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【熱點(diǎn)應(yīng)用】未來食品之精密發(fā)酵：微生物的“神奇釀造術(shù)”

馬爾文帕納科 2024-11-01 | 閱讀：2879

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，不再來自于動(dòng)物,，而是由微生物“釀造”出來的嗎,？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。聽起來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)（來源：傳統(tǒng)與未來的碰撞：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)家們就開始利用基因工程技術(shù)，通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)胰島素,。這為后來精密發(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),，通過發(fā)酵生產(chǎn)出非動(dòng)物來源的乳清蛋白，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)品完全無動(dòng)物成分,，滿足了日益增長(zhǎng)的可持續(xù)發(fā)展需求。

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圖2. 采用Perfect Day精密發(fā)酵蛋白制成的各類產(chǎn)品（圖片來源：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)狀與未來發(fā)展藍(lán)皮書》，為行業(yè)提供了寶貴的參考和指導(dǎo),。

近年來,，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)帶來了前所未有的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。通過全球領(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)過程，確保高質(zhì)量,、高穩(wěn)定性的產(chǎn)品,，推動(dòng)未來食品的持續(xù)進(jìn)步。相信在不久的未來,，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。

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