合成生物学在食品微生物制造中的应用与前景研究报告（50页）

行业报告下载 2023年02月08日 11:57 管理员

科学家通过调整代谢通路中各种基因元件的表达，通过“设计-构建-测试-学习”循环的工程方法，构建高效细胞工厂。以理性设计细胞网络为手段，降低副产物，减少抑制物，提升生产效率，其产业已覆盖医药制造、化工生产、创新能源、新材料、食品、农业等多个行业。在食品领域，合成生物学为研发赋能，为大规模食品生产建立新方法，开发多种功能的替代蛋白、合成天然稀有产物、提供微生物油脂、生产食品添加剂和食品原料，研发风味、质构、形态可控的食品产品，实现更安全、更营养和更可持续的食品获得方式。值得注意的是，用作食品领域的底盘细胞需要较为谨慎的选择，尽管欧美等其他国家对大肠杆菌等非食品级的细胞所表达的产物接受程度较高，但选择食品安全级底盘细胞仍然非常有必要，如酵母菌、枯草芽孢杆菌、谷氨酸棒杆菌等都是比较好的选择，对此类底盘细胞的合成生物学开发尚需加速成熟。

中国有着悠久的发酵历史，如酸奶、酒类、泡菜、酱油等都是传统的发酵食品。随着近代工业的发展，氨基酸工业（谷氨酸钠为代表）、有机酸工业（柠檬酸为代表）、酶制剂工业（淀粉酶为代表）、淀粉糖工业和酵母工业等，形成了中国相当规模的发酵工业体系。中国作为发酵产业的生产大国，在维生素、抗生素、氨基酸等领域始终处于国际产量前列，但仍然存在着较大的产业升级空间，截至2021年核心菌种自主率不足20%，其中氨基酸的菌种自主率不足5%，大量核心技术和精密设备依赖于进口，产业数字化进程缓慢等都是面临的巨大挑战。精密发酵作为发酵领域的一个分支，以微生物为细胞工厂，通过发酵获得高纯度目标产物。精密发酵并非新鲜事物，在中国有着较成熟的产业基础，如利用基因工程改造微生物来生产人类胰岛素、生长激素、酶，以及维生素和部分营养补充剂等。相较于传统发酵，精密发酵作为最“年轻”的发酵技术之一，承担着合成生物学下游生产的巨大任务。