文|FoodPlusHub Turo

“我们不应为了吃鸡胸肉或鸡翅而养一整只鸡，应该在合适的培养基中分别培养这些组织”，出于动物福利和生产效率方面的考量，英国前首相丘吉尔在1931年曾这么畅想过。

在近一个世纪后，丘吉尔当初这个“狂野”的畅想已经成为了现实，而这个现实背后是正在发生的全球蛋白质的供应系统的革命。

风险资本的热情往往可以充当着一个早期行业的风向标，我们可以通过资本的动态见微知著来感受一个早期行业的脉搏与能量。

替代蛋白领域的风险投资趋势，来源：Crunchbase, GFI, FoodPlus

2020年，细胞培养蛋白领域的投融资金额实现了近400%的增长，总金额超过了4亿美元，这个增速远超植物基蛋白和发酵蛋白领域。

尽管已经增速惊人，但我们可以负责任地说：2020年只是一个开始。我们在《是时候聊聊我们对发酵替代蛋白万亿市场背后机会的观察了》中曾做出过一个判断：

替代蛋白与新能源市场相比，整体潜在市场规模相差不大，但资本投入却相差了好几个数量级。从这个角度看，替代蛋白领域的资本投入存在着结构性的缺失，未来将呈现指数级别的增长。

这个判断在今年年初很快就得到了初步验证。单看细胞培养肉，2020年12月新加坡通过全球首个细胞培养肉产品的食品安全监管审核宛如一声声势滔天的冲锋号，点燃了创业公司和资本端的极大热忱。在那之后，尽管遇上了西方人的“圣诞-新年假日季”，短短不到3个月里发生了数起大大小小的投融资事件：

2020年12月7日，荷兰细胞培养肉公司Mosa Meat宣布完成了B-2轮融资，筹集了2000万美元，其B轮融资额累计达到7500万美元；

2021年1月13日，澳大利亚细胞培养肉公司Vow Food近日完成了600万美元的种子轮融资（Vow Food的特别之处在于他们重点关注的是非驯服动物，如袋鼠肉、羊驼、水牛，甚至是已经灭绝的动物）；

2021年1月19日，美国的细胞培养海鲜公司BlueNalu获得了6000万美元的债务融资；

2021年1月21日，西班牙的细胞培养肉公司BioTech Foods表示他们正在领导一个520万欧元的细胞培养肉项目，这个的启动资金中有370万欧元是西班牙政府出资；

2021年1月26日，瑞士的细胞培养肉创业公司Mirai Foods完成了240万美元的种子轮融资。Mirai Foods成立于2019年，目前主攻细胞培养牛肉，开发出原型产品只用了6个月，这个时间比先行者们缩短了很多；

2021年2月2日，以色列细胞培养肉企业Future Meat Technologies宣布获得了新一轮近2700万美元的战略融资，投资方包括泰森食品（全球最大的肉类生产商及供应商之一），ADM（全球四大粮商之一），穆勒集团Müller Group以及众多知名食品农业科技风投基金，其中还包括了中国首支专注食品农业科技早期项目投资的VC食芯资本Bits x Bites；

2021年2月11日，加州的细胞培养-植物基混合人造肉创业公司New Age Meats完成了200万美元的补充融资。

2021年2月23日，Mosa Meat完成了1000万美元的B轮补充融资，B轮融资累计达到8500万美元。

这股巨大的能量也传到了中国：

2020年12月21日，南京的细胞培养肉科技公司周子未来宣布获得2000万元天使轮融资，由经纬中国独家投资，这是截至目前中国细胞培养肉领域最大的一笔投资；

2020年12月22日，细胞培养肉品牌CellX宣布完成了数百万元种子轮融资。本轮融资由替代蛋白主题基金力矩中国（Lever VC）领投，英国Agronomics，德国Purple Orange Ventures以及智利Humboldt Fund等跟投；

2020年1月26日，越南越南最大的水产品加工商Vinh Hoan Corporation (VHC) 近日宣布通过收购Avant Meats的股东之一Vinh Technology的方式，获得了Avant Meats的小部分股权。Avant Meats是位于香港的细胞培养海鲜肉创业公司。VHC表示会利用自己的全球销售网络和生产基础设施建设帮助Avant Meats的发展。

希望我们在《是时候聊聊我们对发酵替代蛋白万亿市场背后机会的观察了》中已经达成了一个共识——出于人口增长、气候、土地等要素的限制，传统蛋白质供给系统已经无法满足人类未来的需求，因此一个更环保的、更具生产效率的创新蛋白质供给系统的诞生具有必然性。

2020年替代蛋白产业在全方位都做出了突破，我们能清晰的感受到这种必然性正在不可逆地成为现实。

在三种主流替代蛋白人造肉（植物肉、微生物发酵肉、细胞培养肉）技术中，细胞培养肉是最被寄予希冀的一种，如知名咨询公司科尔尼预测2040年细胞培养肉将达到肉类市场35%的市场份额。在这个细胞培养肉将要迎来小规模爆发的前夕，我们想要先探讨一下细胞培养肉技术的必要性，再从技术、产业链、资本、投资机会、消费者与政策这几个方面简单勾勒出细胞培养肉行业的大致轮廓，让想要进入这个领域创业、从业或者投资的朋友可以快速获得一些认知。

一、细胞培养肉是怎么一回事，既然有了植物肉和发酵蛋白肉，为什么还需要细胞培养肉？

简单来看，细胞培养肉的工业化生产流程为：从动物身上提取活体组织——分离出目标细胞——初步培育目标细胞——将细胞群置入带有培养液的大型培养容器培养——经过10-12天的培养——分离提纯得到细胞培养肉——最终烹饪加工形成终端产品。

上述流程我们会在后面的部分再具体展开介绍，包括目前的核心技术流派、瓶颈以及产业链中蕴含的机会。

细胞培养肉技术实际上并不是什么近年来才出现的新鲜事，这种技术已经存在了100多年，上个世纪也曾有学者在实验室中培养出过“试管肉”（in-vitro meat）。但在当时，并没有需要创造出一种替代肉类的迫切性，很多支撑的理论和技术也没到位，因此这项技术没有得到充分的重视。

如今，寻找到一种替代蛋白已经成为人类必须需要在21世纪解决的一个难题，同时随着各方面的支撑理论和技术的逐渐成熟，通过细胞培养的方式来生产最接近传统肉类的“人造肉”的技术开始得到各界广泛的关注。在2000年前后，学者们阐明了肌肉形成的机理、肌肉干细胞保留了增殖和分化的能力，而组织工程的发展也为培养肉的实现奠定了技术基础。2012年，英国的约翰戈登(John Gurdon)和日本的山中伸弥(Shinya Yamanaka)因发现成熟的成体细胞可转变为多能状态干细胞而获得诺贝尔生理学或医学奖，这一发现有力促进了干细胞学科的发展。

2013年，细胞培养肉领域迎来了一个里程碑事件。荷兰马斯特里赫特大学的Mark Post教授（Mosa Meat的联合创始人与首席科学家）突破了细胞培养肉研发技术路线，分离肌肉和脂肪前体细胞、刺激细胞大量生长，在体外生产三千多条肌纤维，在2013年8月时成功合成了第一块可食用的细胞培养肉，当时他们还为这块来自不易的细胞培养肉举办了电视直播的试吃会。

值得注意的是，这块世界上第一块细胞培养肉饼当时造价32.5万美元。在那之后，各个创业公司苦心研发，试图把成本降下来，但目前纯粹的细胞培养肉产品依旧价格不便宜，2020年年中时Mosa Meat方面表示他们的牛肉产品的成本为每公斤180美元。作为对比，传统畜牧业获得1公斤牛肉需要支出的饲料费用平均是2美元。

可以看出，细胞培养肉是技术研发难度最高的一种人造肉技术，目前也依旧成本高昂。那么，在目前的人造肉技术中，有具有成本与监管审核优势的植物肉，也有具有生产效率与高生物价效（可以理解为吸收率高）的发酵蛋白肉，这种情况下为什么还要砸钱砸时间去研发技术门槛难度最高的细胞培养肉？

主要原因有三个：1.人类写在DNA里的对真实肉类的向往；2.肉中有许多未被发现的营养元素，在体内的代谢流程也没被完全揭示，长期缺乏可能造成身体的某种系统性障碍；3.口味、习惯、心理。

早期人类从大约260万年前就开始把肉类作为常规食物，在这几百万年的漫长进化过程里，对肉的渴望和需求早已被深深写在绝大部分人的DNA里。举个例子，尽管在进化过程中人类的嗅觉退化严重，但现代人类却依旧可以在数公里外闻到烤肉的味道。

上述这种对真实肉类的渴望，很有可能无法被一些替代肉产品完全满足。这一点可以通过代糖来类比。在代糖风靡了一段时间后，如今学术界关于代糖的质疑声越来越大，相关的文献研究的观点主要可分为这三类：

1、代糖通过味觉欺骗人体分泌胰岛素，但这时血糖并没有升高，胰岛素分泌将是并没有升高的血糖水平降低。长时间服用代糖，胰腺将出现适应性现象，出现胰岛素抵抗也就是血糖升高时也不分泌胰岛素，久而久之将导致糖尿病；

2、代糖影响肠道菌群，从而引起血糖耐受量降低，更提出会影响菌群影响的一切功能；

3、代糖不仅不能戒断糖瘾，还会进一步诱发，导致过量食用真糖的倾向。

与糖类似，肉类在人体内的代谢过程远未被完整揭示，此外肉中还有许多未被发现的营养元素，长期进食缺乏某些未知元素的替代肉有造成人体系统性障碍的潜在风险。就算今后植物肉和发酵蛋白肉在口味上可以做到与真肉十分接近，长期食用这些产品还是要面对这种潜在的健康风险，而成分与真肉十分接近的细胞培养肉则可以在一定程度上规避这种风险。目前在一些调研和测评中我们也有听到一种声音：进食植物肉让测评者更加想要吃真肉。

在“为什么你不吃植物肉”的前4个原因中有“不好吃”和“吃不饱”，图片来源：Quartz

此外，心理层面的因素也会造成人体对一些替代肉的排斥。针对这种现象比较有名的一种阐释是“恐怖谷效应（uncanny valley effect）”：

恐怖谷理论是一个关于人类对机器人和非人类物体的感觉的假设，在1970年被日本机器人专家森昌弘提出。其中，“恐怖谷”一词由Ernst Jentsch于1906年的论文《恐怖谷心理学》中提出，而他的观点被弗洛伊德在1919年的论文《恐怖谷》中阐述，因而成为著名理论。

在这种理论里，人会对仿真性高到一定程度但是又不够高的物体产生天然的排斥反应。这种心理现象很早就引起了替代蛋白/人造肉领域的学者和从业人员的注意，而与真肉成分最相近的细胞培养肉被认为是最有可能越过这个“谷”的人造肉技术。

二、生产流程中的核心要素、目前业界正在重点攻破的技术环节、产业链上的机会

前面我们介绍了细胞培养肉技术的规模化生产流程：从动物身上提取活体组织——分离出目标细胞——初步培育目标细胞系——将细胞群置入带有培养液与“支架”的大型培养容器培养——经过10-12天的培养——分离提纯得到细胞培养肉——最终烹饪加工形成终端产品。

在这个流程中有5个核心要素：种子细胞系、培养液、培养容器、支架、终端产品，在这个部分中我们会具体展开介绍这些要素，包括目前的核心技术流派、瓶颈以及产业链中蕴含的机会。

1、种子细胞系

种子细胞系（cell lines）是细胞培养肉生产流程的基础，许多种类的细胞都可以作为种子细胞系，目前主流采用的细胞种类有肌卫星细胞（Myosatellite cell）、多功能干细胞（Pluripotent stem cells，存在于骨骼肌中）、成纤维细胞（fibroblast，存在于结缔组织中）等。

种子细胞种类的选取基于分化能力与容易程度、增殖速率、基因稳定性等属性，上述这些细胞种类在这些属性中各有优劣。

肌卫星细胞不像干细胞和成纤维细胞一样需要在培养液中加入许多物质来引导分化为肌肉细胞，还有个实践优势是提取与培育相对比较方便。肌卫星细胞的缺点在于增殖速度较慢，并且衰老得比较快。“元老型”细胞培养肉公司Mosa Meat使用的是肌卫星细胞。

多功能干细胞也被一些公司采用作为种子细胞系。多功能干细胞也可以较为容易的分化成肌肉细胞，但是衰老得比较快，并且在实验室里存活困难。

肌卫星细胞与多功能干细胞都衰老都比较快，这使得它们的单位产能有限。正常细胞每一次分裂增值，DNF末梢都会变短一些，因此分裂到一定次数后就无法分裂了（自然条件下为20次左右），这个过程一般称之为细胞的衰老。

针对细胞易衰老这个问题，可以通过基因编辑来让细胞“长生不老”。美国著名细胞培养肉公司Memphis Meats采用的是诱导型多能干细胞(iPSCs)，这种细胞经过了基因编辑，植入了KLF4与OLT4等基因片段，使得细胞增殖速度变快并且可以无限增殖。

美国的政府和消费者对基因编辑食品的接受度比较高，因此Memphis Meats可以采用基因编辑技术。但是由于欧洲的食品安全监管部门和消费者对基因编辑食品的接受程度比较低，因此总部位于欧洲的Mosa Meat没有选择通过基因编辑来提升产能，而是尝试控制培养容器内的环境（酸碱值、温度、浓度等因素）和培养液的成分来增加细胞的分裂次数（目前他们可以达到35次分裂）。

成纤维细胞增殖速度比较快，可以分化成肌肉细胞和脂肪细胞，相比起干细胞分化所需的引导物质比较少（成本优势），在通过一定的培育之后可以达到无限增殖的状态（不需要基因编辑）。以色列的细胞培养肉公司future Meat Technologies（FMT）采用的是这种技术，该技术的缺点是这种状态的细胞可能会被一些消费者与癌症细胞联系在一起。

不同细胞系的对比，图片来源：FMT首席科学家Yaakov Nahmias的一场分享会

培育各个可食用物种的细胞系是当前细胞培养肉领域的一个重要工作。新的细胞系的培育一般需要6-18个月，是一个费时又费资源的环节。在医疗研究和细胞工程研究领域，细胞库一般由政府赞助，但是这些细胞库里基本都是老鼠与人类的细胞，无法用于食用。出于研究目的的话，不同物种的细胞行为也不一样，研究成果无法共享。这样的背景下，专业的2B细胞系供应商会在产业价值链条上占有一定的地位。

细胞系的培养流程，图片来源：FMT首席科学家Yaakov Nahmias的一场分享会

2、培养液

培养液也是细胞在培养容器中生长的介质（Media），决定了产出的效率和质量，也是目前细胞培养肉生产流程中最主要的成本环节。一般来说，分化和增殖时需要用不同成分组成的培养液。

主流的细胞培养液最主要的成分是牛胎盘血清（fetal bovine serum ，FBS），FBS的价格非常昂贵，因此也造成了细胞培养液每升价格高达20美元。在大型培养容器中，生产1公斤的细胞需要使用10升的细胞培养液，也就是200美元，远高于饲养方法中每公斤肉2美元饲料的成本，因此如何降低培养液的成本成为了细胞培养肉降本中最有力的杠杆。

目前降低培养液的成本有两个方法，一个是使用植物成分来替代FBS，另一种是循环利用细胞培养液。

Mosa Meat和Eat Just都采用了植物成分的细胞培养液来降低成本。根据Just CEO的数据，植物基细胞培养液是Just的细胞培养肉产品的成本从2018到目前下降了40倍的主要因素。

目前市面上的FBS替代品都有一定的局限性，具体体现在无法达到FBS培养液一样高的细胞增殖生产效率。

植物基研发能力是Eat Just的一个强项，他们拥有in-house植物成分研发团队和植物基成分数据库，但他们目前也无法完全脱离FBS，去年2020年12月在新加坡通过细胞培养肉产品还是需要使用含有FBS培养液。

Mosa Meat的创始人Mark Post在去年年中时曾表示公司总共约70个员工中的20个在研究开发更具效率更便宜的细胞培养液，15个人在研究如何回收利用培养液。

细胞的排泄物（如氨）达到一定浓度后会杀死细胞，由于人体内有血管和肝脏所以可以“排毒”，培养的细胞组织由于没有血管和肝脏所以需要换培养液或通过一些手段来清楚细胞培养液内的排泄物。Future Meat Technologies就开发出了细胞培养液自循环清洁技术，把细胞培养液的成本下降了2-4倍。

细胞培养液供应商也是一个巨大的产业链机会，目前已有一些2B公司如Back of the Yards Algae Sciences、Multus Media、Future Fields、Luyef Biotechnologies与Agulos Biotech。此外一些专业的植物基成分研发公司也将具备很强的竞争力，目前已经出现了一些利用AI平台来发现植物中未知的营养素和风味的公司，如Brightseed与Climax Foods。

3、生物反应器

Future Meat Technologies的生物反应器，图片来源：食芯资本

细胞增殖分裂的过程叫生物过程（Bioprocess），生物过程决定了生产的效率。生物过程在生物反应器（Bioreactor，就是细胞培养的容器）中进行，与发酵蛋白发酵时用的生物反应器类似，它控制温度、氧气、培养液流动等要素，让细胞培养肉的规模化、过程可控化成为可能。

生物反应器的核心作用是让培养液转化成细胞的比例提高，这也叫“培养液转化率”，与传统畜牧业的“饲料转化率”相对。

比较常见的生物反应器有以下几种：