忽略了乳制品的周期原料

2024-09-23

提示：本文选自FBIF2024-2025 食品饮料创新报告，迅速拉到底端扫码联系人可以获得(假设你是 FBIF 与会嘉宾，请直接联系对接。 FBIF 获得工作人员)。

内容来源：2024 年 6 月 26 日本，水滴农厂CEO吴剑涛， FBIF2024 乳制品创新分论坛，发表了一篇名为“【供应变革】忽略周期乳制品原料”的演讲。

乳制品行业的发展正受到可持续发展、原材料供应周期性和资源相对垄断等挑战。精密发酵的发展必将给乳制品行业带来翻天覆地的变化。

吴剑涛，CEO，水滴农厂

大家早上好，非常感谢。 FBIF 给我一个机会，让我谈谈水滴农厂在乳制品和新原料方面的一些做法和未来要做的事情。合成生物学是个大问题，水滴农厂在乳制品行业面试，也和我的背景有关。我在国内很多大型国际企业都是高管，主要从事业务，与乳制品行业有着千丝万缕的联系，有着20多年的共同发展和合作经验。我想我也是和中国乳制品行业一起成长的，从食用添加剂到菌种、发酵菌、益生菌、香精香料。后来我在菲仕兰做了中国乳制品原料的总经理，和很多乳制品行业的同事都很熟悉。

2022 2000年，离开乳制品菲仕兰公司后，我反思了一下，认识了现在的三个合伙人。很有意思。三个合伙人聊了聊。虽然我当时学的是食物，他们学的是生物技术和发酵，但是我们小时候都看过一部叫《小灵通漫游未来》的科幻小说。不知道大家有没有看过。

那时候，每个人都一样。为了温饱，我真的很想有一天吃个丸子。这一天，所有的饭菜都管理好了。我们对《小灵通漫游未来》中描述的未来农厂生物合成和生物发酵非常感兴趣。所以我们可以看到，水滴农厂的名字不是农场，而是工厂的工厂，这也是从科幻小说中学来的。

《小灵通漫游未来》

起这个名字，也是为了向这部科幻小说的作者叶永烈老师致敬。

水滴是合成生物学中最小的模块，精确醇化，一切都可以在一滴水中完成。同时，一滴水也可以汇聚成海洋，汇聚成大型工业生产，这是水滴农厂建立这个名字的初衷。

既然要做乳制品的原料，就要知道乳制品行业的痛点。我一直在和乳制品企业合作，所以我明白这个痛点是周期性的，乳制品价格一直在波动，从来没有人能准确预测过。

在原料供应方面，我在菲仕兰供应各种蛋白质和乳糖，总是在猜测明年是乳清多还是酪蛋白多。这是供应乳制品原料的一大难点。在新的创业中，希望能给乳制品行业带来一些解决方案和一些解决方案。

水滴厂的愿景是用精确的发醇方法生产高质量的蛋白质，做到这一点尤其困难。

水滴农场共享资料

右上角是R&D迭代图。从精确发醇、合成生物学的角度来看，做一件事不一定难，只要找到相应的东西。 DNA(目前基因技术也很高)，可以产生产品。但是怎样提高产量呢？这一迭代需要不断迭代，并且需要呈现指数级增长。所以，要想成为一家非常成功的合成生物学企业，背后必须有很长的积累。我们的团队在这一积累过程中有很大的优势。我在这一领域工作接近 30 2000年，主要集中在应用端和营销端；另外两个合作伙伴在构建国际顶级分子平台和特殊菌种迭代系统方面都有 30 年度以上经验；我们也有很丰富的放大经验，在国际上放大过。 200 多个产品。在这些经验的支持下，尽管我们是一支创业团队，但我们仍然有信心提供一种高效的合成生物解决方案。

去年 11 月 1 日本，水滴农厂正式成立。到目前为止，在过去的半年里，刚刚介绍了去年的融资状况非常糟糕。然而，在合成生物学方面，我们仍然获得了中国硬核科技基金的投资，包括联想风险投资、正轩投资和丰瑞。这个基金，主要利用经验和中国菌种平台，对知识产权的布局和研发进行投资。我们也很幸运地与中国最前沿的未来食品研究所达成了战略合作协议，在菌种平台的构建和未来食品研发方面得到了很强的支持，为未来获得专利奠定了基础。

合成化生物学是一个热点，上升到国家领导，下到地方政府、大学、科研机构、工业基金，都在谈论这件事。

(一)新的生产力-合成生物学

去年年底，我参加了中国化工年会，第一次将合成生物学作为专门的分会场进行研究。众所周知，化工是一个非常大的行业。为什么合成生物学独立作为分会场，从石油原料开始制造不同的生成过程？合成生物学在整个化工建设中具有独特性，对有机物的生成非常重要和方便。

在中国食品营养学会今年的全球营养年会上，合成生物学也得到了重点提出，大家形成了一个共识，合成生物学是中国食品科学的新生产力。宏观来看，合成生物学和生物合成技术在中国已经被提高为新的生产力，这对这个行业的人来说是一个很大的鼓励。

(二)精确发酵的优点

对于食物来说，精确发醇是比较容易实现的，也是比较容易得到顾客认可的方法。

它是通过改造一定的微生物，通过发酵制成特定的蛋白质或酶，或其他有价值的化合物。它是第三种结合农业生产、植物提取和化学合成的方案。这个第三种方案有它的优点，包括天然醇化的传统部分和前沿的生物合成技术。它是一种高效、高转化率的工业技术，很可能产生高性价比的新蛋白。

就技术优势而言，保证了产品的纯度。与传统发醇相比，精确发醇最大的不同之处在于，传统发醇可能是发酵产物为复合体，结构十分复杂。使用食品原料时，可能需要避免一些负面的问题，如味道、稳定性等。精确发醇不会有这个问题。经过改造，精密发醇可以产生相对纯正的产品。此外，由于生产过程是在发酵罐中进行的，周围环境对其影响较小，因此没有重金属和有毒物质的影响。

第二个技术优势是可持续性。在精确醇化方面，有一些方法可以用二氧化碳作为糖和淀粉，有利于二氧化碳的排放。通过评估生命周期，我们可以看到精确醇化对可持续发展大有裨益。

三是高效率和灵活性。因为基因工程 DNA 决定蛋白质，效率高，灵活性高，我可以在一个菌种的平台上制作不同的蛋白质。这就是技术的优点。

当前的困境(三)

困境是不可避免的。

刚刚看了谷孚的融资报告，记得 21 年是高峰，22 年降低，23 一年之内跌得很惨。存在经济周期问题，也存在产业回报问题。

根据美国的统计，合成生物学的投资风险是第二高，核能是第一高。不幸的是，两者都是。 MIT 强项，我们的创始人 MIT 当咖啡店谈论这项技术时，他们通常面临的现实是，当他们谈论这项技术时， 18 年度融资成功的企业，到目前为止，剩下的已不多了。

这种困境来自于行业的技术导向。做科学研究的时候很开心，觉得自己控制了未来。看市场的时候，往往是另一个故事。我非常感谢谷孚为市场消费者提供了许多调查报告，帮助我们纠正了工业化过程中可能出现的误解。我就不一一重复了。

每个人都可以看到哪些困难，比如市场的错误判断，取代成本的低估，对价格和成本缺乏深刻的了解，量产和产率低，放大失败，商业模式的不合理性等等。

(四)突破困境，需要一步一步迭代。

为了突破这些困难，我们需要做一些迭代开发。这是合成生物学中的经典合成。 DBTL 循环应该通过不断的建设、测试、学习和设计来实现。这是一项非常辛苦的工作，需要有很强的工匠精神一步一步做事，却不能指望在突如其来的灵感和学术报告上。

为了构建一个非常有竞争力的底盘细胞，细胞必须先生长良好，然后才能工作；然后优化生物合成功能， DNA 种植这种细胞，这种细胞喜欢吗？细胞也有喜好。如果你给它一个你不喜欢的东西来生产它，它会不开心，长得不好；如何取消冲突，构建酶库结构，需要一些定向进化。这很重要，要让这个细胞适应新的生产目标。

细胞建成后，如何放大细胞是非常重要的，如何从中获得？ 5 升起的罐子做到了 50 升罐子，到 1 吨、10 吨、200 吨，细胞的生产环境不同；如何在菌种构建和后期放大过程中协调；最后，如何让这个细胞产生的东西排出体外，很容易分离出来。这需要在菌种构建中，一个循环一个循环。这就是开头所说的，要不断地积累，积累细胞的能力，使其成为高产细胞。

刚才也提到了蛋白质的替代，与乳制品非常相关的是蛋白质的替代。中国人终于喝了牛奶，国际上对牛奶有很多批评。如何在提高生活质量的同时继续补充所需的蛋白质？

这里有一些替代蛋白质的过程。谷孚的同事已经介绍了大豆蛋白、生物发酵肉、细胞培养肉、发醇蛋白，我就不细说了。性价比和帮助实现双碳目标也是替代蛋白质的优势。与养殖相比，替代蛋白质是一种不可替代的新方式。

(一)乳制品行业动态：取代蛋白质的兴起

或者回到自己身边，为什么中国人代替蛋白质很重要？我们的饮食结构有问题。在制作水滴农场时，我们思考的就是现在消费者的问题是什么。回到2022年中国基本饮食宝塔。 2008年公布的结果有两个问题，第一个是油、盐、糖摄入过多；第二，奶制品供应不足。这一点在过去多次的报告中都是这样体现的，但很明显，行业内并没有很好的解决办法。

(二)酪蛋白

回到乳制品，最重要的是酪蛋白，酪蛋白在各行各业使用时间较长，占奶蛋白的比重。 80%。我国 2023 年进口了 42000 纯酪蛋白吨，价值 40 1亿元。因此，酪蛋白的供应在中国非常重要，通常受到海外乳制品供应的限制，价格也在波动。这是供应链的一个缺点。

酪蛋白在国外是什么情况？酪蛋白主要用于国外的奶酪，奶酪的主要原料是酪蛋白，因为奶的供应一直在下降，奶酪蛋白作为奶酪的危机也存在。同时，由于环保规定，美国已经将酪蛋白的供应作为国家的国策，应该通过发酵生产酪蛋白。只有这样，才能达到碳排放的目的，这也是一个非常重要的点。

水滴农厂可以通过发酵制作不同品种的酪蛋白。通过放大酪蛋白菌种，可以选择产量高达几十克每升的菌种，大大降低了生产成本。我在这种发酵方法中有一些生产酪蛋白的经验。

如果酪蛋白是通过发酵制成的，乳清蛋白是产业链中酪蛋白和奶酪的附加产物。如果奶酪是通过发酵制成的，奶酪蛋白是通过直接发酵制成的，不难想象没有乳清蛋白。国家乳清蛋白也严重依赖进口，23 年进口 69 一万吨乳清粉，价值 84 亿元人民币，这也是一个很严重的问题。

对于消费者来说，水滴农厂的方案并非通过发酵法制作牛奶，所以不与养殖端竞争牛奶这种产品，这一差距很大。水滴农厂主要做原料，用发酵法制作原来从牛奶中分离提取的部分。所以整体技术路线和产业链都很短。它是用淀粉和葡萄糖制成的酪蛋白、乳清蛋白和乳铁蛋白，通过精确的醇化，未来可能会有一些甜味蛋白。作为饲料，生物质是一种可循环、可再生的生产工艺。

这些蛋白质在美国已被批准上市，FDA（Food and Drug Administration，美国食品药品监督管理局)允许一家公司在两个月前进行大规模的工厂实验，以确认其可持续发展。这对国家未来乳制品行业来说是一个很大的挑战。我们是不断从国外进口乳清蛋白和酪蛋白，还是可以扭转这种局面？这是我们不得不面对的选择。

(三)甜味蛋白

这是一种已经制作出来的甜味蛋白。

就像我刚才说的，中国人的饮食结构是高糖、高油、高盐，所以减糖也是一个很大的需求。说到代糖和甜味素，目前还没有完美的解决方案，因为它们应该满足自然、安全、健康、低成本、口味和广泛的市场用途。

在产品中，我们看到了 94 2000年，一位科学家在非洲原始森林中发现了一种水果，巴西甜蛋白从中成功分离出来。巴西甜蛋白的甜度是蔗糖。 1000 倍，甜度很高，这种甜味和糖很像。幸运的是，我们的创始团队成功地表达了它，并在美国获得了许可。

水滴农厂精准发酵巴西甜蛋白，使用这种像毛毛娃娃一样可爱的东西。这是放大在电子显微镜上的毕赤酵母。中国刚刚批准的食品原料经过改造后，可以通过精确的醇化和净化，使这种菌种现在符合美国。 FDA GRAS（编者注：Generally Recognized As Safe，认可安全，这是美国美国食品药品监督管理局对化合物或食品添加剂进行分类的过程。

在菌种建设中，我们做了一些基因转移、敲除和代谢通道建设，使毕赤酵母能够在体外代谢巴西甜蛋白，便于提取。

怎样确定产品是否需要巴西甜蛋白？ HPLC（High-performance Liquid Chromatography，联合认证分析高效液相色谱法，自然提取巴西甜蛋白 HPLC 从峰和发醇中提取，表达位置与图像一致。

三维空间在蛋白质表达过程中起着决定蛋白质功能的作用。将氨基酸序列放入水滴农场 Alpha Fold 后来得到的图片，和 Google Protein 对巴西甜蛋白结构的预测，两者的空间布局十分一致，也是可以预测的产物就是巴西甜蛋白。

与植物提取相比，巴西甜蛋白的精确发醇生产具有很强的优势。巴西甜蛋白被发现后，虽然成分很好，但在许多情况下不能从植物中提取。因为(统计显示)如果你想提取一公斤巴西甜蛋白，它会被摧毁。 46 公顷森林，这是一个绝对不平衡的环境问题。很高兴能用精确的发酵方法把它做出来。同时，在制作过程中，没有有机溶剂协助提取低加工强度、纯天然原料。与植物提取相比，这也是一种非常低加工强度的产品。相当于在化学合成过程中，没有高压催化阶段，也没有有毒催化剂。众所周知，化学合成中有相当多的不稳定附着产物，这是防止这种精确发酵的方法，所以目前的产品可以达到低重金属含量。

巴西甜蛋白在未来的应用潜力很大，消费者对化学合成糖的很多担忧最近都有报道。WHO（World Health Organization，世界卫生组织)确定了阿斯巴甜的致癌机制，目前在许多产品中都有使用。代糖也是一个很大的行业，未来这些化学合成糖对消费者来说是一个很大的挑战。水滴农厂也提倡采用自然合作的方法，与不同的代糖一起，为用户提供低热量、0 卡代糖商品。

目前这款产品已经做好了，准备在美国上市，也准备在中国申请法律法规认证。如果你感兴趣，我们摊位上有一些样品和一些糖桨产品供你品尝，可以给你一个参考。

这是一个想法。如果用这种方法制作乳清蛋白、酪蛋白和乳铁蛋白，可以说这种乳制品的供应链在未来不会太担心周期的变化。我的分享到此结束。谢谢你。

80 万字，126 篇内容，《2024-2025 FBIF 食品饮料创新报告来了！

提醒：

* 本文为 FBIF 原版首发，欢迎无条件转发朋友圈。转载请在后台回复“转载”了解规则。