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精准发酵:不含动物成分的动物蛋白

对于消费者来说,精密发酵并不是一个新的产品类别,而是一种生产现有原料的新途径,对那些大量购买这些原料的人有直接影响。

精准发酵:不含动物成分的动物蛋白

所有替代蛋白质的覆盖范围都着眼于最终消费者——货架上的植物汉堡、咖啡中的燕麦奶、尚未进入大多数市场的培养肉产品。这种观点忽略了蛋白质转化的最先进部分,这种转化是在货架上没有任何可见包装的情况下发生的:用生物反应器生产的版本替代工业产品中的动物源成分。精准发酵并没有创造一个新的品类供消费者选择。它改变了行业已经使用的原料的供应者,价格往往会在五到十五年内与传统来源的价格趋同,具体取决于原料。

精密酿造的不同之处

传统发酵利用微生物产生代谢物,这些代谢物是其新陈代谢的天然副产品——乙酸、酒精、乳酸。精准发酵对微生物进行基因编程,使目标蛋白成为初级表达产物。酵母或细菌携带编码所需蛋白质(β-乳球蛋白、酪蛋白、胶原蛋白、白蛋白)的基因,并在发酵过程中大规模生产这些蛋白质。结果是分子结构与原始蛋白质相同,因为定义它的遗传密码是相同的。差异仅在于表达它的有机体。

这具有重要的功能后果。通过精密发酵生产的牛奶蛋白具有与牛肉相同的胶凝、乳化和发泡特性——这是食品行业的卖点,食品行业使用牛奶蛋白不是为了风味,而是为了配方中的功能特性。将牛源酪蛋白替换为精密发酵酪蛋白的冰淇淋制造商不需要重新配制产品。该成分的作用原理相同。

需要监控的成本轨迹

目前,对于大多数成分来说,通过精密发酵生产每公斤蛋白质的成本高于动物蛋白的生产成本。对于牛奶蛋白,最常引用的估算是每公斤纯蛋白 10 至 30 美元,具体取决于公司和工艺。浓缩牛乳清蛋白的批发价约为每公斤3至6美元,具体取决于规格。距离是真实的,但轨迹比实际数字更重要。

30 年来,随着工艺的优化(每升培养基的产量、生物反应器的能源效率、下游纯化),通过发酵生产的生物制药的成本下降了 95% 以上。精准食品发酵的学习曲线还处于早期阶段,这意味着大部分成本降低仍处于未来阶段。 Perfect Day 通过发酵生产牛奶蛋白,并已向美国的优质冰淇淋品牌销售,预计到 2030 年其产品规格将与传统牛蛋白持平。这个预测可能是乐观的,但方向是明确的。

监管状况:按市场划分的当前地图

在美国,已经获得GRAS通知的精密发酵原料包括Perfect Day的牛奶蛋白(β-乳球蛋白)和Every Company的蛋清。 GRAS(公认安全)流程是一种通知,而不是批准,FDA 可能会对提交的内容提出质疑,但实际上该通知为商业化创造了法律空间。对于蛋白质本身具有既定安全记录的成分,监管途径比新化合物更直接。

在欧洲,该框架是新食品(Novel Foods),在任何商业化之前都需要欧洲食品安全局(EFSA)进行评估。从完成提交开始,这个过程平均需要两到三年的时间,而且分析的严谨程度比美国的还要严格。目前还没有精密发酵蛋白获得新奇食品的批准,但提交的材料正在接受审查。这些原料的欧洲市场是中期的,而不是短期的。

在巴西,ANVISA 对于精密发酵生产的原料没有明确规定的监管路径。最接近的类别是“新成分和新物质”,这需要在上市前进行安全评估,但此类产品的流程尚未编纂。想要在巴西销售这些原料的公司需要在产品推出前展开监管对话——这对于首先与该机构进行对话的人来说既是挑战也是机遇。

哪些应用程序首先进入市场

在行业中采用精密发酵的逻辑不会遵循更大的环境影响或更大的动物蛋白替代量的梯度。它将遵循经济案例结束得更快的梯度,这是由三个因素的组合决定的:同等动物蛋白的当前价格、买家对价格和质量变化的敏感度以及最终产品中非动物属性的感知价值。

胶原蛋白是提前关闭申请的一个很好的例子。用于化妆品和补充剂的水解胶原蛋白的批发价已经从每公斤 10 至 40 美元不等,具体取决于规格。精密发酵胶原蛋白的成本差异小于乳蛋白,而买家(优质化妆品和补充剂品牌)对无动物成分的论点高度敏感。向纯素食消费者销售的护肤品牌有真正的经济理由为精密发酵胶原蛋白支付溢价,因为这种成分打开了牛或海洋胶原蛋白无法进入的市场。

用于运动和临床营养领域的功能性蛋白质是早期采用的另一个候选者。优质乳清蛋白具有高利润和研究成分的消费者基础。通过发酵生产的版本比传统的牛版本具有更高的纯度,对于运动员和临床应用来说具有技术卖点,在这些应用中,不存在过敏原并且规格的一致性很重要。

工业买家的前景

大量购买动物蛋白的食品、化妆品和营养品公司现在应该确定其产品组合中哪些成分有正在开发的精密发酵替代品,以及以有竞争力的价格实现商业供应的现实前景。这种分析不一定会导致立即做出更换决定——在大多数情况下不会。但在没有测试替代成分的情况下达到成本平价的公司将面临紧急而非计划的验证和重新配制周期。

另一个角度是供应链。动物蛋白的价格波动与牲畜周期、天气条件和疾病有关——南里奥格兰德州的干旱、口蹄疫、美国乳清出口的中断都会造成不可预测的成本飙升。精准发酵一旦形成规模,就会具有更可预测的成本结构,因为其输入是葡萄糖、矿物盐和生物反应器基础设施,所有这些都比动物蛋白的波动性更低。对于大批量买家来说,来源多元化的价值与平均成本差异无关。

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