精确发酵在生产新的蛋白质来源、稳定剂和防腐剂方面取得了进展

2022年11月25日—粮食利益攸关方正在密切关注精确发酵技术的进展，该技术目前被定位为加强未来粮食系统最可行的途径之一。考虑到单一栽培对生态系统造成的巨大损失，可食用微生物生物量是一种极有前途的替代传统食物和饲料来源。

精确发酵技术不仅被作为培育新的蛋白质来源的启动平台进行探索，而且在生产其他关键的餐饮原料的能力上具有高度的适应性，可用于纹理化、稳定化和保存。

FoodIngredientsFirst深入研究围绕这些不断发展的成分系统的最新工业发展。

荷兰创新发酵实验室规模
荷兰的食品谷——一个食品企业和机构研究项目的网络枢纽——正在建立发酵实验室，该实验室将位于埃德的smakpark(“味道公园”)。它将迎合希望加快研发努力的小型精密发酵公司。

联合利华正将精密发酵平台作为其下一个大型全球品牌。食物谷表示，发酵是为蔬菜产品添加风味的必要条件，是处理残留流和延长保质期的理想选择。“因此，它是加速蛋白质转型和循环经济的一个重要组成部分。”

“该实验室在试验循环生产(通过发酵技术将副产品升级循环)推向市场方面具有创新性。但它也将专门通过发酵技术来探索产品的新味道，特别是在开发新的植物蛋白产品方面，”Foodvalley的共享设施负责人Petra Roubos说FoodIngredientsFirst．

“这不是一个大规模的生产，而是一个创新实验室的规模，足以进行食物品尝。为了升级，还需要其他设施。”

Smaakpark Ede是发酵实验室的发起人、所有者和用户。该公司多年来一直在进行发酵试验。“FoodvalleyNL注意到了这一点，并为我们指出了进一步发展的补贴，”斯玛克公园的主任克里斯蒂安·维吉补充道。

“有了来自Regiodeal Foodvalley的共享设施资金，我们现在可以建立一个全新的实验室，进一步开发它，并向更多的公司和研究人员开放。一些组织已经签约使用它，如Aeres MBO Ede和瓦赫宁根大学研究公司。”

联合利华的下一个“全球大品牌”是什么?
一些著名的食品公司在商业化的精确发酵技术上已经有了更大的进展，比如通用磨坊(General Mills)，它最近通过Bold Cultr奶油奶酪标签向市场推出了精确发酵技术。

联合利华最近加入了精确发酵领域。“我们将在未来一年左右的时间里(在精确发酵方面)推出一些产品。我们正在与一些初创企业合作，”联合利华的首席研发官Andrew Sztehlo评论道。

贝尔集团正在探索精确发酵的婴儿贝尔，笑牛和Boursin标签。虽然联合利华目前没有透露细节，但Sztehlo预计，精确发酵平台将成为“我们的全球大品牌之一”，“可能是我们的北美品牌之一”。

联合利华冰淇淋部门的Matt Close称乳制品“有问题”，表面上是因为它对气候的影响，并补充说，这位快餐业巨头认为精确发酵是一个“重要的趋势”。

Sztehlo继续指出了植物基产品开发的固有挑战——包括味道和质地障碍，以及坚果基牛奶中的过敏原。Ben & Jerry 's一直在用坚果牛奶为基础来创造一些最畅销的口味。

联合利华认为，精确发酵可以消除其中一些问题。“我们面临的挑战(素食产品)是结构不同，稳定性不同，味道也可能不同，”什特赫罗说。

上周，贝尔集团宣布正在探索精确发酵宝贝贝尔，笑牛和波辛标签。在其他活动中，玛氏与完美一天合作，制作了一款巧克力棒基于菌群的乳清蛋白．Nestlé是另一家与Perfect Day合作推广无动物乳制品替代品的食品巨头。

今年8月，恒天然和皇家帝斯曼启动了一项初创项目，寻求将具有类似乳制品属性的发酵衍生蛋白质商业化，这种蛋白质被称为一种“乳制品”。补充营养伙伴关系．”

深度学习应用
ICL Food Specialties最近与Protera Biosciences合作，后者是一家由人工智能驱动的食品技术初创企业，同时也是新型蛋白质的设计师。在此之前，ICL于2021年通过ICL Planet Startup Hub投资Protera，这是ICL用于投资食品科技和农业科技领域的全球公司并与之合作的工具。

ICL和Protera将利用精确发酵技术开发和商业化可持续的蛋白质成分。这些将被设计用来改善植物性食物的感官特性。

Protera利用Madi，一个深度学习平台，可以预测和匹配植物蛋白质的结构和功能。它从超过15亿可食用蛋白质序列的数据库中设计蛋白质，并应用精确的发酵参数来生产它们。

ICL food Specialties强调:“研究结果解决了消费者对食品标签上简单配料的简短清单的需求。”

新平台还使尚未开发的高性能植物蛋白得以发现。这些新成分可以取代以植物蛋白质为基础的增质剂、稳定剂、防腐剂等。植物蛋白开发和生产的精简使动物蛋白的替代更加容易，从而有助于进一步减少污染物，如甲烷和二氧化碳。

ICL外部创新副总裁兼ICL Planet总经理Hadar Sutovsky说:“多亏了这次合作，我们可以通过目前市场上无法获得的突破性技术提供新的成分。”“一旦这些功能成分推出，食品制造商将能够加快开发清洁标签和可持续的植物性产品。”

ICL食品专业商业业务副总裁Rado Sporka说:“我们很快就能以可持续的方式为主要食品生产商提供这些原料的全球市场准入。”“这将进一步丰富和加强ICL在替代蛋白质领域的参与和提供，并加速为全球环境挑战提供有影响力的解决方案。”

两家公司的研究团队正在开发基于蛋白质的成分，通过这种合作，一旦成分准备好商业化，将能够大规模生产。

比较优势
细菌、酵母和丝状真菌等微生物具有几种有益的特性，包括它们的快速生长速度和吸收简单有机基质的能力，如碳氢化合物、醇或有机酸。

与传统农业相比，精确发酵需要的土地和水的投入明显更少。根据一个发表于前沿在美国，以甲醇为基础的精确发酵需要的土地比大豆种植少1700倍。大豆种植被普遍认为是生产植物性蛋白质的最多产的方式之一。这表明，它可能分别比土地效率最低的方式(牛肉和羊肉生产)少使用13.8万和15.7万倍的土地。

微生物生物量蛋白质含量高，通常含有有益的脂类和维生素。可食用微生物的工业化生产不需要耕地，因此这类设施可以设在边缘土地或更极端的环境，如干旱干旱地区。

“直观上，人们也会认为大型三维微生物培养系统(10-1000立方米的生物反应器)可以更有效地利用土地，”《前沿》杂志研究报告的作者评论道。

“然而，培养异养微生物(即那些自身不能直接固定二氧化碳的微生物)需要有机原料，必须从场外采购。如果这些有机原料反过来来自植物生物量，这将最终限制可食用微生物生物量的土地节约潜力，因为仍然必须留出土地用于原料生产。”

他们指出，另一种方法是利用二氧化碳捕获和转换技术的最新发展，直接从大气中的二氧化碳中生产简单的有机原料(甲烷、甲醇、甲酸和乙酸)，而不需要任何光合作用。

扩大规模的障碍
工业规模的生物反应器、甲醇转化工厂和二氧化碳捕获基础设施需要大量的资本投资，但《前沿》杂志的作者指出，在没有外部资金支持的情况下，热带地区的许多发展中经济体不太可能优先考虑这些项目。

这可能会给在世界上最易受气候变化影响和依赖于正在失效的现有农业系统的地区推广该技术带来一些障碍。

作者说:“任何实施微生物替代品替代传统食品和饲料产品的中大规模政策努力也必须考虑到当前全球粮食系统的许多内在复杂性，否则将面临意想不到的社会后果。”

他们预计，可食用微生物生物量也不太可能有效地与传统的食物和饲料来源竞争，除非它们生产的环境成本——如栖息地丧失、二氧化碳排放、淡水使用和土壤退化——以某种方式计入最终食物生产的价格。

本杰明·费雷尔(Benjamin Ferrer)撰稿，马克·瑟维拉(Marc Cervera)补充报道

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