祝宏輝，趙瑞彤，王彥

1(石河子大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，新疆 石河子，832000)2(石河子大學(xué)鄉(xiāng)村振興研究中心，新疆 石河子，832000)3(新疆政法學(xué)院 經(jīng)濟管理學(xué)院，新疆 圖木舒克，843999)

伴隨著世界人口激增、城市化進程進一步加快、消費結(jié)構(gòu)不斷升級，畜產(chǎn)品的有效供給不足與人類社會可持續(xù)發(fā)展的矛盾日益突出，畜產(chǎn)品供給體系亟待轉(zhuǎn)型[1]。人造肉作為較為理想的畜產(chǎn)品替代品，從質(zhì)感、口感、風(fēng)味、色澤、營養(yǎng)成分等方面全方位地模仿普通肉類，與傳統(tǒng)畜牧業(yè)的生產(chǎn)方式相比，使用人造肉技術(shù)生產(chǎn)肉制品有著較高的生產(chǎn)效率、極低的土地占用率、較少的能源耗費以及更低溫室氣體排放量，能在補充畜產(chǎn)品產(chǎn)能不足的同時協(xié)調(diào)好可持續(xù)性等問題[2-6]。人造肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對中國糧食安全問題、畜產(chǎn)品供給體系調(diào)整問題都有一定的積極意義。

區(qū)別于大眾認知中的簡單人造肉產(chǎn)品，被賦予戰(zhàn)略意義的新型人造肉從兩種技術(shù)范式出發(fā)，一類采用植物基材料，通過靜電紡絲等技術(shù)盡最大可能的模仿肉類的質(zhì)地，旨在減少牲畜的中間消耗[7-8]；另一類則依托于組織工程技術(shù)，基于對細胞的培養(yǎng)和增殖來獲取可食用的肌肉組織，同樣規(guī)避了畜牧業(yè)動物性生產(chǎn)的天然限制[9-10]。在由傳統(tǒng)技術(shù)范疇向新概念過渡的產(chǎn)業(yè)技術(shù)躍遷期，面臨兩條路徑可供選擇的人造肉產(chǎn)業(yè)技術(shù)該怎么發(fā)展，需要集中資源主攻哪些方向，成為人造肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初必須解答的問題。

專利包含著與創(chuàng)新意圖和技術(shù)發(fā)展相關(guān)的規(guī)范化數(shù)據(jù)，同時包含了技術(shù)屬性和市場屬性，是世界上反映科學(xué)技術(shù)發(fā)展最迅速、最全面、最系統(tǒng)的信息資源[11-13]。因此，本文以人造肉專利為研究對象，基于技術(shù)軌道理論，通過專利分類共現(xiàn)分析法、“S”型曲線法，探究人造肉技術(shù)系統(tǒng)具有怎樣的技術(shù)發(fā)展軌跡以及未來的產(chǎn)業(yè)技術(shù)軌道發(fā)展的重點方向。在理論上，本研究豐富了特殊階段的技術(shù)預(yù)測理論，同時細化了技術(shù)預(yù)測在不同情景下的運用；在實踐上，本研究厘清了人造肉技術(shù)的發(fā)展過程及發(fā)展方向，為人造肉產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新活動提供決策參考。

1 理論基礎(chǔ)與研究設(shè)計

1.1 理論基礎(chǔ)

技術(shù)軌道是產(chǎn)業(yè)技術(shù)在技術(shù)范式影響下的一組可能進化方向或演進路徑[14]。技術(shù)在技術(shù)軌道上所做的前進性運動既受到已積累的技術(shù)體系或技術(shù)范式的影響，同時又受到來自社會和市場需求的拉動，具有技術(shù)自主性和社會建構(gòu)性的雙重特點[15]。產(chǎn)業(yè)內(nèi)的技術(shù)系統(tǒng)是由一系列不斷演化的技術(shù)軌道構(gòu)成，占據(jù)市場優(yōu)勢的主軌道與未占據(jù)市場主導(dǎo)地位的其他枝軌道相互融合、借鑒、滲透，形成技術(shù)進步的合力[16-17]，這股合力決定了技術(shù)進步的方向，同時也是技術(shù)預(yù)測的主要依據(jù)。

技術(shù)軌道躍遷的產(chǎn)生是系統(tǒng)內(nèi)部技術(shù)軌道的更替。當某種技術(shù)方向成為技術(shù)主軌道時，技術(shù)的積累使其具備了極強的路徑依賴性[18]，并通過不斷積累和自我強化從而陷入固定軌道[19]，發(fā)展將陷入停滯，到達瓶頸期[20-21]。當獲得重大技術(shù)突破或有特定的機會窗口出現(xiàn)時，產(chǎn)業(yè)的技術(shù)軌道將完成一次演進與躍遷[22-23]。

對完成軌道躍遷的新技術(shù)系統(tǒng)進行技術(shù)預(yù)測并非無憑可依，這類技術(shù)預(yù)測活動可以很明確的定義為一種立足于前一階段技術(shù)系統(tǒng)對后一階段不穩(wěn)定的技術(shù)系統(tǒng)新結(jié)構(gòu)做出的前饋控制[24]。對技術(shù)軌道躍遷的發(fā)生而言，起決定性作用的是來自技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)長期的技術(shù)積累，某一重大技術(shù)突破僅僅是技術(shù)躍遷發(fā)生的誘因，各技術(shù)軌道產(chǎn)生的直接或間接的積累效應(yīng)才是技術(shù)進步的源動力[25]。因此，對處于技術(shù)軌道躍遷期的技術(shù)系統(tǒng)展開技術(shù)預(yù)測時，一方面要甄別出目下技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)的主軌道與枝軌道，另一方面要評判好各軌道對技術(shù)系統(tǒng)的演進做出的貢獻，由兩方面的信息觀測技術(shù)軌道的更替趨勢，從而對未來技術(shù)的發(fā)展方向做出準確把握。

1.2 研究流程與研究方法

技術(shù)預(yù)測是對技術(shù)軌道發(fā)展趨勢的判斷[26]，基于上述理論分析，為判斷軌道躍遷后的發(fā)展趨勢，本文設(shè)計了一種基于技術(shù)軌道躍遷的技術(shù)預(yù)測模型，如圖1所示。首先識別出當前技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)軌道，其次判斷技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)的技術(shù)軌道躍遷，再次對技術(shù)系統(tǒng)整體和各技術(shù)軌道的發(fā)展趨勢做出判斷，最后綜合上述研究得到技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的最優(yōu)方向。

圖1 基于技術(shù)軌道躍遷的人造肉技術(shù)預(yù)測模型分析框架Fig.1 Analysis framework of technology prediction model based on technology orbit transition

1.2.1 第一階段 技術(shù)軌道識別

要確定各技術(shù)軌道對技術(shù)系統(tǒng)演進的貢獻，首先要將其從技術(shù)系統(tǒng)中剝離出來。本文借助國際專利分類(International Patent Classification，IPC)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)來識別目前技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)較為成熟的技術(shù)軌道。

IPC共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是通過將專利分類號作為節(jié)點，以分類號之間共現(xiàn)關(guān)系作為邊來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，在競爭情報分析領(lǐng)域，主要用分類號共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)來分析知識結(jié)構(gòu)和技術(shù)聚合，基于力導(dǎo)向算法繪制各IPC關(guān)系的共現(xiàn)圖。根據(jù)共現(xiàn)的密集度可以識別出當前熱度較高、研究力量較為集中的研究方向，也能夠識別出技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)不同的技術(shù)軌道。

1.2.2 第二階段 軌道躍遷識別

新型人造肉與市面常見人造肉雖都稱之為“人造肉”，但二者在概念、技術(shù)工藝上存在較大差異[27]，且兩類人造肉在活躍時間上存在著明顯的前后關(guān)系。本文猜想，新型人造肉與傳統(tǒng)人造肉應(yīng)是隸屬于同一宏觀概念下的2個不同的技術(shù)子系統(tǒng)，且新型人造肉極有可能是傳統(tǒng)人造肉軌道躍遷的成果。

為甄別人造肉技術(shù)是否真正發(fā)生了技術(shù)躍遷，本文采用滾動式“S”型曲線分析人造肉專利技術(shù)生命周期[28-30]，利用logistic模型進行擬合，其數(shù)學(xué)表達如公式(1)所示：

(1)

式中：y為專利的累計量，l為預(yù)計的專利飽和水平，α為增長速率，β為曲線拐點。

假設(shè)固定第一例人造肉專利的申請時間為生命周期的起點，之后的每一年為終點，逐年計算模型中預(yù)計的專利飽和水平，并與實際的專利數(shù)據(jù)進行對比，當兩者相等時技術(shù)系統(tǒng)即走過了一個完整的生命周期，由此判斷人造肉技術(shù)前后是否發(fā)生過技術(shù)軌道的變化，以及技術(shù)軌道躍遷發(fā)生的節(jié)點。

1.2.3 第三階段 基于軌道成熟度的技術(shù)預(yù)測

對現(xiàn)有技術(shù)的成熟度評估，是技術(shù)預(yù)測過程中必須的一環(huán)[15]，技術(shù)的生命周期是描繪技術(shù)所處的發(fā)展階段的理想方法，技術(shù)在不同的生命周期內(nèi)有著不同的發(fā)展?jié)摿Α⑹袌龌钴S度、競爭強度[29]，把握技術(shù)所在的生命周期可以準確的評估現(xiàn)有技術(shù)的成熟度[30]。

同樣采用“S”型曲線法，測算不同技術(shù)軌道的3項成熟度參數(shù)：(1)飽和點：預(yù)估專利累積數(shù)量的最高值，即模型中的參數(shù)l；(2)生長時間：專利累計數(shù)量達到預(yù)估最大值的10%～90%所需花費的時間；(3)轉(zhuǎn)折點：專利技術(shù)由成長期向成熟期過渡的臨界值，即數(shù)學(xué)模型中的拐點。根據(jù)3項參數(shù)，評價技術(shù)系統(tǒng)整體的發(fā)展和各技術(shù)軌道的技術(shù)發(fā)展成熟度和對人造肉技術(shù)系統(tǒng)演進的貢獻，根據(jù)技術(shù)軌道未來演進趨勢對技術(shù)系統(tǒng)可能的進化方向做出大致判斷。

2 數(shù)據(jù)獲取與描述分析

2.1 數(shù)據(jù)獲取

本文借助incoPat專利數(shù)據(jù)庫，參閱相關(guān)文獻中對“人造肉”這一概念的命名與描述，以中文關(guān)鍵詞：人造肉、植物蛋白肉、肉仿品、組織工程肉、肉類似物、肉結(jié)構(gòu)蛋白、肉替代物，英文關(guān)鍵詞：artificial-meat、cultured-meat、meat-substitutes、meat-replicas、in-vitro-meat、animal-free-meat、lab-grown-meat、Generic-meat、Meat-like進行檢索[31]，并剔除了寵物、飼料、藥品、碎肉合成等與人造肉不相關(guān)的部分專利，經(jīng)簡單合并后最終獲得人造肉相關(guān)專利數(shù)據(jù)606條。

2.2 人造肉專利技術(shù)現(xiàn)狀

從專利申請主體的國別來看，人造肉專利申請數(shù)量較多的國家可大致分為兩類，一類為經(jīng)濟相對發(fā)達或畜牧業(yè)發(fā)展水平相對較高的國家，這些國家意識到傳統(tǒng)畜產(chǎn)品生產(chǎn)方式的局限性，對肉類替代品率先開啟了探索，是新型人造肉技術(shù)研發(fā)的主要陣地，如美國、英國、瑞士、荷蘭、以色列等，所申請的人造肉專利占專利整體的55%，；另一類為有傳統(tǒng)人造肉的食用歷史，飲食結(jié)構(gòu)中素食偏多的國家，如中國、日本、韓國等。

從整體專利申請量的變化趨勢上來看(圖2)，人造肉相關(guān)專利的申請的爆發(fā)主要在2019年，隨著人造肉概念股的上市，在資本市場的推動下，人造肉研發(fā)熱度攀升，當年人造肉相關(guān)專利申請量達44件，同比增長62.96%，為歷年來最高。中國申請人造肉相關(guān)專利的時間并不長，對人造肉存在意義的理解不深入及知識產(chǎn)權(quán)保護意識不強，使得在早期探索人造肉相關(guān)技術(shù)的過程中缺乏專利的申請，中國歷年人造肉相關(guān)專利的申請數(shù)量與美國相比，除2019年出現(xiàn)井噴式增長外，各年申請數(shù)量低迷，且不連續(xù)；與日本相比，日本人造肉專利總量雖然高于中國1倍以上，但多集中于20世紀對舊式人造肉的研究，對新型人造肉的探索反而顯出頹勢，而近兩年，新型人造肉引起了國人的足夠重視，國內(nèi)超過40%的人造肉相關(guān)專利都在2019年和2020年上半年申請。

從人造肉相關(guān)專利的申請主體來看，除數(shù)家食品公司有集中參與人造肉的專利布局外，其余企業(yè)、個人、科研院所申請的人造肉專利量并不大。而中國的人造肉專利申請主體布局總體上呈現(xiàn)以江南大學(xué)為代表的高校和科研院所為主導(dǎo)，企業(yè)與個人積極參與的態(tài)勢。部分專利技術(shù)(CN110643512A等)的研發(fā)由校間合作、校企合作完成，產(chǎn)學(xué)研的合作與對接逐步拓寬與加深。人造肉技術(shù)整體上處于活躍的上升期，具有核心競爭力的人造肉企業(yè)技術(shù)研發(fā)活躍度極高，人造肉技術(shù)將是技術(shù)市場與資本市場持續(xù)關(guān)注的熱點內(nèi)容。

圖2 人造肉專利申請變化趨勢Fig.2 Trend of artificial meat patent application

3 基于技術(shù)軌道躍遷理論的人造肉技術(shù)發(fā)展趨勢分析

3.1 新型人造肉技術(shù)軌道識別

在涉及與人造肉相關(guān)的專利分類中，以主分類號以A23J(食用蛋白質(zhì)組合物等)和A23L(烹調(diào)、營養(yǎng)品質(zhì)的改進、物理處理等)的專利研發(fā)成果數(shù)量最多，分別占40.50%和37.48%，這表明，植物蛋白的加工處理和人造肉風(fēng)味物質(zhì)的制備是目前人造肉產(chǎn)業(yè)研發(fā)重點，同時也是研究可行性最高的2個領(lǐng)域。

將近5年的專利分類號繪制共現(xiàn)圖，如圖3所示，圖中內(nèi)容大致可分為三大技術(shù)軌道，并參考陳堅院士[32]對幾類產(chǎn)品的用詞予以命名：

(1)細胞培養(yǎng)肉領(lǐng)域：圖3中左下角虛線框內(nèi)的IPC大多數(shù)涉及的為細胞培養(yǎng)肉的專利，將細胞培養(yǎng)肉跟植物蛋白肉聯(lián)系到一起的分類為A23L13/00(肉類制品的制備與處理)和A23J3/00(食用蛋白質(zhì)加工)。由于涉及細胞培養(yǎng)肉的專利數(shù)量較少，因此很難看出哪個分類下的專利技術(shù)是細胞培養(yǎng)肉當下的發(fā)展重點。

(2)植物蛋白肉領(lǐng)域：而近3年植物蛋白肉的相關(guān)專利中最為核心的分類為A23J3/22，該分類點與其他分類點間的連線最密集，在該分類下，相關(guān)專利技術(shù)主要解決的問題是對植物蛋白的組織化處理，具體方法包括冷凍、擠壓或膨化、在溶液中形成纖維等，其目的是更好的模擬真肉的質(zhì)感和口感。此外，從大豆中提取植物蛋白的A23J3/16類專利技術(shù)、加工食用植物蛋白質(zhì)的A23J3/14專利技術(shù)也是共現(xiàn)圖中連線較為密集的專利研究方向。

(3)風(fēng)味物質(zhì)領(lǐng)域：風(fēng)味物質(zhì)的相關(guān)專利往往與植物基蛋白肉制品的相關(guān)核心專利分類同時出現(xiàn)。一方面，植物蛋白肉制備的過程中需要解決肉類風(fēng)味不足的問題；另一方面，風(fēng)味物質(zhì)的原料和制備手段與植物蛋白肉有一定的重合。圖3中實線框內(nèi)的IPC號涉及較為聚集，其中連線較粗的專利分類有A23L27/26——該分類主要包括一些制備帶肉味的合成調(diào)味料或佐料的專利技術(shù)、A23L33/185——該分類主要包括從植物蛋白中提取并用以作為給食品增加營養(yǎng)的添加劑的肽、氨基酸等的技術(shù)。

圖3 人造肉技術(shù)專利分類號共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)Fig.3 Co-occurrence network of artificial meat technology patent classification number

3.2 人造肉技術(shù)軌道躍遷判斷

為探討新式人造肉與舊式人造肉存在怎樣的繼承和發(fā)揚的關(guān)系，也為確定兩類人造肉間是否發(fā)生技術(shù)軌道躍遷，以及躍遷的時間節(jié)點。本文認為當人造肉的專利技術(shù)完整的走完了一段生命周期，即借助logistic模型進行擬合的專利飽和水平與實際的專利累積數(shù)相等時，便可將人造肉技術(shù)系統(tǒng)劃分為新舊兩類。

本文將開始連續(xù)出現(xiàn)人造肉專利的1963年定為傳統(tǒng)人造肉技術(shù)生命周期起點，滾動式的觀察歷年實際累計值與利用1963年至截至當年的數(shù)據(jù)所估計的生命周期內(nèi)理論最大累計值，即模型中l(wèi)之間的關(guān)系，部分結(jié)果如表1所示。

以1996年為終點所擬合的生命周期所估計的最大累計值與實際累計值大致相同，當年應(yīng)是傳統(tǒng)人造肉技術(shù)創(chuàng)新飽和的年份，即人造肉的技術(shù)系統(tǒng)在1996年左右便已經(jīng)陷入了停滯發(fā)展的階段，新型的植物蛋白肉所需要的產(chǎn)業(yè)技術(shù)此時已經(jīng)存在了一定量的積累，但由于產(chǎn)業(yè)自身的能級較差加之市場上并沒有一定程度的對新型人造肉的需求，植物蛋白肉所代表的技術(shù)軌道沒有立刻對技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生躍遷式的沖擊，因此直到21世紀初我們才能夠明確感知到植物蛋白肉的技術(shù)軌道成為人造肉技術(shù)系統(tǒng)的顯性軌道。

表1 舊式人造肉生命周期滾動擬合部分結(jié)果Table 1 Partial results of rolling fitting of the life cycle of traditional artificial meat

為判斷后續(xù)人造肉技術(shù)系統(tǒng)是否發(fā)生二次躍遷，繼續(xù)以1996年為新型人造肉技術(shù)生命周期起點，進一步測算新型人造肉的技術(shù)發(fā)展，結(jié)果如表2所示?？梢钥闯?，至2020年，新型人造肉技術(shù)的已累計專利量與擬合估計的理論專利最大值還存在相當?shù)牟罹?，新型人造肉技術(shù)具有進一步發(fā)展的極大潛力。

表2 新型人造肉生命周期滾動擬合部分結(jié)果Table 1 Partial results of rolling fitting of the life cycle of traditional artificial meat

由此印證了前文關(guān)于人造肉技術(shù)發(fā)展的猜想：20世紀便已存在的人造肉產(chǎn)品與當前語境下的人造肉并非同一種食品。人造肉技術(shù)經(jīng)歷了由舊式人造肉向新式人造肉的技術(shù)軌道躍遷，而新式人造肉根據(jù)技術(shù)手段的不同，分化成為了植物蛋白肉和細胞培養(yǎng)肉。

3.3 人造肉技術(shù)軌道成熟度與發(fā)展趨勢

3.3.1 技術(shù)軌道成熟度評估

同樣借助logistic曲線模型，考察新型人造肉的發(fā)展歷程(圖4)。新技術(shù)基礎(chǔ)的積累，一般發(fā)生在前一個技術(shù)生命周期衰退期的前中期。以20世紀80年代第一例明確提出植物蛋白肉的專利申請時間1986年作為新型人造肉技術(shù)發(fā)展的起點，利用1986—2020年的人造肉技術(shù)相關(guān)專利的數(shù)據(jù)，估計模型中的l、α和β，并據(jù)此計算人造肉技術(shù)生命周期中的3個參數(shù)：經(jīng)過擬合計算，新型人造肉技術(shù)生命周期曲線的3項參數(shù)的取值分別為：飽和點：(saturation)1 103.89件、生長時間(growth time)：51.391 6年、轉(zhuǎn)折點(midpoint)：40.313 7年。即：假設(shè)以1986年為新一輪人造肉技術(shù)研發(fā)的起點，人造肉相關(guān)專利技術(shù)累計可達1 100件左右，達到累計專利最大值的10%和90%所需要的時間分別約是15和66年。

同時，根據(jù)IPC，將植物蛋白肉軌道、細胞培養(yǎng)肉軌道、風(fēng)味物質(zhì)軌道從新型人造肉技術(shù)系統(tǒng)中剝離，單獨測算。其中，植物蛋白肉軌道與人造肉技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)成熟度幾乎一致，結(jié)合IPC共現(xiàn)的密集程度判斷，植物蛋白肉是目前人造肉技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)的主軌道；細胞培養(yǎng)肉軌道處于導(dǎo)入期的階段，專利數(shù)量較少，不少技術(shù)還沒完成技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化；風(fēng)味物質(zhì)軌道與技術(shù)主軌道的生命周期變化基本保持一致，但變化幅度小，屬于主軌道的伴生軌道。

圖4 人造肉技術(shù)系統(tǒng)各技術(shù)軌道曲線模擬Fig.4 Simulation of track curves of artificial meat technology system

3.3.2 新型人造肉技術(shù)發(fā)展趨勢分析

(1)導(dǎo)入期(1986—2001年)。21世紀以前，人造肉僅作為大豆制品的衍生品在大眾餐飲中充當零食的角色，畜牧業(yè)仍有大量生產(chǎn)潛力尚未開發(fā)，人造肉對畜牧業(yè)和畜產(chǎn)品的替代能力未被認識，只有少數(shù)食品公司從事人造肉技術(shù)研發(fā)，從總體上看，技術(shù)活躍度低，專利數(shù)量、質(zhì)量不佳，且增長速度緩慢。

(2)成長期(2001—2027年)。人造肉技術(shù)的軌道躍遷的發(fā)生并非是由重大技術(shù)突破帶來的突破型技術(shù)躍遷，而是由需求拉動的漸進性演變。新世紀，世界人口增長所帶來的潛在的糧食危機和素食主義、動物保護主義者等的活躍引發(fā)了社會各界對人造肉的討論以及相關(guān)技術(shù)的活躍，在思考如何調(diào)和生態(tài)環(huán)境危機和潛在糧食危機之間的矛盾的過程中，人造肉技術(shù)進入大眾視野。在低層次需求和高層次需求的雙重驅(qū)動下，大量研發(fā)主體投入到人造肉技術(shù)的研發(fā)中。

當前人造肉技術(shù)正處于生命周期成長期的中后期，技術(shù)整體活躍度高，大眾關(guān)注度與話題熱度高。隨著資本市場有效介入，人造肉技術(shù)創(chuàng)新加速，與此同時，細胞培養(yǎng)肉作為枝軌道開始出現(xiàn)在了技術(shù)系統(tǒng)中。

(3)成熟期(2027—2053年)。根據(jù)技術(shù)的生命周期發(fā)展規(guī)律，可以預(yù)見當人造肉技術(shù)邁入成熟期后，人造肉商品化水平變高，其在產(chǎn)品市場與技術(shù)市場的競爭也更加激烈，在此期間的技術(shù)研發(fā)多為迎合消費者需求，專利技術(shù)的多樣性得到提升。而此時的細胞培養(yǎng)肉也將進入成長期的早期，技術(shù)活躍度顯著提高，活躍的技術(shù)枝軌道會對人造肉技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的沖擊。

(4)衰退期(2053年以后)。進入衰退期后，技術(shù)的整體演變已基本完成，人造肉技術(shù)朝著另一個更高水平的技術(shù)軌道躍遷的技術(shù)誘因?qū)⒂谠撾A段開始萌發(fā)，當合適的機會窗口出現(xiàn)時，人造肉技術(shù)軌道將會完成由植物蛋白肉躍遷向細胞培養(yǎng)肉的新技術(shù)軌道的更替。

3.4 基于軌道更替趨勢的人造肉產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)測

根據(jù)IPC共現(xiàn)圖中指出的重點技術(shù)軌道以及各技術(shù)軌道所展現(xiàn)的交替趨勢，對人造肉技術(shù)未來發(fā)展方向做出以下預(yù)測：

(1)植物蛋白肉的肉類質(zhì)感模擬。植物蛋白肉作為人造肉技術(shù)系統(tǒng)的主軌道，在未來一段時間內(nèi)仍將是技術(shù)研發(fā)的重點，當前人造肉在外觀、結(jié)構(gòu)、風(fēng)味、色澤及原料選擇、生產(chǎn)設(shè)施、工藝流程等一系列問題上仍有較大的進步空間[33]，拉絲蛋白對瘦肉纖維的模擬、肉產(chǎn)品的多層結(jié)構(gòu)、對脂肪層結(jié)締組織的模擬等技術(shù)還需進一步研究。

(2)細胞培養(yǎng)肉的輔助材料技術(shù)。細胞培養(yǎng)肉尚處于研發(fā)階段，距離工業(yè)化生產(chǎn)尚有一定的距離，大量關(guān)鍵性技術(shù)有待攻克[34-35]。根據(jù)目前專利技術(shù)的申請情況來看，可食用非動物源性支架材料的研制、非動物源性培養(yǎng)基的研發(fā)是目前研究最多的技術(shù)；大型生物反應(yīng)器的設(shè)計、種子細胞來源優(yōu)化、非重力環(huán)境培育等技術(shù)有待突破。

(3)人造肉生產(chǎn)的規(guī)模化與數(shù)字化。規(guī)模化程度差而無法分攤前期高額的研發(fā)成本和生產(chǎn)過程對知識型人才的依賴是當前人造肉價格居高不下的主要原因之一[36]，要解決這方面問題就必須實現(xiàn)人造肉生產(chǎn)的規(guī)模化和數(shù)字化。檢索專利中少量涉及了與生產(chǎn)人造肉產(chǎn)品的設(shè)施相關(guān)的技術(shù)，其中部分專利如CN202010979367.8等為植物蛋白肉的生產(chǎn)提供了自動化的生產(chǎn)線。還需進一步增加人造肉規(guī)?；a(chǎn)流程設(shè)計、人造肉自動化生產(chǎn)流水線優(yōu)化、人造肉生產(chǎn)與人工智能結(jié)合等相關(guān)方面的研發(fā)。

(4)加強人造肉的功能性。人造肉與普通肉類的不同點之一就在于可以通過控制加工程序與配料使得成品的營養(yǎng)成分與預(yù)期目標吻合[37]，而當今社會需求的多樣化也對食品的功能性提出的更高的要求，針對不同人群設(shè)計不同的靶向配方，增強人造肉的保健屬性，使人造肉在產(chǎn)品層次上更具有多樣化。

4 結(jié)論與建議

4.1 主要結(jié)論

結(jié)合技術(shù)軌道躍遷理論，基于人造肉技術(shù)的相關(guān)專利情報，應(yīng)用“S”型曲線模型和IPC分析，對人造肉技術(shù)的發(fā)展軌跡和未來的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢進行了相關(guān)研究。得出以下結(jié)論：(1)人造肉產(chǎn)業(yè)技術(shù)完成由舊式人造肉過渡到植物蛋白肉的軌道躍遷，模型擬合的結(jié)果與技術(shù)的發(fā)展形勢基本吻合，當下人造肉的產(chǎn)品定位發(fā)生了深刻的變化，未來的一段時間內(nèi)，專利申請數(shù)量將大幅提升，技術(shù)、產(chǎn)品2個市場都會不斷擴大。(2)植物蛋白肉尤其是提升植物蛋白肉仿生效果的技術(shù)將是未來一段時間內(nèi)人造肉技術(shù)發(fā)展的重心，具體包括改善人造肉的植物蛋白纖維的結(jié)構(gòu)、增強產(chǎn)品肉的風(fēng)味、提升產(chǎn)品外觀質(zhì)量等；此外，細胞培養(yǎng)肉有進一步發(fā)展的趨勢。

4.2 相關(guān)建議

(1)從技術(shù)創(chuàng)新層面上看：其一，中國人造肉的部分專利已經(jīng)由校企合作、校間合作完成，但數(shù)量與占比都較小，產(chǎn)學(xué)研間的對接與合作需要進一步加強；其二，中國人造肉專利的申請主體過于零散，建議整合零散的研發(fā)個體組建研發(fā)機構(gòu)或技術(shù)聯(lián)盟，形成規(guī)模優(yōu)勢。

(2)從技術(shù)應(yīng)用層面上看：其一，中國在人造肉領(lǐng)域內(nèi)尚無知名企業(yè)，要在政策上鼓勵和扶植人造肉相關(guān)企業(yè)，引導(dǎo)企業(yè)正確的在中國的消費觀飲食觀下講好人造肉的故事，依托新老兩類企業(yè)打造國內(nèi)人造肉品牌。其二，盡快完善、規(guī)范人造肉相關(guān)產(chǎn)業(yè)的行業(yè)標準，制定相關(guān)監(jiān)管準則，并做好涉及微生物技術(shù)的產(chǎn)品的相關(guān)風(fēng)險評估，在確保食品安全基礎(chǔ)上促進人造肉產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展

(3)從技術(shù)發(fā)展方向上看：植物蛋白肉在未來一段時間內(nèi)仍將是人造肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點，但細胞培養(yǎng)肉極有可能在未來成為人造肉產(chǎn)業(yè)的主要技術(shù)。而細胞培養(yǎng)肉的技術(shù)難度使得其自身會攜帶一定的技術(shù)壁壘，忽視該領(lǐng)域的研發(fā)則有一定風(fēng)險導(dǎo)致其成為威脅國家糧食安全的桎梏。因此在規(guī)劃人造肉產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向時，應(yīng)當以植物蛋白肉為過渡技術(shù)，兼顧細胞培養(yǎng)肉領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，形成由企業(yè)主導(dǎo)植物蛋白肉、科研機構(gòu)主導(dǎo)細胞培養(yǎng)肉的研發(fā)體系并逐步過渡到產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā)，引領(lǐng)人造肉產(chǎn)業(yè)完成由植物蛋白肉向細胞培養(yǎng)肉的技術(shù)軌道二次躍遷。