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本文摘要

利用微生物生產(chǎn)食品的技術(shù)，正引領(lǐng)著一場(chǎng)食品革命。微生物“釀造”奶酪、肉類甚至是奶昔，這種科幻電影中的情節(jié)已成為現(xiàn)實(shí)。精密發(fā)酵過(guò)程控制對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量和穩(wěn)定性至關(guān)重要，本文將介紹馬爾文帕納科技術(shù)在這一新型的食品制造領(lǐng)域所能提供的解決方案，并邀請(qǐng)您注冊(cè)報(bào)名觀看網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)了解相關(guān)案例。

你能想象，有一天我們吃的奶酪、肉類甚至奶昔，不再來(lái)自于動(dòng)物，而是由微生物“釀造”出來(lái)的嗎？別以為這是科幻片里的情節(jié)，它已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。精密發(fā)酵（Precision Fermentation），這項(xiàng)利用微生物生產(chǎn)食品的技術(shù)，正引領(lǐng)著一場(chǎng)食品革命。

與傳統(tǒng)的釀造工藝不同，精密發(fā)酵讓科學(xué)家通過(guò)微調(diào)微生物的DNA，讓它們“定制”出我們需要的營(yíng)養(yǎng)成分。聽(tīng)起來(lái)像是讓微生物們戴上實(shí)驗(yàn)室護(hù)目鏡，按照配方“下廚”。這一過(guò)程既高效又環(huán)保，已經(jīng)在奶制品、肉類替代品、蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。同時(shí)精準(zhǔn)發(fā)酵技術(shù)在產(chǎn)品安全和質(zhì)量方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，在受控的發(fā)酵環(huán)境中，生產(chǎn)過(guò)程可以得到更為嚴(yán)格的監(jiān)管。

圖1. 食品發(fā)酵研究手段與生產(chǎn)方式的多層面重構(gòu)（來(lái)源：傳統(tǒng)與未來(lái)的碰撞：食品發(fā)酵工程技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展. 生物技術(shù)進(jìn)展. 2021,11 (4)）

01丨精密發(fā)酵的歷史和市場(chǎng)規(guī)模

精密發(fā)酵并不是一夜之間誕生的新技術(shù)。早在20世紀(jì)80年代，科學(xué)家們就開(kāi)始利用基因工程技術(shù)，通過(guò)微生物發(fā)酵生產(chǎn)胰島素。這為后來(lái)精密發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。在食品領(lǐng)域，精密發(fā)酵的應(yīng)用主要集中在乳制品替代品和肉類替代品的生產(chǎn)上。

根據(jù)Custom Market Insights的統(tǒng)計(jì)，2023年全球精密發(fā)酵市場(chǎng)規(guī)模約21億美元，這一數(shù)字還在不斷增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2032年市場(chǎng)規(guī)模將突破255億美元，CAGR 超過(guò)40%。這種技術(shù)之所以備受追捧，是因?yàn)樗軌蛟诖笠?guī)模生產(chǎn)中保持高精度的食品分子合成，同時(shí)減少環(huán)境負(fù)擔(dān)。

全球范圍內(nèi)，精密發(fā)酵已吸引了眾多創(chuàng)新企業(yè)的參與，推動(dòng)其快速商業(yè)化應(yīng)用。其中，美國(guó)的Perfect Day公司作為先驅(qū)，通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)出非動(dòng)物來(lái)源的乳清蛋白，應(yīng)用于冰淇淋和奶酪等產(chǎn)品，不僅保持了傳統(tǒng)乳制品的口感，還顯著降低了水資源消耗，減少高達(dá)97%的碳排放量。與此同時(shí)，美國(guó)Geltor公司則利用微生物發(fā)酵技術(shù)，專注于生產(chǎn)用于護(hù)膚品和食品行業(yè)的膠原蛋白，其產(chǎn)品完全無(wú)動(dòng)物成分，滿足了日益增長(zhǎng)的可持續(xù)發(fā)展需求。

圖2. 采用Perfect Day精密發(fā)酵蛋白制成的各類產(chǎn)品（圖片來(lái)源：Perfect Day官網(wǎng)）

02丨國(guó)內(nèi)的研究進(jìn)展

中國(guó)的精密發(fā)酵行業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，逐漸成為全球食品科技創(chuàng)新的重要參與者。根據(jù)《中國(guó)食品科技學(xué)會(huì)》發(fā)布的數(shù)據(jù)，中國(guó)精密發(fā)酵市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率已達(dá)到25%。今年6月的Cphi會(huì)議上，華東理工大學(xué)正式發(fā)布了《精準(zhǔn)發(fā)酵現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》，為行業(yè)提供了寶貴的參考和指導(dǎo)。

近年來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)可持續(xù)和健康食品需求的增加，許多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)加大了對(duì)精密發(fā)酵技術(shù)的投資和研發(fā)。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院等機(jī)構(gòu)在植物基蛋白和功能性成分的開(kāi)發(fā)上取得了顯著進(jìn)展，同時(shí)多家新興企業(yè)也在積極探索食品替代品的市場(chǎng)應(yīng)用，以滿足國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)健康和環(huán)保食品的需求。

03丨精密發(fā)酵中的質(zhì)量控制

在精密發(fā)酵的過(guò)程中，監(jiān)控和優(yōu)化發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量和穩(wěn)定性至關(guān)重要。馬爾文帕納科先進(jìn)的分析儀器技術(shù)在這一領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用：

Zetasizer 納米粒度電位儀

用于測(cè)量精密發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的蛋白質(zhì)和其他生物分子的粒度分布，確保產(chǎn)品的一致性和功能性。例如，Perfect Day使用該儀器來(lái)確保其乳清蛋白的均勻性，使其替代乳制品能夠在市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力。

MicroCal PEAQ-DSC 差式掃描微量熱儀

通過(guò)測(cè)量發(fā)酵產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性，DSC幫助企業(yè)優(yōu)化發(fā)酵條件，確保蛋白質(zhì)在不同溫度下的穩(wěn)定性和功能性。例如，Geltor使用該儀器確保其發(fā)酵膠原蛋白在各種溫度下的穩(wěn)定性，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

了解更多馬爾文帕納科產(chǎn)品在精密發(fā)酵領(lǐng)域的應(yīng)用案例，歡迎注冊(cè)報(bào)名觀看我們11月5日晚19：00-20：00的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)：

• 會(huì)議主題：PrecisionFermentation: A New Frontier in Food Innovation and Sustainability（精準(zhǔn)發(fā)酵：食品創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展的新領(lǐng)域）

• 會(huì)議形式：網(wǎng)路研討會(huì)

結(jié)論

精密發(fā)酵正逐步改變我們對(duì)食品生產(chǎn)的認(rèn)知，從實(shí)驗(yàn)室走向餐桌，這項(xiàng)技術(shù)帶來(lái)了前所未有的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。通過(guò)全球領(lǐng)先企業(yè)的實(shí)踐和中國(guó)市場(chǎng)的快速發(fā)展，精密發(fā)酵正在成為可持續(xù)食品生產(chǎn)的重要推動(dòng)力。借助馬爾文帕納科等先進(jìn)分析儀器技術(shù)的支持，企業(yè)能夠更好地控制生產(chǎn)過(guò)程，確保高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的產(chǎn)品，推動(dòng)未來(lái)食品的持續(xù)進(jìn)步。相信在不久的未來(lái)，貨架上將出現(xiàn)馬爾文帕納科用戶利用精密發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的食品和釀造的啤酒、葡萄酒。