Fermentazione di precisione: proteine animali prive di origine animale

Tutta la copertura proteica alternativa guarda al consumatore finale: l’hamburger a base vegetale sullo scaffale, il latte d’avena nel caffè, il prodotto a base di carne coltivata che non ha ancora raggiunto la maggior parte dei mercati. Questa prospettiva ignora la parte più avanzata della trasformazione delle proteine, che avviene senza alcun imballaggio visibile sullo scaffale: la sostituzione degli ingredienti di origine animale nei prodotti industriali con versioni prodotte in un bioreattore. La fermentazione di precisione non crea una nuova categoria tra cui i consumatori possono scegliere. Cambia chi fornisce gli ingredienti che l’industria già utilizza, a prezzi che tendono a convergere con quelli delle fonti tradizionali in un arco di tempo che va dai cinque ai quindici anni, a seconda dell’ingrediente.

Cosa fa la Precision Brewing in modo diverso

La fermentazione tradizionale utilizza microrganismi per produrre metaboliti che sono sottoprodotti naturali del loro metabolismo: acido acetico, alcol, acido lattico. La fermentazione di precisione programma geneticamente i microrganismi in modo che la proteina bersaglio diventi un prodotto di espressione primaria. Il lievito o il batterio trasporta il gene che codifica per la proteina desiderata – beta-lattoglobulina, caseina, collagene, albumina – e lo produce su larga scala durante il processo di fermentazione. Il risultato è una proteina con una struttura molecolare identica all'originale, perché il codice genetico che la definisce è lo stesso. La differenza sta solo nell'organismo che la esprime.

Ciò ha importanti conseguenze funzionali. Le proteine del latte prodotte mediante fermentazione di precisione hanno le stesse proprietà gelificanti, emulsionanti e schiumogene della versione bovina, che è il punto di forza dell'industria alimentare, che utilizza le proteine del latte non per il sapore ma per le proprietà funzionali nella formulazione. Un produttore di gelato che sostituisce la caseina di origine bovina con caseina fermentata con precisione non ha bisogno di riformulare il prodotto. L'ingrediente funziona allo stesso modo.

La traiettoria dei costi che è importante monitorare

Il costo di produzione per chilogrammo di proteine tramite fermentazione di precisione è attualmente superiore a quello della versione animale per la maggior parte degli ingredienti. Per le proteine del latte, la stima più comunemente citata è compresa tra 10 e 30 dollari per chilogrammo di proteine pure, a seconda dell’azienda e del processo. Il prezzo all'ingrosso del concentrato di proteine di siero di latte bovino varia dai 3 ai 6 dollari al chilogrammo, a seconda delle specifiche. La distanza è reale, ma la traiettoria conta più del numero reale.

Il costo dei prodotti biofarmaceutici prodotti dalla fermentazione è diminuito di oltre il 95% in 30 anni poiché il processo è stato ottimizzato: resa per litro di mezzo, efficienza energetica del bioreattore, purificazione a valle. La curva di apprendimento nella fermentazione alimentare di precisione è in una fase molto precedente, il che significa che la maggior parte della riduzione dei costi è ancora da realizzare. Perfect Day, che produce proteine del latte attraverso la fermentazione e che già vende a marchi di gelato premium negli Stati Uniti, prevede la parità con le proteine bovine convenzionali prima del 2030 per le sue specifiche di prodotto. Questa proiezione può essere ottimistica, ma la direzione è chiara.

Status normativo: la mappa attuale per mercato

Negli Stati Uniti, gli ingredienti per la fermentazione di precisione che hanno già ottenuto la notifica GRAS includono le proteine del latte di Perfect Day (beta-lattoglobulina) e gli albumi di Every Company. Il processo GRAS – Generalmente riconosciuto come sicuro – è una notifica, non un’approvazione, e la FDA può mettere in discussione la presentazione, ma in pratica la notifica crea uno spazio legale per la commercializzazione. Per gli ingredienti con una comprovata sicurezza della proteina stessa, il percorso normativo è più diretto che per i nuovi composti.

In Europa, il quadro è quello dei Novel Foods, che richiede la valutazione dell’EFSA prima di qualsiasi commercializzazione. Il processo dura in media dai due ai tre anni dalla presentazione completa, e il rigore analitico è maggiore di quello americano. Nessuna proteina di fermentazione di precisione ha ancora ricevuto l'approvazione come Novel Foods, ma le proposte sono in fase di revisione. Il mercato europeo per questi ingredienti è a medio termine, non a breve termine.

In Brasile, ANVISA non dispone di un percorso normativo chiaramente definito per gli ingredienti prodotti mediante fermentazione di precisione. La categoria più vicina sarebbe "nuovi ingredienti e nuove sostanze", che richiede una valutazione della sicurezza prima della commercializzazione, ma il processo non è codificato per questo tipo di prodotto. Le aziende che vogliono vendere questi ingredienti in Brasile dovranno aprire un dialogo normativo prima di qualsiasi lancio, il che rappresenta sia una sfida che un’opportunità per chiunque arrivi per primo al dialogo con l’agenzia.

Quali applicazioni raggiungono prima il mercato

La logica dell’adozione della fermentazione di precisione nel settore non seguirà il gradiente di un maggiore impatto ambientale o di un maggiore volume di proteine animali sostituite. Seguirà il gradiente in cui il caso economico si chiude più velocemente, che è determinato dalla combinazione di tre fattori: prezzo attuale di proteine animali equivalenti, sensibilità dell’acquirente alle variazioni di prezzo e qualità e valore percepito della caratteristica “senza animali” nel prodotto finale.

Il collagene è un buon esempio di un'applicazione che si chiude presto. Il collagene idrolizzato per cosmetici e integratori ha già un prezzo all'ingrosso che varia dai 10 ai 40 dollari al chilogrammo a seconda delle specifiche. La differenza di costo per il collagene fermentato con precisione è inferiore a quella per le proteine del latte, e l’acquirente – marchi di cosmetici e integratori premium – è molto sensibile all’argomento “animal-free”. I marchi di prodotti per la cura della pelle che vendono ai consumatori vegani hanno una vera ragione finanziaria per pagare un premio per il collagene fermentato con precisione, perché l’ingrediente apre un mercato a cui il collagene bovino o marino non può accedere.

Le proteine funzionali per il segmento della nutrizione sportiva e clinica sono un altro candidato per l’adozione precoce. Le proteine del siero di latte premium hanno margini elevati e una base di consumatori che ricerca gli ingredienti. Una versione prodotta mediante fermentazione con purezza maggiore rispetto alla versione bovina convenzionale ha un punto di vendita tecnico per gli atleti e per applicazioni cliniche in cui l'assenza di allergeni e la coerenza delle specifiche sono importanti.

Le prospettive per gli acquirenti industriali

Le aziende alimentari, cosmetiche e nutrizionali che acquistano proteine animali in grandi quantità dovrebbero mappare ora quali ingredienti nel loro portafoglio hanno sostituti della fermentazione di precisione in fase di sviluppo e quale sia l’orizzonte realistico per la disponibilità commerciale a un prezzo competitivo. Questa analisi non deve necessariamente concludersi con una decisione di sostituzione immediata: nella maggior parte dei casi non sarà così. Ma l’azienda che raggiunge la parità di costo senza aver testato l’ingrediente sostitutivo dovrà affrontare un ciclo di validazione e riformulazione urgente piuttosto che pianificato.

L’altro angolo è la catena di fornitura. Le proteine animali hanno una volatilità dei prezzi legata ai cicli del bestiame, alle condizioni meteorologiche e alle malattie: la siccità nel Rio Grande do Sul, l’afta epizootica e l’interruzione delle esportazioni di siero di latte americano creano picchi di costi imprevedibili. La fermentazione di precisione, una volta su larga scala, ha una struttura dei costi più prevedibile perché gli input sono glucosio, sali minerali e infrastrutture del bioreattore, tutti con una volatilità inferiore rispetto alle proteine animali. Per gli acquirenti di grandi volumi, la diversificazione delle fonti può avere valore indipendentemente dal differenziale di costo medio.