不僅 7 天「種」出真豬肉，還能「種」衣服！周光宏院士/徐衛林院士團隊新進展

早年間丘吉爾就曾預言：「50 年后，我們將在試管中培育雞胸肉。」這一夢想直到 2013 年才由荷蘭馬斯特里赫特大學的馬克 · 波斯特團隊實現世界第一塊培養牛肉漢堡。

如今，南京農業大學的周光宏院士團隊和武漢紡織大學的徐衛林院士團隊，分別在培養肉和「自生長纖維」領域給出了中國答案。周光宏團隊實現了 2000 升生物反應器的規模化生產，讓細胞培養豬肉從實驗室走向中試，通過提取豬干細胞→體外增殖→3D 打印復刻雪花紋理，7天就能產出真豬肉。武漢紡織大學團隊則利用細菌發酵，「種」出了能變色的細菌纖維素，并計劃 7 天內直接「長」出成衣。它們共同指向一個趨勢：用生物生長與組裝，替代傳統的化學合成與養殖宰殺。

最新進展

之前，徐衛林院士團隊為嫦娥六號研制了「石頭版」五星紅旗。

圖注：「石頭版」五星紅旗（武漢紡織大學官網）

而現階段，團隊利用產纖細菌，成功「種出」全球首件細菌纖維素成衣。傳統棉花從播種到紡布要在地里長小半年，這件細菌衣從喂糖水到成布最快五天出料，效率直接碾壓十五倍。團隊用這種面料做的旗袍拿下了全國創意設計大賽金獎！

圖注：徐衛林院士團隊成員利用生物面料制成的小旗袍（湖北日報）

如何讓碳纖維擁有不褪色的色彩？徐衛林團隊從孔雀羽毛中找到了答案。他們用葡萄糖溶液在碳纖維表面「種」出碳納米球，通過控制葡萄糖濃度（4-17 g/70 mL），精準調控碳球直徑（212-350 nm），利用米氏散射效應生成五種顏色（Nature Communications 2024 年 3 月 4 日），通過碳球與碳纖維在高溫高壓下形成共價鍵結合，能承受 50kPa 壓力摩擦 30 次、酸洗 2 小時、強光輻照 60 分鐘而不褪色。

在此基礎上，該團隊進一步拓展了生物制造的邊界。他們利用木葡糖酸醋桿菌靜態發酵，在培養液中加入光致變色染料，讓細菌纖維素在生長過程中自動包裹染料顆粒，形成三維納米網絡結構（Small 2024 年 2 月 28 日）。其可在紫外照射下 1 分鐘內從象牙白變為靛藍色，可見光下 2 分鐘即可恢復，且能穩定循環 30 次而不衰減。

不同于紡織領域，周光宏團隊在豬肉領域的研究同樣取得了突破性進展，其核心挑戰在于解決細胞擴增過程中的衰老問題。早在 2017 年，團隊便建立了基于 CD31/CD45/CD56/CD29 的流式分選方案，成功從豬肌肉中分離出純度約 85% 的肌肉干細胞（Cell Death Discovery 2017 年 4 月 10 日）。經過多年攻關，該團隊于 2019 年成功研制出中國第一塊細胞培養肉（重達 5 克），實現了該領域從 0 到 1 的突破。針對無機高性能纖維表面惰性難題，系統總結了「干濕」活化與沉積策略，實現從反射到吸收的高效電磁屏蔽，為極端環境多功能材料指明方向 (Nano-Micro Letters 2026 年 1 月 30 日)。

圖注：國內第一塊細胞培養肉（南京農業大學）

有了高質量的種子細胞，下一步是如何讓它們長成真正的肌肉組織。 受天然肌纖維結構啟發，團隊開發了同軸微流控技術，制備出「芯-殼」結構的微纖維（Chemical Engineering Journal 2023 年 11 月 9 日）。培養 9 天后，微纖維中的細胞不僅高度定向排列，還在豬源細胞中出現了自發收縮現象。通過 3D 打印將微纖維堆疊組裝，最終培養肉在質地、蛋白質組成和氨基酸譜上與天然豬肉高度相似。

在實驗室技術成熟的基礎上，團隊于 2025 年向產業化邁進了一大步。 通過進一步優化標志物組合，可一次性分選出高純度的肌肉干細胞、平滑肌細胞和纖維脂肪祖細胞（Food Materials Research 2025 年 2 月 28 日），并建成國內規模最大的細胞培養肉中試工廠，完成全球首次 2000 升生物反應器規模化試生產，具備年產 10 至 50 噸的產能。利用海藻酸鈉協同 3D 打印與冷凍誘導，成功構建了真菌蛋白基仿制肉的纖維結構。0.6-0.8% 海藻酸鈉可優化油墨性能，通過擠出定向與冰模板效應，實現了高度逼真的肌肉纖維模擬（Food Hydrocolloids 2026 年 1 月 5 日）。

圖注：細胞培養肉中試工廠團隊成員合影（南京農業大學）

結語

兩條路線形成有趣的呼應：碳纖維研究用葡萄糖在惰性表面「生長」出功能微球，培養肉研究用微流控將活細胞「組裝」成仿生組織。兩者都放棄了傳統思路，轉向原位構建 —— 讓功能材料在基底上自發生長，讓細胞在設計的微環境中自發組織。

過去高端生物制造面料技術被日本、美國巨頭把持，一張細菌纖維素的配方就要價上千萬。歐美專家曾放話：中國想用細菌織布，再等二十年。而武漢紡織大學徐衛林院士團隊直接改寫了人類幾千年的穿衣規則。

當前研究仍存局限：碳纖維結構色和細菌纖維素尚處實驗室階段，面臨規模化生產瓶頸；培養肉雖實現2000升試產，但培養基成本和肉品精細結構仿真仍是挑戰。與既往工作對比，周光宏團隊已從5克培養肉突破至2000升量產并實現肌肉細胞自發收縮，而紡織領域徐衛林團隊也從單一結構色拓展至光致變色細菌纖維素，豐富了生物制造路徑。未來臨床轉化面臨障礙：細胞培養肉需通過食品安全評估和監管審批，消費者對“試管肉”的接受度仍需市場檢驗；結構色纖維和細菌纖維素則需在紡織企業完成中試放大與工藝匹配。對本土實驗室的啟示在于，不喊口號，而要點出可復用的方法論——用廉價原料與樸素工藝做原創，從天然結構中提取設計原理，建立全鏈條驗證能力，這才是資源有限條件下的突圍路徑。

參考文獻：

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