模生产肌肉、脂肪、胶原蛋白等肉中最重要的组成部分，最后长成“肉”。简而言之，细胞培养肉是用动物细胞“种”出肉。

“不需要养殖、屠宰就可以生产肉，口感、风味可控，还可以人工调节蛋白质、脂肪含量，减少饱和脂肪酸成分。”周光宏说。

德国斯塔蒂斯塔调查公司数据显示，预计到2040年，全球肉制品市场将有40%为常规动物肉，35%为细胞培养肉，25%为植物蛋白肉。

“粗略计算，如果细胞培养肉进入量产阶段，可大幅降低能源消耗，降低78%至96%的温室气体排放量，降低80%至99%的土地使用，减少82%至96%的用水量。”周光宏说。

长期以来，全球细胞培养肉产业面临三大“卡点”：如何获得高纯度且能稳定传代的种子细胞？如何摆脱对动物源成分（血清）的依赖，实现低成本的无血清培养？如何从小试、中试平稳跨越到百升级乃至千升级的规模化生产？

南京农业大学实验室的目标就是要攻克这三个核心瓶颈。

2009年，周光宏带领团队开始进行以“干细胞肉”为目标的研究工作。摸索了整整10年，2019年，实验室团队用第六代猪肌肉干细胞，经过20天培养出重达5克的国内第一块细胞培养肉。

“第一块肉”。南京农大供图

这“第一块肉”的诞生借助的是高纯度肌肉干细胞的分离提纯技术，突破了“难以获得高纯度单一细胞群”的瓶颈；利用干细胞体外培养干性维持方法，他们也初步解决了传代过程中细胞增殖和分化能力衰减的难题。

跨越：从“实验室逻辑”到“工程化逻辑”

在阵阵规律的“打印”声中，装有红色和白色“生物墨水”的打印喷头来回移动，白色托盘里方块形状的“猪肉”逐渐变厚，色泽诱人……该实验室科研人员正在进行3D生物打印细胞培养肉研究。

然而，真正的考验在于，如何将实验室里的“小皿”培养，放大为生物反应器里的“大罐”生产。

2020年，实验室核心成员孵化创立了南京周子未来食品科技有限公司，开启了从科研探索向产业化迈进的“接力跑”。这是南京农业大学推动科技成果转化的重要一步——让科学家带着技术“走出去”，让实验室的成果在产业一线“活起来”。

实验室团队成员。南京农大供图

这一次，实验室团队不再满足于单项技术的突破，而是启动了“系统性创新”的全面攻关。

在种子细胞层面，团队成功驯化出适应无载体悬浮培养的工业级细胞株，这意味着细胞不再需要贴壁生长，可以在生物反应器里自由悬浮、快速增殖，为大罐生产扫清了首要障碍。

在培养基层面，团队创立了基于高通量筛选与人工智能结合的研发平台，成功开发出低成本食品级无血清培养基。这不仅破解了“卡脖子”难题，更将自主驯化的种子细胞倍增时间缩短40%，细胞密度提高5倍，为降本增效奠定了关键基石。

在生产工艺层面，团队首次建立了从125毫升到500升的细胞培养猪肉逐级放大生产工艺。2023年，实验室联合周子未来完成世界首次细胞培养猪肉在500升生物反应器中的中试放大生产，标志着我国细胞培养肉技术整体进入国际先进水平，其中多项技术被评价为“国际领先”。

与此同时，细胞培养肉产业在国际上已取得重大进展。美国于2023年首次审批通过两家细胞培养肉公司的产品在当地生产销售。国内也有不少公司和高校从事细胞培养肉研发，加快推进产业化。

登高：2000升试生产与全链条闭环

在此基础上，实验室继续向更高目标迈进。2025年12月，实验室再度刷新纪录——联合周子未来新建成国内规模最大的细胞培养肉中试工厂，成功实现全球首次细胞培养猪肉2000升生物反应器规模化试生产。

实验室和公司团队成员在中试工厂。南京农大供图

该工厂整合了从种子细胞创制与培养、低成本无血清培养基研制，到2000升生物反应器规模化生产工艺，以及贯穿全程的食品安全保障体系，形成了覆盖核心工艺、规模生产与质量管控的完整技术闭环。这座年产10至50吨的中试工厂，是一个“工程范本”，为未来万吨级产线设计提供了关键的数据支撑。

周子未来CEO丁世杰说：“我们实现了从‘1到10’的跨越，整个过程完整验证了中试工厂的运行、种子细胞和培养基的性能，以及放大生产的工艺，全套流程已打通，技术上基本上没有什么难题了。目前，公司已整合细胞培养猪肉的生产工艺及安全性评估成果，正于新加坡推进新食品原料申报工作，国内相关安全性评价工作亦同步开展。”

丁世杰介绍,细胞培养肉是目前所有人造肉技术中，唯一能够生产哺乳动物细胞、与真正肉的蛋白质和脂肪风味接近的产品。因此，他们并未止步于生产“肉糜”，而是积极探索细胞培养肉的多元产品形态。

除了大众化食品，团队还联合地方开发创意菜，融合细胞培养肉和创意元素，打造高端产品。新产品如3D打印的五花肉、“蜂巢肉”、“肉清汤啫喱配肉脆片”，都表明细胞培养肉在形态、风味与质构上的高度可塑性。这些创新产品为其开拓了从大众餐饮到高端料理的多元化落地路径，也让消费者看到了细胞培养肉的更多可能性。

目前，实验室已开展细胞培养肉风味与营养的系统研究。南京农业大学食品科学与技术学院院长李春保教授介绍，细胞培养猪肉可作为核心肉香前体物质，添加至植物肉中能显著提升风味，使其更接近真实猪肉；同时，培养猪肉蛋白的胃消化率达76.77%、肠消化率达88.33%，显著优于传统猪肉、大豆蛋白、蛋清、乳清及酪蛋白，营养品质突出，是优质的新型肉类食材。

随着全球已有5个国家、11个企业的细胞培养肉产品获批上市，这一产业正迎来商业化落地的集中爆发期。实验室及其产业化平台在这一进程中的系统性突破，使中国在细胞培养肉，特别是细胞培养猪肉领域，已然跻身全球第一梯队。

或许不少消费者对细胞培养肉的安全性仍有担忧。“细胞培养肉是养殖肉的补充，安全标准只会更高。”丁世杰说，公司开发了细胞培养猪肉潜在风险物残留检测方法等技术，生产全程监控，而且在封闭的生物反应器进行培养，可以杜绝动物疫病和食源性疾病传播。

周光宏说，随着技术不断优化、产业规模不断扩大，细胞培养肉的生产成本将进一步降低。2013年国外首次发布的细胞培养肉汉堡成本达33万美元，现在已降到每公斤千元以内，并有望进一步下降，助力肉类产品稳产保供。