细胞农业有望以极低的环境影响满足日益增长的营养需求。
扩大生产规模并降低成本，需要更多投资和坚定承诺。
需要进行透明沟通，以建立信任并鼓励消费者接受相关产品。
世界资源研究所估计，全球对牛肉及其他反刍动物肉类的需求可能会增长88%（2010年至2050年），这主要受不断壮大的中产阶级和世界人口增长推动；预计到2050年，世界人口将达到100亿。为满足未来的总体营养需求，联合国粮食及农业组织预测，粮食产量必须增加70%。与此同时，随着人们更加审慎地选择食物，消费者偏好也在发生变化。
细胞农业是快速发展的“新食品”领域的重要支柱，该领域还包括植物、微生物和昆虫来源的替代品。未来十年，细胞农业有望迅速发展，在满足未来营养需求的同时，减轻现有粮食生产体系和环境的压力。
它如何运作？
细胞农业利用植物、动物或单细胞生物的单个细胞来制造农产品。这些产品包括肉类、海鲜、乳制品及其他富含蛋白质的食品和功能性成分；它们通过组织工程或精准发酵生产，无需“培育”完整的动植物。
组织工程用于制造细胞培养肉、海鲜和牛奶。生产细胞培养肉和海鲜时，从活体动物身上提取天然或经基因改造的干细胞，在生物反应器中营养丰富的环境下培养，利用自然界自身的生长和修复机制。细胞会分化为不同类型——肌肉细胞或脂肪细胞——随后在支架上培养，或进一步加工成碎肉。
细胞培养牛奶也采用类似方法生产。在这种情况下，哺乳动物的乳腺细胞被固定在中空纤维生物反应器中。因此，细胞会分泌全脂乳，其宏量营养素构成与牛奶或人类母乳相同，具体取决于细胞来源。
精准发酵在食品和制药行业广泛采用的成熟方法基础上进一步发展。该过程会从供体生物（例如牛）中提取编码目标蛋白质的基因，并将其插入宿主的DNA中。宿主通常是细菌或酵母等单细胞生物，在发酵罐中培养后便会大量产生目标物质。随后，将所得蛋白质与宿主细胞分离、纯化，通常还会干燥制成粉末，例如可用作甜味剂、乳制冰淇淋的配料、蛋清蛋白或胶原蛋白。
同样，精准发酵也用于生产植物成分，例如大豆血红素。在这一过程中，从大豆植株中提取DNA，通过基因工程将其插入酵母中。发酵后，类似动物血红素的大豆血红素可用于肉类替代品，使其呈红色或粉红色，并具有类似肉类的质地和风味。
同样的方法还可用于制造酶、丝绸和皮革（这些也以蛋白质为基础），或生产脂肪、人乳低聚糖等非蛋白质成分，用于母乳替代品。
有哪些优势？
细胞农业有望提供不断增长的人口所需的营养和其他非食品产品，同时不占用更多土地，也不进一步消耗自然资源。由于生产过程在受控环境中进行，且主要基于成熟技术，其益处十分广泛。细胞农业食品：
饲料转化率高，营养构成相似或相同。
符合严格的一致性、安全和卫生标准。
不受季节和气候变化影响，从而增强粮食安全。
无需使用动物抗生素，从而最大限度地减少抗微生物药物耐药性（AMR）。
可选择具有优良性状的动物细胞系，也可选择难以养殖或濒临灭绝物种的细胞系。
面临哪些挑战？
要实现细胞农业产品的工业化产能和价格平价，必须克服一些具体障碍。
对于组织工程，这些障碍包括：
通过精准发酵生产培养基成分（例如肽）、回收培养基以及使用要求较低的细胞系，降低材料成本。
设计适用的大型、可扩展生物反应器，在尽量减少细胞损伤的同时提高生产效率。
对于精准发酵，这些障碍包括：
提高宿主的生产力和效率。
降低无菌要求，以减少生产成本。
回收代谢热并捕获二氧化碳以供再利用，从而提高能源效率并最大限度地减少温室气体排放。
世界经济论坛正在采取哪些行动来帮助确保全球粮食安全？
如何最大限度地发挥其潜力？
实现细胞农业的全部潜力需要数十年时间，但我们可以采取一些措施来加快进展。首先，可以从容易实现的目标入手，例如在精准发酵过程中使用预先批准的酵母菌株。其次，可以开发混合产品，将细胞培养成分与植物性食品结合起来，改善后者的风味、质地和营养。此外，还可以用真菌和植物支架作为支撑来培养肌肉细胞，从而降低生产成本。
从宏观层面看，监管机构现在就应讨论新食品上市所需满足的条件，不必等到申请提交后再开始。这将有利于所有利益相关方，并提高产品进入市场的效率和速度。另一个显而易见且重要的因素是增加对初创企业和专注于细胞农业的公司的投资，以加快研发并扩大生产规模；当然，还要确保整个生产过程使用可再生能源。
最后，建立消费者信任对于推动这些产品获得市场认可至关重要。这需要透明、定期地沟通这些产品的制造方式，以及它们与人们已经喜爱并日常依赖的食品和药品（无论是奶酪还是胰岛素）之间的联系。麦肯锡公司预测，例如，细胞培养肉将实现价格平价，到2030年与传统生产的肉类持平。这意味着现在正是开展这些讨论的时候。
