重识蛋白质(中):替代蛋白与水产养殖,并非最优解

以蛋白质为主导的食物供应体系中,被视为“可持续典范”的两大朝阳产业,也并非滴水不漏。

文|Foodaily每日食品 Eva Fan

在本系列的第一篇文章《深度 | 重识蛋白质(上):从红白之争到蛋白质“缺口”》中,我们从营养学和社会学角度探讨了蛋白质消费中的“红白之争”、肉类饮食文化的传承与变革,以及如何理性看待所谓的“蛋白质缺口”。本篇,我们从生产技术角度,对当下被普遍看好的两种蛋白生产模式——替代蛋白和水产养殖,分析它们的优缺利弊,为人们做出科学与客观的判断提供参考。

随着气候危机、人口膨胀、新冠疫情等全球性议题的影响不断加强,大众对于可持续发展、粮食供应和人类健康的威胁感与日俱增。作为粮食系统的重要组成部分,蛋白质生产体系以肉类、海鲜、蛋奶制品为支撑点,覆盖海陆两大自然资源,影响甚广。

在此基础上,所谓“蛋白质缺口说”的盛行,更催化出一场守护地球生态、守护动物福祉、守护全人类健康的“蛋白质革命”——从动物蛋白质的消费转向植物和全新的蛋白质来源(如实验培育肉、昆虫蛋白),实现动物源替代;从依赖野生捕捞转向水产养殖,以保护海洋生态与确保海鲜供应稳定。

不难看出,传统肉类供应的根本性改造与水产养殖模式的深度探索,已经成为当下公认的全球危机解决方案。但随着替代蛋白商业化的急速升温与水产养殖规模的持续扩增,一些不一样的声音开始出现,并引发社会的新一轮思考。

本文看点:

1、看似强大的科学背书,众星捧月的千亿市场,替代蛋白真的是摆脱全球可持续危机的不二之策吗?

2、“减自然捕捞,加水产养殖”,就是守护海洋生态、满足蛋白需求两全公式的最优解吗?

01 高歌猛进的替代蛋白产业,是人类与地球的双赢选项吗?

目前,全球主要有四种替代蛋白解决方案,根据原料不同可分为植物蛋白、微生物蛋白、细胞蛋白和昆虫蛋白。在主流的研究报道中,替代蛋白多以“正面人设”出现,如具有低脂、低糖、低胆固醇等营养价值优势、更高效的供应生产方式,能减少全球环境污染、资源浪费以及降低传统肉制品隐藏的食品安全风险等。

通过在膳食质量、蛋白效率、可持续性等方面塑造的正向认知,替代蛋白的市场需求不断攀升。波士顿咨询公司和Blue Horizon联合发布的研究报告指出,到2035年,加速前进的技术创新和全面有力的监管支持可能使替代蛋白的消费量从2020年的2%大幅增长至22%,创造出将近3000亿美元的巨量市场;全球消费者食用的肉类、蛋类、乳制品和海鲜产品中,1/10都将由替代蛋白质制成。

图片来源:IPES-Food

在一片向好的市场氛围下,替代蛋白产业成为当之无愧的投资风口。其中,已实现较高商业化的植物蛋白,成为不少消费者心中更健康的饮食选项。然而,美丽神话背后,替代蛋白还有一些被忽略的“反面”。

1、健康值拉满的营养宣称?实际存疑!

必须承认,替代蛋白在动物福利、环境保护、人类健康方面的独特优势已得到广泛认可。但就加工植物肉及实验培育肉而言,其实际营养价值与传统动物蛋白相比仍有差距,因此很难断言替代蛋白质就是最合理、最完美的蛋白摄取方案。

目前,部分植物肉产品确实有效地模拟了堪比天然肉类的营养含量。但基于迄今为止的有限数据,通过混合植物蛋白、脂肪、维生素等营养素所制成的植物基替代肉,还是无法提供与肉类完全一致的营养素或氨基酸特征。

实验室培养肉面临着同样问题——无法保证与传统肉类相同的微量营养素(如维生素B12和铁元素),无法确定是否会对人类健康产生相同的积极协同效应,未完全了解实验室培养细胞对微量营养素的吸收,可能需要化学添加剂以确保与传统肉类相当的营养价值等。

图片来源:news-medical

除了难以实现相同的营养摄取,某些替代蛋白产品甚至还可能带来额外的健康风险。事实上,许多肉类替代品都属于超加工食品类别,其建议摄入量缺乏饮食指南的指导性意见,这就导致某些产品成分的“过度添加”。

哈佛医学院(Harvard Medical School)2019年的一项分析研究指出,“替代汉堡”的高加工程度、高钠含量和高饱和脂肪间接削弱了产品所宣称的植物蛋白健康益处。与此同时,英国的一项调查也发现:Tesco, Asda , Sainsbury三家超市出售的素汉堡平均含盐量均高于肉汉堡。

图片来源:Green Queen

然而,部分替代蛋白的产品宣称往往会弱化这些隐藏问题,而是偏向于采用研究来源客观性不足的科学数据和误导性假设。尤其是尚未大规模商业化的实验培育肉,其相关研究结果多源于人造肉制造商资助或委托开展的项目,极易衍生出一些未经充分证实的炒作。例如,由Solar Foods Solein开发的细菌蛋白粉,声称“能量转换效率能达到动物蛋白的100倍”,但似乎没有任何公开可用的数据来证实这一说法。

此外,理论研究与实际应用的对象差异也会产生较大的结论偏差。一项基于汉堡不同生产方式的环境效应比较研究曾得出结论,实验室生产肉制品的总体环境影响大大低于传统汉堡——温室气体排放量减少78-96%。但值得注意的是,该研究使用了环境友好性较高的蓝藻作为生长介质,而大部分制造商根据成本效益所实际选用的却是胎牛血清。

图片来源:GFI

2、标榜强可持续性的替代蛋白,真的“环保”吗?

替代蛋白的可持续性优势往往取决于它们的具体成分以及生产方式,不同替代蛋白的原料获取及生产进程存在着不尽相同的环境影响。比如,用大豆、小麦制成的蛋白产品对环境的影响就比羽扇豆等原料大得多。

这些植物成分的种植生产方式也很重要。化学密集型(频繁使用化学物质辅助的种植方式)的作物会对整个粮食系统形成严重的环境风险。当下空前火热的植物蛋白市场,加大了对植物原料的需求,而其在种植过程中对环境的不利影响势必将被放大。

例如,椰子油和棕榈油是许多新型替代肉的关键成分。但有研究指出,在生物多样性丰富的热带地区,这些成分的工业生产与森林砍伐和生态系统破坏有关。如果以食用油单位产量计算,椰子比任何其他油料作物(包括棕榈树)对生态物种造成的影响都要多。根据国际自然保护联盟 (IUCN) 的数据, 每生产 100 万吨食用油,椰子就威胁到约 20.2 个物种,其次是橄榄(4.1 个)、棕榈(3.8 个)和大豆(1.3 个)。

此外,一些植物基替代品还可能使用转基因成分。国际可持续粮食系统(IPES-Food)专家小组在《The Politics of Protein》报告中提及,Impossible Burger使用的血红素和大豆蛋白便是植物肉与转基因相结合的代表性例子。产品所用血红素是用一种经过基因改造的酵母菌制成的,该菌含有大豆豆类血红蛋白的基因。而大豆蛋白原料获取的重点则是在抗除草剂的大豆作物上使用草甘膦。

在北美和南美地区,主要种植转基因的抗草甘膦(GMRR)型作物,如大豆、玉米和棉花。随着这些性能优越的转基因农作物种植面积增加,对草甘膦的使用量也在急剧上升。最终导致杂草对除草剂的抗药性越来越强,促使农民使用更多和更有毒的化学品,与新品种“超级杂草”进行斗争。这种“军备竞赛”级别的农药升级,已经给人们的健康和环境增加巨大的负担。

图片来源:greens-efa

3、替代蛋白,替代的还有生计

替代蛋白产业的高速发展,冲击动物源食品市场的同时,也在影响着数百万人的就业。从传统养殖模式“飞跃”到基于植物蛋白、细胞培养的新肉类生产方式,如此巨大的转变意味着需要对劳动力市场进行重大改革,从农民、肉类加工商、兽医,到化学家、细胞生物学家、工程师以及仓库工人,都需要学会适应新的食物供应链。

尽管农民和工人仍需要生产替代蛋白质的原料,但牲畜数量的大幅减少势必将导致畜牧业和肉类加工部门大规模裁员,并加速农村社区经济结构的彻底重组。目前尚不清楚细胞肉类行业将创造会出多少新的就业岗位,但可以确定的是,人造肉产业对于学历背景和技术经验的要求与当下的肉食行业将有很大不同。

这使得考虑对全世界数十亿以农业为生的人口影响变得更加迫切。然而,这种担忧在主流媒体报道和学术文献中很少出现,而对新兴技术呈现出压倒性正面观点的普遍趋势。

02 自然捕捞陷入停滞,增加水产养殖是上上策?

中国农耕社会特质,决定了海鲜在古人的饮食结构中是奢侈的象征。但随着社会发展、科技进步,曾经的“山珍海味”早已飞入寻常百姓家,成为人们餐桌上的常客。由于高蛋白低脂肪的营养特性,水产海鲜成当代人营养膳食的重要组成部分,消费需求持续飙升。

社会需求只增无减,但汪洋大海却无法源源不断向人类提供无穷无尽的水产资源。因此,全球各国设立休渔期,扩大水产养殖规模,甚至研发人造海鲜产品实现可持续渔业发展,为填补所谓的“蛋白质缺口”创造条件。

联合国粮农组织发布的《2016年世界渔业和水产养殖状况》显示:过去三十年间,全球捕捞渔业总产量保持稳定,但海洋鱼类种群状况总体上并没有改善。根据粮农组织对商业鱼类种群的评估分析,处于生物可持续水平的鱼类种群份额从 1974 年的 90% 下降到 2013 年的 68.6%,这意味着估计有 31.4% 的鱼类资源遭到过度捕捞,处于无法持续产出的状态。这表明,实现渔业全面可持续发展,道阻且长。

减少自然捕捞,增加水产养殖,是当下全球各个地区公认的可持续渔业发展方案。但在实践过程中,水产养殖缺乏管理的过度扩张,似乎将一切带到了不可持续的方向……

1、 水产养殖的反向输出:自然生态压力明降暗升

单一物种、高营养水平的密集型鱼类养殖贡献了目前水产养殖大部分的增长效益,尤其是金枪鱼、三文鱼和鳕鱼等高价值食肉鱼。与此同时,这种高营养、集约化的水产养殖系统对海陆资源造成了巨大压力,并可能影响全球粮食系统的安全以及可持续发展。

其中最显著的具体表现便是抗生素滥用以及养殖废水含有高浓度营养素。比如,部分智利三文鱼养殖户会对每吨鱼使用高达950克的抗生素,远超其他鱼类养殖或畜牧业所用量,其直接结果就是“孕育”出水体中的一批超级耐药细菌。而含有高浓度营养素的废料则会污染水质,造成水体富营养化,导致水生态系统的物种分布失衡。

水产养殖的其他影响还包括破坏沿海栖息地如砍伐红树林进行对虾养殖,以及鱼类逃逸衍生出的寄生虫病和传染病的传播,对野生鱼类种群造成不利影响。

图片来源:eSchoolToday

中国水产养殖业规模居全球之首,年产量超过5800万吨,占全球产量的60%。但这个行业中却充斥着大量的小型鱼场,而且大多缺乏规范。水产养殖过程中过量使用抗生素造成严重的水土污染,使水产品污染问题频频登上国际头条,让消费者对食品安全的忧虑与日俱增。

政府出台的食品安全条例虽着重强调了提高食物来源的可追溯性,但由于中国水产行业盘根错节、管理松散,加强和完善水产供应链管理俨然不仅仅是一项极具挑战的工作,还需要探索更多创造性的解决方案。

2、 舍弃产量、效率、规模的数字竞赛,聚焦生态养殖模式的积极探索

为了保护海洋资源,增加水产养殖已经成了全球各地区的“默认设置”。但怎样的水产养殖模式才是最好的?有人认为是产量,是规模,是生产效率,只要数字做得够大够漂亮就能得到大众认可。

他们寄情于提高生产力、效率或规模的创新,认为这些创新是推动种群增长或保护野生种群所必需的解决方案——包括对近海或公海海水养殖、循环水产养殖系统(RAS)的探索、数字技术如无人机、人工智能的拓展应用、通过基因工程以提高生长率和饲料转化效率等等。

不可否认,以上种种技术创新方案能给整个水产养殖业的版图扩张带来积极作用,甚至自然保护协会( The Nature Conservancy)也正在促进对近海海水养殖和RAS的投资。但目前这些技术仍缺乏成熟度,易衍生出一些问题,如大量的能源使用、开放性海水养殖中的生物逃逸、不可控的繁殖影响以及RAS中集中废物的处理。

此外,这样纯粹的加法策略似乎也掩盖了真正需要解决的问题——如何转向不同营养水平不同类型的水产养殖系统?如何实现生态水产养殖方面的创新,并产生积极的社会经济和生态结果?

过去二十年,伴随养殖产量的快速增长,中国养殖和捕捞产量比例不断加大,到“十三五”末,养殖产量已经是捕捞产量的四倍。尽管国内一直致力于养殖的产量增长和捕捞的有效控制,但并没有沉浸于简单的数字竞赛中,而将绿色可持续视为养殖、近海捕捞和远洋渔业的共同政策目标。

2021年12月,中国农业农村部发布《十四五全国渔业发展规划》,计划加快发展池塘标准化养殖,工厂化循环水养殖、稻渔综合种养等生态健康养殖模式。需要特别提及的是,中国第一次在渔业发展的主要目标中,考量水产兽药残留监测的合格率,对加强兽药使用监管、提升水产质量安全起到强化监督作用。

2021年国内发布的推动健康养殖五大行动计划也明确表示:将通过推广生态健康养殖模式、养殖尾水治理模式、水产养殖用药减量、配合饲料替代幼杂鱼,以及水产种业质量提升等五个方面来改善水产养殖。过去一年,我国农业农村部参与实施配合饲料代替幼杂鱼行动的各试验基地配合饲料替代率平均达到77%,试验基地周边养殖者也逐步接受使用配合饲料养殖这一理念,使用替代饲料的积极性大大提高。

同时,中国也希望通过“一带一路”倡议、渔企境外远洋渔业基地建设、以及联合国南南合作项目等契机,将优势水产养殖技术和生态健康养殖模式推广到更多国家。

3、 水产养殖极速扩张,小型养殖个体何去何从?

将水产养殖作为满足全球蛋白质需求的普遍解决方案,意味着小规模传统水产养殖系统的生存空间很可能被压缩,其带来的整体效益也将被忽视。尽管小型水产养殖在政策领域几乎没有代表性,但它们对粮食安全、就业环境无疑将起到积极作用。

例如,在缅甸,小型商业养鱼场的收入对当地经济的间接效益远高于大规模养殖场,在农村发展和减贫中发挥着重要作用。而且拥有较短供应链的水产养殖系统有利于整合资源,减少化石燃料使用,并且更好维持粮食系统稳定。

中国幅员辽阔,地区差异性极大,明智的做法是“杠杆效应”——撬动较多力量的小项目促进大产业发展。因此,在中国水产养殖业中,占据多数的小型养殖场有着举足轻重的作用。诸多学者认为:小型养殖场在减贫、提供就业和粮食安全方面具有重要作用,因而在水产养殖发展中要避免其被边缘化。

目前,中国各地已经涌现出一大批水产养殖专业乡镇和专业村,带动了大批农业人口脱贫致富。水产养殖相关的产业,包括饲料、加工、流通和休闲渔业等提供了以千万计的就业机会。水产养殖业已成为促进农村经济发展的支柱产业。据国家统计局城乡住户调查结果显示,2017年全国渔民人均纯收入18452元,大幅度高于中国农村居民人均可支配收入13432元。

03 总结

无论是企图彻底改造传统肉类的替代蛋白产业,还是谋求可持续渔业发展模式的水产养殖,都是世界各国在面对地球生态危机、人类健康威胁时,立足于“人类命运共同体”的全球价值观而发出的一场“自救”。

没有人能精准预测未来的世界发展局面,但总需要踏出变革性的那一步,去尝试“摸着石头过河”,才可能迎来转机。但也正因为不明朗的探索前进,新兴产业的发展存在太多的不确定性和数据缺口,也存在太多的差异,难以就替代蛋白是否比动物源性食品更具环境可持续性,就水产养殖是否该继续无止境增长又该如何良性发展,做出绝对明确的声明。因此,我们更需要在接收信息时,去关注其来源的细微差别,并考虑高度多样化的社会现实。

在本系列的第三篇文章中,Foodaily将聚焦当下最热的可持续命题,继续深度剖析蛋白质世界里的利弊真假,探寻于生态环境、于产业、于消费者的最佳解决方案。

参考素材:

[1]Politics of Protein:Examining Claims About Livestock, Fish,‘Alternative Proteins’ and Sustainability. IPES-Food, 2022.04..

[2]Food for Thought:The Protein Transformation. BCG &blue horizon, 2021.03

Coconut oil production threatens five times more species than palm oil. Eco-Business, 2020.07.21

[3]《2016年世界渔业和水产养殖状况:为全面实现粮食和营养安全做贡献》,联合国粮食及农业组织,2016年

[4]全球鱼荒下,中国水产养殖业如何转型?china dialogue ocean,2017年2月17日

[5]“十四五”渔业规划突出养殖业重要性. china dialogue ocean,2022年3月24日

[6]Give a Man a Fishpond: Modeling the Impacts of Aquaculture in the Rural Economy. Mateusz Filipski , Ben Belton. World Development, 2018.10.01

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