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合成生物學在Impossible Foods的「人造肉」漢堡中發揮了什麼作用?

“奶牛是一種過時的技術。”PatrickO。Brown說。

Brown 是人造肉頭部公司 Impossible Foods 的創始人兼 CEO。他是美國生物化學家,在斯坦福大學擔任教授,在休假期間,他萌生了研發 “人造肉” 的想法,並在 2011 年拿到了知名風投 Khosla Ventures 的 900 萬美元成立公司,之後全身投入這家公司中。

5 年後,Impossible Burger 被擺上餐桌。

在公司成立之後的 8 年時間裡,這家公司已經從比爾蓋茨、

谷歌

風投和李嘉誠的維港投資等投資人中募集了 3。96 億美元。

合成生物學在Impossible Foods的「人造肉」漢堡中發揮了什麼作用?

圖 | Patrick O。Brown(來源:Impossible Foods)

Brown 對公司的素食

漢堡

的要求很高:首先,營養成分要比牛肉漢堡更健康,最差也要相當;其次,生產漢堡的過程要比生產牛肉漢堡的過程更環保,減輕 90% 對地球的破壞;第三,要實現 “色、香、味” 俱全,質地和口感要和牛肉漢堡無差別,要能像肉一樣可烹飪;最後,價格便宜。

事實上,Brown 的目標也是整個行業的目標。那麼,為了實現這些目標,Impossible Foods 都做了哪些方面的努力呢?

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利用合成生物學開發“血”

這需要多學科的共同研究。

Brown 的妻子 Sue Klapholz 也是一位生物化學家,她正在帶領團隊研究營養。為了複製牛肉漢堡的肉餅,豆科植物被連根拔起以提取豆科血紅蛋白,後者又被稱為 “植物血”。豆血紅蛋白可以使素食漢堡的肉餅更粉紅、更血腥、更肉質。為了找到一個可持續和可擴充套件的解決方案,他們轉向了合成生物學。

像許多合成生物學專案一樣,這個過程分為五個步驟:

・首先,研發人員在實驗室裡對幾十種豆科植物的基因組進行測序讀取基因組,

・其次,生物學家鑑定出在各種豆類中產生豆血紅蛋白的特定基因,

・第三步,特定基因被插入到應用廣泛的酵母畢赤酵母 (Pichia pastoris) 中,

・第四步是發酵過程。這個過程不太像釀造啤酒,而是用葡萄糖餵養帶有血紅素生產編碼的酵母,並在精確控制的條件下生長,畢赤酵母在實驗室規模的發酵罐中就會產生泡沫狀的紅色植物血液。

・第五步就是傾析並且純化豆血紅蛋白,以供進一步使用。

合成生物學在Impossible Foods的「人造肉」漢堡中發揮了什麼作用?

圖 | 豆血紅蛋白

豆血紅蛋白被應用到 Impossible Foods 早期的漢堡產品中。現在,他們決定把豆血紅蛋白的生產擴大到工業規模發酵。加州奧克蘭的工廠已經可以釀造出一種富含血紅素的豆血紅蛋白。

除了增加 “肉感” 以外,血紅蛋白也可以提供營養素,解決貧血問題。有資料顯示,50% 的印度青年女性患有貧血症,血紅蛋白水平平均為 7

gm

/decilitre,常見的症狀為持續疲勞和無法集中注意力。

合成生物學在Impossible Foods的「人造肉」漢堡中發揮了什麼作用?

香味和文化

烹製食品的過程也被納入 Brown 的考量範圍。他希望人造的肉餅在烤制時也可以嘶嘶作響,滲出鮮血。在這樣的烹飪環境中,更能觸發與肉相關的愉快記憶。

合成生物學在Impossible Foods的「人造肉」漢堡中發揮了什麼作用?

為此,化學家把氣相色譜質譜聯用儀連線到燒烤架上,研究人員在大量的揮發物中確定了關鍵的香氣分子。

另外,Impossible Foods 的兄弟 Richard 也加入到了研發當中,他是一位神經科學家,他加深了團隊對於吃漢堡的神經化學過程的瞭解。

嗅覺可以觸發關於愛和快樂的強大記憶。確定揮發物的正確組合來重現烹飪和吃肉的體驗是非常關鍵的。根據幾項實驗,科學家們為各種肉類繪製了神經和生物化學的香味設計空間。

對漢堡肉餅進行逆向工程的最後一步是,將脂肪成分 (例如椰子油) 封裝在分散在

大豆

分離蛋白基質中的馬鈴薯蛋白中。

自此,Impossible Foods 的創新漢堡肉餅才算完工。理論上,烹飪時可以嘶嘶作響,滲出多汁的脂肪,聞起來和牛肉一樣。

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