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向微生物要蛋白 向科技要未来
来源:中国安全食品网 2024/5/24 8:48:03

本报记者  杨晓晶

  为满足人类日益增长的蛋白需求,“向耕地草原森林海洋、向植物动物微生物要热量、要蛋白”的大食物观正在不断被实践。“作为生物经济的重要组成部分,微生物蛋白产业在保障国家粮食安全、促进健康消费、推动绿色发展等方面发挥着重要作用。”在日前举办的首届全国微生物蛋白技术创新及产业发展大会上,与会专家表示,产业发展的春天已经到来,顺势而为方能有所作为。业内要加强交流,推动微生物蛋白产业规范健康发展,推动我国由“生物发酵产业大国”向“生物发酵产业强国”迈进。

产业发展潜力巨大

  微生物几乎能够分解和合成地球上所有的有机化合物,在农业生产、工业制造、环境保护、人类健康等多方面都发挥巨大作用。践行大食物观,向耕地草原森林海洋、向植物动物微生物要热量、要蛋白,全方位多途径开发食物资源,构建多元化食物供给体系,是满足人民日益增长的美好生活需要的重要途径。

  “2022年,我国大豆进口量和进口金额分别占粮食进口量和进口金额的62%、74%,肉类缺口已超过500万吨。”中国工程院院士陈坚表示,与种植大豆生产蛋白相比,通过二氧化碳发酵微生物生产蛋白,产量可提升13.6倍;如果到2050年用真菌蛋白替代全球20%的牛肉消费,每年能减少56%的森林砍伐量和与之相关的碳排放量。“目前,我国动物蛋白缺口严重,优质蛋白自给率不足,而微生物蛋白能更好地满足人类日益增长的蛋白需求,保障食物供给安全。”

  发展微生物蛋白产业将改变传统的蛋白制造模式,实现高质量供给。同时,有利于提升人类健康水平,改善地球生态质量;提高蛋白制造效率,应对人类面临的挑战。

  微生物蛋白产业展现出巨大的发展潜力,受到了业界的关注,目前全球已有超过80家公司从事微生物蛋白的生产,部分公司展现出了较强的影响力。在食品科技咨询公司Forward Fooding发布的2023年度食品科技500强榜单中,相关公司有33家。其中,美国菌丝体发酵初创公司Nature's Fynd位居榜单之首,另外,美国菌丝体蛋白公司Meati Foods、美国分子农业先驱Nobell Foods、西班牙植物肉开发商Heura以及德国发酵技术初创公司Planet A Foods4家未来食品公司跻身前10名。

  “在我国,布局这一赛道的企业或依托酵母、菌丝体、微藻,或利用生物质发酵、精密发酵技术,探索出不同的发展路径。”华创证券研究所所长董广阳介绍,其中,安琪酵母、富祥药业依托生物质发酵,商业化进程领先。

  此外,在利用微生物蛋白制作食品方面,目前已有多项令人惊叹的“作品”,尤其真菌蛋白在生产模拟肉方面优势突出。合肥工业大学教授徐宝才表示,用真菌蛋白生产的模拟肉,具有更好的纤维结构、更好的营养组成、良好的加工特性,加工工艺更为简便,同时,对环境也更为友好。

  董广阳表示,就应用而言,依托真菌的生物质发酵产物可用于肉制品制作或作为添加剂加入食品饮料中以增加营养,用途较为广泛。

发展还面临一定技术挑战

  值得关注的是,微生物蛋白产业发展还面临一定的技术挑战。陈坚分析,在关键菌种选育方面,需选择底物廉价、工艺性能好、适宜加工、安全性好的菌种;在发酵技术方面,需达到高产量、高转化率、高生产强度,实现系统开展碳氮协同代谢、蛋白合成途径精准调控、细胞工厂性能精准改造、发酵过程更优化更可控,实现微生物蛋白大规模制造和食品化加工。

  与此同时,微生物蛋白风险控制仍然须臾不容忽视,前不久发生在日本的红曲保健品事件为微生物蛋白安全性把控敲响了警钟。国家食品安全风险评估中心主任李宁表示,微生物获取和保藏、微生物选育和改造、生物反应过程、反应后处理和加工等是风险关键控制点。例如,在微生物获取和保藏环节,可能存在大型食用真菌养殖过程中的重金属污染,筛选菌株的生物学和遗传学特征信息不明确,可能引入细菌、真菌、霉菌等杂菌污染并产生毒素等安全风险。

  食药用菌在微生物中属于大型真菌类,有2500多个品种,拥有很高的营养价值和药用价值。中国工程院院士吴清平介绍,长期的生存竞争促进食药用菌产生多重类型的次级代谢产物,具有结构多样性,属于创造系数高的生物。在人类目前可以栽培的约100个品种中,真正能大规模生产的食药用菌品种只有30多个。

  目前,我国食药用菌产业年产量达3000多万吨,占全球总产量的75%。“我国是食药用菌生产第一大国,但我国食药用菌产业仍面临对食药用菌资源的了解、挖掘不充分及高值化种质资源缺乏、物质基础不明、作用机理不清等发展难题。”吴清平表示,为解决这些问题,科学家们已建立野生食药用菌大数据库,并研究建立菌类基因库。未来,要关注食药用菌产业的长远发展,提升野生食药用菌菌种分离技术水平,加强资源扩充,结合现代生物学和多组学技术,开展食药用菌高值品种选育,建立系统的表型和基因型数据库,建立种质资源高效创新技术体系。

  “近年来,我国生物制造产业自主创新显著增强,装备水平快速提高,绿色制造大幅提升,节能减排成效显著。2023年,以生物发酵为代表的生物制造产业主要产品产值约3300亿元,同比增长约4.5%;出口量约736万吨,同比增长约12.7%。微生物蛋白作为生物发酵领域的新赛道和新业态,其健康发展对于加快发展新质生产力、打造生物发酵新增长引擎具有重要意义。”中国生物发酵产业协会理事长于学军表示,中国生物发酵产业协会将搭建好平台,促进业内交流,推动微生物蛋白产业规范健康发展,推动我国由“生物发酵产业大国”向“生物发酵产业强国”迈进。

 

《中国食品报》(2024年05月24日01版)

  (责编:顾雨霏)


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