培養肉的技術和效率

對反對集約飼養或純粹追求美食的人來說，他們如今面臨市面上出現以培養肉 (試管肉) 製成的產品。如同植物肉和來自蘑菇的真菌蛋白，這些食品的生產碳足跡低於傳統肉類，尤其是牛肉。

具體來說，據估計，培養肉的用水量比起傳統肉類生產，至少減少 80%、土地使用面積減少 90%。若納入副產物和廢棄物 (例如用過的生物質) 的處置，整體的碳足跡計算結果則稍有出入。

排除 Believer Meats、Ever After Foods 和 Upside Foods 等公司，相關潛在產業目前大多數仍處於研發階段。儘管如此，製程自動化與離散自動化技術正協助找出這些培養肉的最佳生產作法與擴產方式。

當然，一旦產業有所進步，這種自動化技術在肉品的大規模製造和滿足法定食安要求上，扮演核心的角色。

圖 1：PLC 與 PAC 控制v功能，很快就會掌控培養肉的生產製程和離散自動化層面，讓肉品具備如同牛肉、雞肉和其他肉類的外觀、質地與風味。(圖片：Omron Automation and Safety)

實際細節雖各不相同，但細胞通常會從供體動物身上擷取並暫時貯存，之後再放入類似啤酒或疫苗製程中使用的生物反應器中，搭配植物或明膠支架、營養素以及細胞分化培養基 (以促進細胞變成肌肉或脂肪形式)，以便細胞生長。在數週時間內，自動化系統會嚴格控管生物反應器的內部溫度、pH 值、營養輸入和氧氣量，讓細胞達到最佳生長表現。

圖 2：此生物反應器使用氣動型攪拌法和軟體，並以數位雙生模型取得的最佳化作法，來改進現有的技術。(圖片： Arc Biotech)

為了維護食品安全，此生產作業中採用的大型自動化組件必須接受就地清潔與就地滅菌流程，因此與其他任何食品生產設備一樣，主要都採用不鏽鋼的外罩、外殼及容器。不鏽鋼的使用，除了能讓機械金屬部分直接接觸食物外，還有助於這類設備耐受經常性的化學品、熱氣、沖洗水與滅菌蒸汽的接觸。

圖 3：304 不鏽鋼氣缸搭配 303 不鏽鋼氣缸桿，有助於此氣缸承受食品加工設備所面臨的嚴苛條件。(圖片： Fabco Air)

以下幾點對培養肉產業亦至關重要：

• 以 IoT 感測器、I/O 和數據採集設備來即時監測生物製程 - 逐漸以設備型式提供，且整合到具有數位轉換 (DX) 架構的雲端系統中

• 使用機器人 (有時搭配 AI 影像識別能力) 進行各種細胞分選、播種、取樣、收成和品管任務

• 使用 3D 列印設備的混合材料擠型作業，以複製出特定肉塊的成分和質地

當然，在其他食品生產作業中 (即水果和蔬菜種植)，自動化技術的使用率也已持續增加好一段時間。這類設備可用於加工和包裝設施、農田、果園，甚至是溫室與垂直農場作業。如今的自動化機械提供諸多優點，其中最重要的，或許是能輕柔地處理嬌嫩的蔬果。較不易碰損或損壞的穀物、豆類及其他行栽作物，在配送上得利於機械化的效率，在某些情況下，這類嬌嫩農產品在上市的過程，也可享有同樣的機械化效率。

這不禁令人思考：既然蔬果具有驚人的健康效益、費用也遠低於培養肉甚至是傳統肉類生產，也許多吃蔬果應成為我們共同的目標。