有些人曾设想，如果某一天能从菜园里“生产”出某种“牛排”，那该有多好。对于这部分人来说，生物技术如今提供了一个比这种设想更为具体的场景：一组科学家成功地让生菜生产出猪的肌红蛋白，这种动物蛋白与肉类的颜色、味道以及部分营养成分密切相关。

这项由英国帝国理工学院主导，并与企业合作开展的研究项目成果日前发表在《植物科学前沿》杂志上，描述了首次在可食用植物中实现此类蛋白稳定生产的技术。

这项技术的创新之处不在于将生菜转化为肉，也不是说已经生产出了一种马上就可以摆上餐桌的食物。这种基因改造使得叶绿体能够作为一种生产平台，在叶片内合成猪的肌红蛋白，以便后续提取，或将其添加到专门设计用于模拟传统肉类食用特征的植物性产品中。

这项具有突破性技术的基础是叶绿体转化，这是一种将基因插入进行光合作用的细胞结构的方法。为了实现这一目标，研究团队利用基因枪技术将优化后的猪肌红蛋白基因导入烟草和莴苣中。基因枪技术利用包裹着脱氧核糖核酸(DNA)的微粒将遗传物质转移到植物细胞中。

肌红蛋白在肉类的颜色、味道和部分营养成分中起着核心作用。它存在于脊椎动物的肌肉和心脏中，与含铁分子血红素的结合会影响组织的红色色调，以及与金属味和鲜味相关的感官特性。

烟草被用作模式植物，以调整策略并评估性能；另一方面，生菜作为一种食用作物，为食品科学提供了最有价值的数据。

然而，仅仅生产出这种蛋白质并不能解决问题。肌红蛋白需要与血红素基团结合才能发挥其功能。研究人员在对从烟草叶中提取的蛋白质进行纯化处理时发现，只有约35%的蛋白质能正确结合血红素。而在食品工业中常用的细菌系统中，例如大肠杆菌，这一比例约为80%。

这项研究的根本动力源于畜牧业生产带来的环境压力，以及人们寻求能够改善植物性食品(旨在模仿肉类品质)的原料。目前，一些公司利用转基因细菌或酵母，通过生物反应器中的发酵来生产蛋白质。

与这种方法不同，植物性平台旨在与农业系统整合，并有望节约水、能源和工业基础设施。然而，研究人员也指出，与动物肌肉相比，这种植物的肌红蛋白含量仍然存在明显差距。