谁来替代蛋白

中国人到底缺多少蛋白质。

国家统计局发布的《中国统计年鉴2021》显示，我国鸡蛋年均消费量为12.8公斤，达不到每天一个鸡蛋的标准，而人均牛奶摄入量仅为35.6克/天，不到《中国居民膳食指南》的1/10。

人们摄入蛋奶不足的原因有很多，口味，价格，过敏，饮食习惯等要改变人们对传统蛋白质的固有认知，最近一级市场火热的替代蛋白质或许是个不错的选择

为什么需要蛋白质替代品。

畜牧业生产蛋白质的效率真的不高根据联合国粮农组织的数据，畜牧业占据了全球77%的农业用地，却只产出37%的蛋白质相比之下，种植只占用23%的农业用地，但产出的蛋白质却是畜牧业的近两倍

自20世纪60年代以来，全球对动物和植物蛋白的年均需求显著增加联合国预测，2050年世界人口将达到98亿

新增人口带来了巨大的蛋白质缺口如何生产足够的蛋白质来养活这100亿人，是所有国家都关心的问题，蛋白质替代品开始流行

发达国家不仅开发和推广替代蛋白质—

在发展中国家也有很多例子—

在中国，发展替代蛋白产业也非常重要。

一方面，食品安全关乎民生根据农业农村部食物与营养发展研究所的研究，中国食物的蛋白质自给率为74.6%为了更好地促进国家粮食安全，我们应该继续开发优质的蛋白质食物资源，提高蛋白质食物的自给率

另一方面，双碳目标的实现也有赖于蛋白质替代技术全球畜牧业协会每年排放超过71亿吨二氧化碳，占温室气体排放总量的14.5%可是，联合国粮农组织的研究发现，使用替代蛋白质，尤其是实验室培育的肉类，有利于减少肉类养殖产生的温室气体

近两年，我国正在逐步加大对蛋白质替代技术的政策支持。

日前，农村农业部在回应CPPCC委员提案时表示，支持替代蛋白相关产业的项目支持，产业化生产和前沿探索，并从中央财政拨款约5700万元支持高蛋白微藻等新型非食用蛋白资源研发。

一个月后，国家农业农村科技发展十四五规划也提出，研究细胞培养肉，合成蛋黄油，功能性重组蛋白等营养食品的培育制造技术。

根据波士顿咨询公司的数据，到2035年，替代蛋白的市场规模有望达到2900亿美元，约合人民币20300亿元。

万亿机会去了谁那里。

首先要明确替代蛋白的范畴。

植物替代蛋白

最近几年来，植物替代蛋白的研究热点有三个方向。

首先是开发新的天然植物蛋白，如从番茄叶中提取的Rubisco蛋白，在口感和营养上超越乳清蛋白和大豆蛋白从工业大麻籽中提取的蛋白质可以用来代替鸡蛋

但是这种蛋白质在植物中的含量并不高，那么如何大规模生产呢这就催生了植物蛋白替代品的第二个方向——用合成生物技术生产蛋白质

生物学可以通过基因手段提高目的蛋白的产量，甚至让植物产生动物蛋白。

美国生物技术公司诺贝尔食品创始人马吉利·查尼认为，奶牛本质上是将植物蛋白转化为动物蛋白，但奶牛的转化效率太低，会排放大量温室气体。

诺贝尔食品公司利用转基因技术改造大豆，在植物中合成动物酪蛋白，提取后制成奶酪这种生产方式效率更高，成本更低，消耗的资源更少该公司于2021年7月获得7500万美元B轮融资，其产品预计最快将于2022年底上市

植物替代蛋白的第三个研发方向是植物肉，但这个方向的技术门槛不高，本文就不赘述了感兴趣的读者请移步历史篇《你不吃我就不吃，人工食品怎么赚钱，了解更多信息

不过，农村农业部也指出，虽然植物替代蛋白前景广阔，但全植物替代蛋白处于起步阶段，还存在生产成本高，缺乏安全性评估等问题目前新植物蛋白的应用主要是动物饲料，依法开展安全性评估，有序推进产业发展

微生物替代蛋白

与动物和植物相比，微生物生产蛋白质的效率更高。

《中国食品科学报》提到，微生物蛋白具有优良的营养和功能特性，其高效制造和大规模应用是实现蛋白质可持续供给的重要途径此外，微生物蛋白的生产是在发酵罐或其他生物反应器中进行的，不占用耕地，比动植物耗水量少

与植物替代蛋白类似，微生物替代蛋白可分为不应用合成生物技术和应用合成生物技术两条路线。

其中前者数量较少，以Nature的Fynd和小枣科技为代表两家公司通过人工育种，找到了合适的菌种和藻种，从事真菌蛋白奶酪和微藻蛋白食品的开发

从事后者的公司比较多，有真菌转化，通过发酵生产Joywell，吉太莱博和微藻转化蛋白质，通过光合作用生产长金生物，袁宇生物和德美特。

虽然Impossible Foods是一家植物肉类公司，但它也在进行基于合成生物学的微生物蛋白质替代技术的研究。

价格高，味道怪是消费者不能接受蔬菜肉的两个重要原因现在，我们有望用合成生物学来解决味觉问题

不可能食品提取了合成血红蛋白的DNA片段，通过基因工程技术将其插入酵母中，发酵生产血红蛋白据Impossible Foods报道，添加了血红蛋白的植物肉在烤制时也能呈现自然的焦褐色和肉味

可是，目前植物肉或微生物发酵肉的纤维结构和口感与真正的肉还有很大差距如果你想吃真正的肉，你可能不得不依靠细胞而不是蛋白质

细胞替代蛋白

英国前首相温斯顿·丘吉尔在1931年提出:我们不应该养一整只鸡来吃鸡胸或鸡翅，而应该把这些组织分别培养在合适的培养基中。

原因很简单动物的呼吸，生长，活动等行为都要消耗能量，这就决定了动物生产蛋白质的效率不高如果能减少动物的其他生命行为，专注于肌肉细胞增殖，就能大大提高蛋白质的生产效率

在过去的90年里，丘吉尔的想象通过细胞替代蛋白技术得以实现。

细胞替代蛋白一般指细胞培养肉，即体外培养动物肌肉组织，直接获取食物原料细胞肉培养采用细胞培养和组织工程技术，一般不涉及合成生物学技术

从事肉类细胞培养的公司包括Mosa Meat，Mirai未来组合食品公司，周子未来公司，CellX，Eat Just，未来鸡肉技术公司，BlueNalu，Wildtype，Vinh海鲜技术公司，甚至还有袋鼠，羊驼和灭绝动物的Vow Food。

可是，细胞培养肉仍然有两个致命的缺陷第一，是形态学问题体外培养的肌肉是一堆松散的细胞，无法形成有质感的大纤维肌二是成本问题，生产细胞培养肉需要昂贵的牛胎盘血清培养液，生产同等重量的蛋白质细胞替代蛋白的成本远高于其他三种替代蛋白，这也意味着这种技术路线是最难商业化的

对于第一点，国内细胞培养肉企CellX尝试通过生物支架和3D生物打印技术，将细胞转化为组织，增加口感，至于第二点，Mosa Meat and Eat只是尝试用植物成分代替牛胎盘血清，使细胞培养肉的价格比2018年降低了40倍。

昆虫替代蛋白

但昆虫蛋白有一种特殊的气味，烹饪时很难掩盖，对甲壳素等成分过敏目前主要用于宠物和水产饲料

目前从事昆虫替代蛋白研发和生产的公司有查普尔蟋蟀蛋白，Protix，盛丰生态，两栖类等。

替代蛋白的概念虽然好，但不是每个公司都能抓住机会。

吃，不一定赚。

巨大的市场和先进的技术在一级市场发酵了乐观情绪。

据行业媒体Foodaily不完全统计，2021年，全球替代蛋白领域投资达到50亿美元，同比增长近60%其中，全球食品饮料领域融资金额最大的10起事件中，有9起发生在替代蛋白领域

但是工业火灾和公司赚钱是两回事。要判断一家替代蛋白质公司的颜色，我们必须回答商业模式的问题:

生产成本够低吗。

价格是阻止消费者选择替代蛋白质的主要原因受原料价格，研发费用和营销费用的影响，替代蛋白的价格远高于纯肉

以Beyond Meat and Impossible Food为例，人造肉饼的价格在每磅12至16美元之间，而碎牛肉的价格仅为每磅9美元。

至于细胞培养肉，价格更高虽然在过去的10年里，细胞培养肉的成本一直以每3年1—2个数量级的速度在下降，但这个速度能否持续下去还是一个问号

有研究报告指出，由于生物反应器的研发难度，规模化生产的设备维护成本以及细胞培养液的成本，经济型细胞培养肉制品在未来几十年内都将是伪命题。

喂还是喂。

蛋白质替代品的使用决定了价格的上限。

今年以来，受地缘政治冲突影响，豆粕价格持续上涨，已创近10年新高而饲料厂收购豆粕价格低于5000元/吨不过，虽然农村农业部已经列出了裂殖壶菌等6种藻类及其加工品和螺旋藻属在我国饲料原料清单中，由于生产成本的限制，大多数企业将这些原料作为饲料添加剂使用，很难形成替代

如果作为人体替代蛋白，价格自由度更高688平台信息显示，美国味精乳清蛋白粉价格从75元/斤到105元/斤不等可以替代一些植物蛋白和藻类蛋白

当心制造设备卡住。

有合成生物学从业者认为，中国虽然制造业强，但生物发酵行业的产品总量居世界第一但是高端发酵设备仍然依赖进口设备，国内生物技术领域的人面临着前所未有的挑战

袁隆平和诺曼解决了供水问题，但是从满到好，压力就到了蛋白质这边。

参考资料: