禽流感反复发作、饲料和能源成本波动、监管变化以及全球疫情导致的持续波动给鸡蛋市场造成了严重挑战,促使了对蛋白替代品的兴趣激增,从植物蛋白到用微生物发酵而来的生物同质鸡蛋蛋白。
然而,以色列分子农业初创公司PoLoPo 采取了不同的方法,通过基因工程改造土豆来生产卵清蛋白,卵清蛋白是蛋清中最常见的蛋白质。该公司还在开发新的土豆品种,可以生产更高水平的天然土豆蛋白 patatin。如果价格合适,这种蛋白在广泛的食品应用中具有巨大潜力。
虽然精密发酵被认为是生产动物蛋白替代品的三大技术支柱之一,但 PoLoPo 和新兴的“分子农业”领域的参与者们认为,在转基因植物中生产高价值蛋白质的单位经济效益更为有利,因为转基因作物的资本支出和运营支出比精密发酵低得多。
尽管如此,由于需要获得转基因作物和最终成分的批准,其监管途径可能会更加繁琐,而监管机构也警告该领域的初创企业,在作物中表达某些动物蛋白将需要严格的过敏原管理。
根据PoLoPo 联合创始人 Maya Sapir-Mir 博士的说法,其转基因土豆中最终的蛋白质产品不是转基因的,而是与动物来源的卵清蛋白来源相同。农作物育种所需的时间要比微生物发酵的时间长,这可能会延长分子农业与精密发酵的研发周期。
然而,一旦开发出一种新的植物品种,扩大规模会比精密发酵更便宜、更容易,而精密发酵每次转移到更大的发酵罐时都会带来新的挑战,而扩大分子农业的规模更简单,只需种植更多的土豆。
但是PoLoPo为什么要用土豆而不是其他农作物作为宿主呢?
根据PoLoPo 联合创始人 Maya Sapir-Mir 博士的说法,土豆的一个关键优势是提取和纯化蛋白质的下游工艺更简单。土豆种植成本低,产量高,几乎在任何地方都可以种植,PoLoPo表达的蛋白质只在土豆可食用的块茎中积累。下游加工也比大豆和其他植物更容易。
Maya Sapir-Mir 博士声称,虽然 PoLoPo 土豆中的卵清蛋白流中会含有一些天然马铃薯糖蛋白( “patatin”),但这不会限制其市场潜力,并指出土豆蛋白具有许多与鸡蛋蛋白类似的功能特性,并不需要再分离卵清蛋白。
事实上,PoLoPo 生产的第一批作物预计明年收获,是3 吨含有较高水平的马铃薯糖蛋白的土豆。马铃薯糖蛋白是一种高度可溶、不致敏、味道清淡的蛋白质,具有诱人的胶凝、发泡、乳化、粘合、质地化和稳定性能;具有与鸡蛋类似的高功能性、高营养价值,而且几乎没有味道。
目前,马铃薯糖蛋白是淀粉生产的副产品,由于数量少(大多数土豆仅含有 2% 的蛋白质)和经济性挑战,尚未在食品市场发挥重要作用。
荷兰公司 Avebe 是市场上最知名的参与者,其品牌蛋白质名为 Solanic,而英国土豆供应商 Branston 也即将进入市场。
然而,如果可以提高蛋白质含量,经济效益就会突然变得更具吸引力。PoLoPo在六个月前向美国农业部提交了一份监管状态审查,以便美国合作伙伴和种植者可以开始种植 PoLoPo 的马铃薯植株。
Maya Sapir-Mir 博士表示, “我们现在正在以色列测试大规模种植选定的品种,它们在温室试验中表现出了非凡的潜力,因此我们可以为我们的合作伙伴提供更多的样品。
“马铃薯蛋白目前的价格为每公斤70-100 美元,这令人难以置信。它之所以昂贵是因为我们没有足够的蛋白质,但如果价格更低,食品行业非常愿意使用它。”
该公司已从 FoodLabs、Milk & Honey Ventures 和其他公司筹集了 230 万美元的预种子轮融资。至于商业模式,PoLoPo 计划成为一家 B2B 配料供应商,并已与 CSM Ingredients 达成合作伙伴关系,以帮助探索其蛋白质的应用机会,其最终产品将是功能性蛋白粉。
根据Maya Sapir-Mir博士的说法,其公司在两年前才开始在实验室里研究转基因,然后是下游工艺,并得到了有意避免使用鸡蛋的公司的大力支持。现在他们需要为行业提供足够的样品。PoLoPo可能会继续在以色列进行研发和样品生产,但所有生产将很快转移到美国,并寻求合作。
虽然定义各不相同,但采用植物分子农业的公司通常对植物进行基因改造,使其生产出它们通常不会生产的东西,例如用烟草制成的疫苗、用大麦生成的生长因子、用大豆或生菜表达的乳蛋白、用红花产生的凝乳酶。
分子农业公司不是通过改造植物来赋予其有益的农艺特性,如抗病性、抗逆性、增加产量或改善营养,而是像生物反应器一样使用植物来生产特定的高价值成分,目前包括乳制品蛋白、生长因子、肉类蛋白、鸡蛋蛋白、酶和疫苗等。全球估计有近30家初创公司通过分子农业生产替代蛋白,他们认为这比工业化的动物农业更可持续、更符合道德,而且可能更有效率。
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