随着全球人口增长、城市化和收入提高，肉类需求持续上升。然而，传统畜牧业会带来公共健康问题（如食源性疾病、抗生素耐药）、环境问题（温室气体排放、水资源和土地占用）以及动物福利问题。 因此，科学界与产业界正在积极开发替代性肉类生产方式： 植物基肉（Plant-Based Meat, PBM） 细胞培养肉（Cell-Based Meat, CBM）。自然杂志于2020年12月8日针对植物肉和细胞肉等未来农业的发展做了系统的回顾《Plant-based and cell-based approaches to meat production》，从生产效率、产品特性以及各种影响层面，对植物基和细胞基肉类替代品的优势与挑战进行了详细评估。
随着人口增长、个人经济水平提高和城市化，全球肉类的生产和消费不断上升。联合国粮农组织（FAO）预测，到2050年全球肉类需求将达到4.55亿吨，比2005年增长76%。而鱼类的需求也预计将在2050年达到1.4亿吨。大部分增长来自中等收入国家（如中国），而高收入国家（如英国）的消费相对持平或略有下降，低收入国家（如印度）则基本稳定。这与“倒U形”假说一致，即：收入提高初期肉类消费上升，但当收入达到一定水平后，出于健康和环境等考虑，消费将趋于平稳甚至下降。
然而，这种持续上升的肉类需求引发了一系列问题。现代大规模畜牧业与公共健康问题（如食源性疾病、饮食相关疾病、抗生素抗药性、传染病等）、环境污染（温室气体排放、土地和水资源占用）以及动物福利问题紧密相关。例如，美国的肉类加工厂在 COVID-19 疫情中就是疫情爆发的热点。此外，全球每年有数十亿动物因人类食品系统直接或间接受到伤害。
传统肉类生产之所以引发这些问题，归根结底在于其原材料是动物——一种有感知能力、不卫生、效率低下的生物体。如果能去除动物这一环节，许多负面外部性将可能缓解。因此，植物基肉类（PBM）和细胞基肉类（CBM）作为非动物来源的替代肉类产品，正在引起广泛关注。
植物基与细胞基肉类的历史与方法
植物基和真菌基肉类主要由非动物来源的材料构成，可模仿肉类的风味、质地或营养特性。根据开发时间和技术复杂性，植物基肉可分为传统型和新型（下一代）产品。传统产品如豆腐、天贝、面筋等在亚洲已使用数千年，而新一代植物基肉则追求在口感、质地和营养方面高度接近动物肉类。
植物基肉的制造通常包括三个步骤：
- 蛋白提取与功能化：从植物中提取蛋白质，进行水解以提高溶解性和交联能力；
- 配方设计：加入植物脂肪、面粉、食品胶粘剂及营养强化剂等；
- 加工成型：通过挤出、揉合、拉伸等方式形成肉类质地。
为提升感官特性，还引入了剪切细胞技术、菌丝体培养、3D打印和重组蛋白等创新工艺。
细胞基肉（CBM）是通过体外培养动物细胞（如肌肉和脂肪细胞）来制造肉类。其核心包括细胞分离培养、无异种成分的培养基配方、支架设计与生物反应器建造。该技术最早可追溯至1930年，而第一块细胞培养汉堡则于2013年在荷兰马斯特里赫特大学面世。
经济性
植物蛋白来源（如豌豆、大豆、小麦）价格远低于传统畜禽蛋白。但PBM在零售端价格仍偏高，主要原因在于：后期加工和配料成本高；添加了植物脂肪、色素、调味剂等；供应链尚未成熟。
CBM的商业可行性目前仍受限。2013年生产的第一块培养肉汉堡成本高达28万美元。后续经济评估预测，CBM的大规模生产成本仍远高于鸡肉，主要受限于培养基价格和工艺规模化难度。
监管框架
PBM一般受普通非动物食品监管。在美国由FDA（食品药品监督管理局）负责检查、标签、包装等。而含有新成分（如重组血红蛋白）的产品需额外审查。欧盟、加拿大、澳大利亚也出台了针对新型食品的监管政策。
CBM在美国由FDA与USDA（农业部）联合监管。FDA负责细胞分离与培养阶段，USDA则管理后续产品加工与标签使用。欧洲则视CBM为“新型食品”，适用相关法规。但转基因细胞的监管仍存在不确定性。
感官特性（外观、风味、质地）
PBM通过植物脂肪（如椰子油）、色素（如甜菜红、苹果提取物）或重组蛋白（如大豆血红蛋白LegH）来模拟肉类的外观、味道和香气。质地方面可通过高水分挤出、剪切细胞、菌丝培养等方式获得纤维状结构。Quorn（菌丝蛋白肉）是较早商业化的产品之一。
CBM在感官特性方面尚在早期阶段。2013年的汉堡试吃反馈称“接近肉，但不够多汁”。近年研究重点转向脂肪组织的培养以改善风味，并探索添加血红蛋白、肌红蛋白等色味物质以提高还原度。质地改善则依赖肌肉细胞的对齐与分化技术（如机械拉伸、电刺激）。
营养
植物蛋白总量通常能匹配动物蛋白，但氨基酸组成不够平衡，因此常需要蛋白互补。抗营养因子（如单宁、植酸）可能影响吸收，但可通过加热、发酵等方式减少。
传统PBM如豆腐热量低、不含胆固醇；新型PBM如Impossible™含有更多蛋白质和维生素B12，但钠含量偏高。CBM尚无完整的营养数据公开，但理论上可通过细胞种类选择、培养基调配或基因工程来调整营养成分（如脂肪酸组成、B12补充等）。
消费者接受度
消费者对PBM的接受度在不同国家差异显著：中国与印度的接受率高于美国。欧洲研究显示，口感和熟悉度是消费者采纳PBM的主要障碍，而“高加工度”标签也令一部分“洁净标签”消费者望而却步。
CBM的目标群体多为肉类消费者。研究显示，虽然素食者更赞同CBM的理念，但尝试意愿反而较低。公众对CBM的最大担忧包括“不自然感”、安全性、健康影响、价格和口感等。有研究指出，强调最终产品而非生产过程能更有效提升接受度。
公共健康影响
过度食用红肉与心血管疾病、糖尿病等健康问题有关。一项研究显示，用PBM替代动物肉可降低三甲胺氧化物水平，从而降低心脏病风险。与ABM相比，PBM更少使用抗生素，也较少与食源性疾病（如大肠杆菌、沙门氏菌）相关。
CBM在理论上可实现无致病菌、无抗生素污染的生产流程，但是否能在经济上维持无菌仍是挑战。CBM的安全性尚无公开数据，公众普遍担忧其“过于人工”和监管不足。
环境可持续性
PBM整体在温室气体排放、土地和水资源使用上优于ABM。例如Beyond Meat和Impossible™产品的碳足迹低于传统牛肉，也优于猪肉和鸡肉。水足迹则取决于主蛋白来源——菌丝体比大豆和小麦耗水更多。
CBM的环境影响目前仍有争议。早期评估认为CBM在能耗、排放、水土资源等方面优于ABM，尤其是牛肉。但2015年另一项研究指出，CBM在能耗和酸化方面可能比禽类还高。
动物福利
PBM不涉及动物屠宰，但若含有蛋或乳制品成分则仍存在动物福利问题。即使是纯素PBM，其原料作物的大规模种植也可能导致栖息地破坏（如油棕种植）。
CBM以动物细胞为起点，通常需从动物体内取样。但随着不死化细胞系与无动物血清培养基的研发推进，未来CBM有望实现“零动物使用”生产。目前使用的胎牛血清存在严重的动物伦理争议。
展望
植物基与细胞基肉类为解决当代肉类生产的健康、环境与伦理问题提供了替代路径。PBM已从简单蛋白替代品进化为口感接近真实肉类的产品；CBM则正在从“科幻构想”走向产业化现实。
未来发展可考虑PBM与CBM的混合模式（如添加少量细胞培养脂肪以提升风味）。两者不是互相排斥，而是可以互补，为不同消费者需求提供多样化解决方案。随着技术进步和市场成熟，它们或将与高质量、低影响的传统肉类共存，构建一个更可持续、更公平的食品系统。
