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中国工程院院士陈坚:替代蛋白产业的春天已经到来

2024-05-20 来源:上海证券报
  陈坚

◎王凯丰

通过车间生产方式制造肉、蛋、奶,变革了食物蛋白制造模式,实现高质量供给,替代蛋白的兴起和发展大大缓解了传统蛋白生产方式存在的问题。在5月18日举办的首届全国微生物蛋白技术创新及产业发展大会上,中国工程院院士、江南大学教授陈坚认为,作为替代蛋白的一种,微生物蛋白有助于提升人类健康水平、改进地球生态质量。随着技术进步,替代蛋白产业发展的春天已经到来。

食物蛋白是人类重要的营养物质,现有的蛋白供应主要依赖于种植业和养殖业。随着人口增长和经济发展,到2050年食品蛋白需求将增长30%至50%,传统食品蛋白供给在数量、质量和可持续方面正面临着严峻考验,如何提高蛋白生产和转化效率,构建可持续的高品质蛋白供给模式迫在眉睫。

践行“大食物观”

向微生物要蛋白

替代蛋白包括动物细胞蛋白、植物蛋白、微生物蛋白、藻类蛋白和昆虫蛋白等多种类。陈坚介绍,微生物蛋白是利用可再生物质原料等为底物,通过在发酵罐中培养微生物的方式制造蛋白,与传统畜禽养殖生产方式相比,产生的温室气体更少,占用耕地面积更小,在资源消耗和环境影响等方面更加高效环保。

微生物蛋白合成效率是传统养殖方式获取蛋白效率的上千倍。据介绍,以1000平方米面积为例,种植大豆每年可以生产1.1吨蛋白,满足40人的需求;而通过二氧化碳发酵微生物技术每年能够生产15吨蛋白,满足520人的需求,生产效率大幅提升。

据波士顿咨询公司测算,到2035年,替代蛋白市场规模有望达到2900亿美元,微生物发酵蛋白市场份额将达到22%。

陈坚表示,替代蛋白发展的战略意义远超单纯的食品创新。目前,我国蛋白供给还存在动物蛋白缺口较大、优质蛋白自给率不足等问题,需继续开发优质蛋白资源,提高食物蛋白自给率。

随着人们生活质量的不断提升,消费者对优质蛋白、肉等食品的需求逐步增加,生产替代蛋白是解决肉类资源紧缺的有效途径之一。陈坚认为,发展微生物蛋白产业是落实“大食物观”碳减排和解决优质食品蛋白供给问题的重要途径,是新质生产力的典型代表。

据介绍,针对当前食品加工粗放、营养缺乏人群针对性、膳食结构不合理等问题,微生物蛋白在营养、口感等方面具有一定优势。如酵母蛋白含有人体全部必需的氨基酸,属于全价蛋白,营养丰富,能够满足人体营养需求,没有豆腥味,而且无致敏成分,适用人群广泛。

科技创新

构建多元化蛋白供给体系

利用更少的资源产出更多的蛋白,微生物蛋白具有生产效率高且二氧化碳排放少的优势。陈坚介绍,目前,全球已有超过80家公司从事微生物菌体蛋白的生产。作为重要的替代蛋白,微生物蛋白的高效制造和规模化应用是构建多元化蛋白供给体系,实现可持续蛋白供给的重要途径。

陈坚认为,微生物蛋白一方面可以作为主要蛋白生产原料,从成本、可持续、生产效率等方面解决肉、蛋、奶产业链中的关键蛋白供给难题;另一方面,还可以作为功能蛋白生产配料,作为细胞工厂通过精密发酵获取高附加值的蛋白,从而在口味、口感、营养等方面提升产品品质。

作为食品领域的前沿技术,市场需求是推动替代蛋白发展的动力。据了解,当前“人造肉”在风味、口感、品质等方面仍与真实肉存在较大差异。植物肉缺乏真实肉中的纤维结构,肉质疏松是导致其口感和品质较差的主要原因。而微生物蛋白的发展为人造肉外观、风味、口感、品质等特性的提升提供了新方法。

例如,植物肉中存在醇、醛等挥发性物质,导致其具有一定的豆腥味。使用醇、醛脱氢酶将醇、醛等挥发性物质分解,可以显著提高植物肉的风味。一些特定的人群对植物蛋白肉过敏,筛选特异性的蛋白酶能够将植物肉中特定的过敏原降解,使其分解成为氨基酸和短肽,在去除过敏原的同时保留其营养成分。

“目前,我们正在建立微生物蛋白菌种库,筛选出一批原料廉价、生长速度快、蛋白含量高的菌种,加快生产多种不同类型的蛋白,满足不同应用场景的需求。”陈坚建议,行业发展应该以满足居民多元化消费需求为导向,通过科技创新,优化蛋白品种和品质,满足人民日益增长的美好生活需要。