“未來食品”重構人類餐桌

合成生物學在食品、醫藥等領域快速應用，青島一批創新型企業和科研院所搶先布局

端上餐桌的肉和奶不是來自于養殖的動物，而是由看不見的微生物制成，這樣的場景已經成為現實。

合成生物學是一種旨在構建全新生命系統或改造已有生命形式的交叉學科，在食品、醫藥、日化、能源等諸多領域快速應用，被視為未來產業的重要賽道。這一顛覆性技術在青島亦有突破——青島昌進生物科技有限公司將合成生物學技術應用于食品領域，制造微生物合成蛋白粉、微生物合成乳清蛋白粉、蛋白脆片、蛋白奶酪等。

“昌進生物將抓住研發、制造和市場三大發展關鍵要素，未來五年使乳蛋白產品走上國人的餐桌，未來十年通過技術、生產管理、品牌輸出與合作方共同實現大產業生產制造，將合成蛋白食品發展成為主要的食用蛋白質來源之一。”昌進生物創始人駱濱表示。

向微生物要蛋白

為什么要將合成生物學技術應用于食品領域？

因為傳統畜牧業生產蛋白質的效率并不高。數據顯示，種植業只占用了23%農業用地，但生產的蛋白質接近畜牧業的兩倍。

目前，替代蛋白主要分為植物蛋白、細胞蛋白、微生物蛋白等。植物蛋白，即利用大豆、豌豆等植物原料制成肉和奶制品；細胞蛋白，就是利用動物細胞在體外培養出肉類；微生物蛋白，則是通過酵母菌等微生物發酵合成蛋白。

作為合成生物領域的頭部企業之一，昌進生物以微生物學、分子生物學、合成生物學、發酵工程為核心開展研發，開辟了微生物蛋白和生物合成蛋白兩條技術路徑，實現牛、羊、狗、貓、鯨魚、海豚、熊貓等多種哺乳動物的β-乳球蛋白表達。

其中在微生物研究領域，昌進生物開展菌株分離、篩選和培育研究，建立菌株活體資源庫，對菌種進行多維度選育、馴化，獲得了適合商業化開發的底盤細胞專利菌株。在合成生物研究領域，昌進生物在宿主、基因靶點、代謝途徑、遺傳操作體系、基因編輯技術、特有生物元器件等幾個維度進行了全方位的深度研究，將牛乳蛋白的基因植入微生物底盤細胞，由微生物精確分泌牛乳蛋白，在全球首次實現可食用菌株異源表達系列乳蛋白，在全球首次實現非甲醇誘導型乳蛋白表達體系。　　　　　　

商業化步伐加速

替代蛋白食品雖然具有節能減排、保護動物等優勢，但也面臨成本相對較高、消費者認知不足等挑戰。前幾年大熱的人造肉概念降溫就是一個例子，曾推出人造肉漢堡的肯德基、漢堡王等餐飲品牌，如今已經很難見到相關產品的身影。

“食品對安全性和成本有嚴苛的要求，需要滿足表達量高、易純化等要求，對基因編輯的技術要求很高。再者，適口性作為食品的基本屬性之一，也需要進行微生物代謝研究和食品應用開發研究。”駱濱認為，合成生物學在食品領域最大的難點在于全球準入，另外還要解決高安全性、低成本和適口性三大難題。

面對諸多研發瓶頸及市場挑戰，昌進生物組建了貫穿上中下游的9個研發團隊協同攻關，開發一系列滿足消費者需求的產品。目前，昌進生物的產品投放領域主要為微生物合成蛋白粉、微生物合成乳清蛋白粉、蛋白脆片、蛋白奶酪等，并為下游蛋撻、魚丸、乳蛋白飲品、酸奶、布丁、人造肉等食品提供低卡路里、高蛋白質、高膳食纖維的新型健康食品原料。

除了市場認可度的持續提升，昌進生物研發的克魯維蛋白、元蛋白奶油、易涂抹芝士元蛋白酪產品也在各大權威獎項評選中屢獲殊榮。

“青島得天獨厚的區位優勢、便利的航空運輸條件、完善的基礎設施以及良好的營商環境，保障了項目以最快速度啟動和投產。”駱濱告訴記者，“未來我們將探索面向上合組織國家及共建‘一帶一路’國家開發定制型產品、譜系化產品，從而帶動上下游市場，力爭為青島生物科技產品和技術出口貢獻力量。”　　　　　　

邁向更多應用領域

食品制造只是當前合成生物學的熱門應用領域之一。根據麥肯錫研究，生物制造的產品可以覆蓋60%化學制造的產品，未來生物制造的方式有望對醫藥、化工、能源、材料、農業等傳統行業帶來巨大影響。

例如，中國科學家發現并提取了青蒿素用于治療瘧疾，但青蒿素要從大量種植的黃花蒿中提取，既費時又費力。而利用合成生物學方法將植物中青蒿素合成相關基因優化并導入酵母中，可高效合成青蒿素前體青蒿酸，最終實現大規模生產青蒿素。

近年來，在醫藥、日化等應用領域，青島取得不少合成生物學科研成果，有的已經進入產業化階段。

比如，神經酸可用于提高腦神經活躍性、防止腦神經衰弱，傳統從植物種子中提取神經酸的生產方式難以適應企業對高效生產和成本控制的需求，而微生物發酵法解決了神經酸的高效、低成本、規模化生產難題。中國科學院青島生物能源與過程研究所團隊通過對脂肪酸延長途徑、去飽和途徑、酯化途徑的改造以及亞細胞工程、發酵工程等，獲得了高產神經酸解脂耶氏酵母菌株與工藝，并開發了神經酸純化工藝。

甘油葡糖苷是化妝品的重要原料，市場上常用生產工藝為化學合成或酶催化合成，存在提純難等痛點。青島中科藍智生物科技發展有限公司利用海洋天然藻株，實現甘油葡糖苷等高值化純天然產物的綠色生物制造，開發出安諾因等明星原料產品，應用于珀萊雅、華熙生物、百雀羚、巨子生物等品牌。（青島日報/觀海新聞記者 周曉峰）

青島日報2024年4月23日1版

責任編輯：張慕鑫