食品和饮料（F&B）行业最迅速发展的创新领域可能是精确发酵。本文讨论了该技术的爆炸性增长，重点介绍了近期提交的专利中一些令人振奋的创新。
精确发酵技术利用微生物（如酵母、细菌或真菌）和合成生物学技术生产所需的功能性成分，如蛋白质、脂肪或生物活性物质。这些目标分子可以被提取和提纯，用于各种食品和农产品。食品和饮料行业的典型例子包括乳制品、肉类或蛋类蛋白质。科技智库RethinkX提供了一个有用的“周期表”，有助于直观地了解精确发酵的所有活动。这仅仅是个开始，该领域几乎每天都在迅速发展。
研究表明使用合成生物学技术，通过基因操作来过度生产一种名为MIOX的蛋白质，以确定其原子结构，用于正在进行的药物开发。这项技术正在推动食品行业几十年来最激动人心的进展。事实上，在2020年世界经济论坛上就强调，精准发酵技术有望重塑全球食品生产，提供可持续、可扩展的替代方案，实现未来的粮食安全。
市场研究及咨询服务供应商全球市场洞察（Global Market Insights）预测，随着全球在这些领域投入大量资金和创新努力，全球食品和饮料配料精密发酵市场将从2024年的24亿美元增长到2034年的703亿美元，复合年增长率高达39.9%。好食品研究所（Good Food Institute）2023年《发酵行业现状报告》强调，2022年至2023年期间，该领域企业共筹集资金超过12.5亿美元。
精确发酵专利态势
图1清楚地表明，自2019年以来，与精确发酵相关的专利申请数量激增，到2022年与2018年相比实际上增加了两倍。（注意：2024年的数据尚不完整）
图2显示，美国在精准发酵领域遥遥领先，占总体专利数量的40%以上。其次是加拿大、欧洲、澳大利亚、新西兰和以色列。
值得注意的创新
最早的创新者之一Impossible Foods拥有至少30项有效专利。其中一项是美国专利号9943096，该专利曾受到Motif Food Works公司的质疑。这项专利的重点是利用在酵母中重组生产的大豆血红蛋白的血红素技术，据说这种技术提供了肉的香味和“渗血”的视觉效果。
最引人注目的创新者之一是The EVERY Company（前身为Clara Foods），该公司拥有约20个有效的专利家族。其最早的一项专利可追溯至2019年，由美国专利号12/096,784代表。该专利涉及重组卵清蛋白（卵清蛋白）的生产，据称该重组卵清蛋白可在不同食物形态中保持感官中性且稳定，并且与动物源性蛋白相比，其溶解性和透明度也有所提高。
在牛奶替代品方面，Perfect Day无疑是乳制品精确发酵技术的独角兽，目前估值为15亿美元。该公司获得了超过8亿美元的资金，2014年才首次推出产品，却拥有超过25个专利家族。最有影响力的专利可能是美国专利号9,924,728，该专利涉及一种通过真菌细胞培养产生的重组β-乳球蛋白和α-乳清蛋白的组合物。该专利指出，这些蛋白质可模拟牛奶的味道、香气和口感，同时减少对环境的影响，并最大限度地减少食源性病原体。
澳大利亚和新西兰现状也值得一提。
正如澳大利亚细胞农业报告（2024年8月）所述，澳大利亚在精准发酵领域也取得了重大进展。该报告强调了澳大利亚的价值主张，即利用强大的研究生态系统、备受推崇的专利制度、在这一领域开拓进取的多元化创新公司以及支持性的基因技术监管制度，发挥其在合成生物学方面的重大专长。
关于最后一点，在2024年初，OGTR（基因技术监管机构）许可Cauldron使用10,000升的精密发酵设施生产重组动物蛋白。
澳大利亚从事精密发酵的餐饮公司包括Eden Brew、Nourish Ingredients、Cauldron、Eclipse、All G Foods和Noumi。
All G Foods公司在2023年申请了专利（AU2023278779），该专利涉及通过微生物发酵生产不含动物成分的钙敏感酪蛋白（缺乏卡帕酪蛋白）组合物的工艺。该公司已在中国、印度、韩国、新西兰和新加坡申请了专利，表明其将上述国家视为重要的海外商业市场。
初创公司Eden Brew也在研究重组生产乳蛋白。虽然Eden Brew没有直接申请专利，但最近的媒体发布表明，在政府资助和与CSIRO合作的支持下，这项工作可能正在进行中。
在2022年获得超过2800万美元的资金后，Nourish Ingredients公司也开始采用精确发酵技术，但用于生产脂类而非蛋白质。Nourish Ingredients公司最近提交了两项专利申请，专利号为AU2022289040和AU2022231106，描述了脂类在加热后会产生“肉类风味和/或香气”的特性。这两个系列专利在许多海外国家都有推广，再次反映了这种精密发酵技术在全球范围发展的机遇。近年来，Nourish推出了两种相关的脂质成分：Tastilux®和Creamilux®。
新西兰的表现也远出人意料。
如上图所示，新西兰的替代蛋白质产业仍处于早期阶段。然而，与澳大利亚一样，新西兰也拥有巨大的潜力，特别是在食品科学和蛋白质化学方面的基础科学专业知识。《2023年新西兰新兴蛋白质报告》强调，尽管该国缺乏替代蛋白的官方国家战略，但许多研究机构和初创企业都在积极探索精确发酵技术。
其中一家名为AgResearch的研究机构于2022年发布了《发酵助力未来食品系统》报告，强调新西兰需要扩大其发酵技术基础设施，以在全球竞争中脱颖而出。预计这一领域将取得长足发展，很大程度上是因为新西兰依赖食品和饮料出口，尤其是乳制品和红肉行业。
也许最能说明问题的是，乳业巨头恒天然已经与帝斯曼合作，投资荷兰初创公司Vivici。Vivici最近提交了一项PCT申请WO2025046004，该专利申请涉及使用酵母重组生产β-乳球蛋白，并指出由此产生的组合物具有低糖的优点。在最近的一篇AgFunderNews文章中，Vivici的首席执行官Stephen van Sint Fiet表示，该公司可以利用其商业规模的发酵罐和GRAS（公认安全）地位迅速转向商业生产。
除了Fonterra之外，奥克兰一家初创公司Daisy Lab也提交了两项PCT申请，即WO2024049307和WO2025046472，这两项专利专注于通过精确发酵产生的酵母衍生乳蛋白。在150万美元的资金支持下，他们的方法旨在提供类似乳品的蛋白质（乳清和酪蛋白），可用于奶酪、酸奶和牛奶替代品。
回到乳制品主题，Miruku公司正在采用一种替代方法，即通过基因表达在植物中而非微生物中改造乳制品蛋白和脂质，详见NZ812021。Miruku公司现已筹集了700多万美元，并将其专利扩展到美国、巴西、澳大利亚和以色列等多个国家。
来源：https://www.lexology.com/library/detail.aspx?g=f3577d3c-318d-47b3-b71a-4488a750234a