问题——全球新食品与替代蛋白需求增长、传统蛋白原料受资源与价格波动影响的背景下,如何以更稳定、更可持续的方式供给高品质蛋白与功能营养成分,成为产业升级的关键命题。我国功能营养品与替代蛋白领域仍面临部分核心原料依赖进口、规模化成本较高、工程化放大与质量一致性控制难度大等现实挑战。要实现从实验室成果到产业供给的跨越,必须在底层技术、工艺体系与产业链协同上形成系统性突破。 原因——生物合成制造的核心在于“细胞工厂”。其本质是对微生物细胞代谢网络进行系统设计与调控,使目标产物能够高效、可控地产生,并满足工业化连续稳定运行需求。当前行业痛点集中在三上:一是高性能菌株选育与稳定表达仍需更高效率的筛选与优化手段;二是大规模高密度发酵的过程控制、连续培养稳定性以及下游分离纯化效率,直接决定成本曲线;三是从技术指标到法规准入再到产业链配套,需要研发、制造与应用端同向发力,形成可验证、可复制的工程化路径。 记者从江西省科技厅获悉,江西省科技重大专项“2030先锋工程”“重要功能营养品生物合成”项目中期验收已完成,多个关键节点取得进展。专项负责人、中国工程院院士、南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室主任谢明勇介绍,项目围绕微生物蛋白、维生素B3衍生物、B-葡聚糖、2'-岩藻糖基乳糖、L-缬氨酸等方向,构建了多类功能营养品高效细胞工厂,部分菌株发酵产量达到国际领先水平。,团队研制的“威尼斯镰刀菌蛋白”获批国家新食品原料,成为我国获批的首个丝状真菌微生物蛋白,为我国丝状真菌微生物蛋白的生物制造打开了新路径。维生素B3衍生物方面,中试发酵产量达到40g/L以上——产品纯度不低于99.5%——已公开报道中处于较高水平。 影响——上述成果的意义不仅在于单项指标的提升,更在于对产业化链条的带动作用。一上,新食品原料获批意味着产品从研发验证迈向合规供给,为后续扩大应用场景、开展市场化推广提供了制度基础。另一方面,中试阶段的高产量与高纯度表现,说明关键工艺路线具备工程化潜力,有助于推动成本下降与规模放大,从而增强国内企业国际市场的竞争力。项目同步启动万吨级微生物蛋白、百吨级维生素B3衍生物生产线建设,若后续产线稳定达产,将对地方新食品产业链完善、技术服务体系构建以及上下游配套集聚形成拉动效应,并有望培育新的增长点。 对策——业内普遍认为,打通生物制造从“能做出来”到“做得稳定、做得便宜、做得合规”的路径,关键在于工程化体系与协同机制。南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室副主任胡婕伦表示,构建性能稳定、代谢高效、适于工业化生产的细胞工厂,是提升生物制造工程化水平和产业竞争力的关键。企业端则更关注“共性技术”对成本与规模的决定性作用。江西富祥药业股份有限公司董事兼总工程师李惠跃介绍,项目旨在开发高效的微生物蛋白生物合成路径,并在高通量选育、大规模高密度连续培养、菌体纤维高效制备、提高蛋白纯化效率与降低成本各上形成突破,推动建立高水平微生物蛋白制造产业体系,进而提升对进口大豆蛋白等原料的替代能力。 组织模式上,项目强调“产学研用”深度融合与分工协作,通过“企业提出需求、高校攻关技术、政府搭建平台”机制,把科研方向与产业需求更紧密地对接。江西海文生物科技有限公司总经理、专项负责人刘博超表示,企业依托维生素B3全产业链基础,聚焦生产效率、成本控制与规模化放大等行业共性问题,推动产业升级、增强国际竞争力。据介绍,南昌大学、江南大学牵头负责底层技术架构研发,海文生物参与协同创新并推进工艺集成,形成高活性维生素B3衍生物制备及分离纯化的集成技术体系,在此基础上主导产业化转化,建设年产百吨级示范生产线。 前景——从趋势看,合成生物与新食品产业正进入“技术突破+场景扩展+合规推进”并行阶段。随着消费者对营养健康、绿色低碳与食品多元化的需求提升,微生物蛋白、功能性糖类与维生素衍生物等产品的应用空间有望扩大。下一步,项目能否形成更强的示范带动效应,关键取决于三点:其一,产线建设与运行数据能否验证长期稳定性与成本优势;其二,质量标准、风险评估与监管要求能否与产业化进度同步推进;其三,上下游协同能否在原料供应、装备能力、过程控制与应用端验证上形成闭环。业内预计,若涉及的技术体系成熟并实现规模化供给,将推动我国在替代蛋白与功能营养品领域继续提升自主供给能力与国际话语权,同时为地方培育百亿元级新食品产业集群提供支撑。
生物合成制造代表了食品产业发展方向,也是实现食品安全、营养健康和产业升级的重要途径。江西在此领域的突破,充分表明了科技创新对产业发展的引领作用。通过高校、企业、政府的紧密协作,我国正在逐步掌握生物制造的核心技术,为全球食品产业的可持续发展贡献中国力量。随着这些项目的更推进和产业化应用,我国有望在功能营养品领域实现从跟跑到领跑的转变,为人民群众提供更加安全、营养、可持续的食品选择。