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1、拓展食物邊界拓展食物邊界合成生物推動新食品加速創新合成生物推動新食品加速創新Chapter 1 Chapter 1 技術驅動下的新食品技術驅動下的新食品合成生物學成為推動新食品發展的關鍵技術05Chapter 3 Chapter 3 替代蛋白：未來食品的重要構成替代蛋白：未來食品的重要構成市場拐點取決于成本競爭力和消費者偏好16Chapter 4 Chapter 4 食品添加：食品工業邊界拓展食品添加：食品工業邊界拓展低成本替代天然提取、高附加值新型產品開發21Chapter 5 Chapter 5 微藻：極具潛能的植物基新食品微藻：極具潛能的植物基新食品經濟性和環境友好的細胞工廠2947展望

2、展望48版權說明版權說明導語導語03Chapter 2 Chapter 2 新食品全球政策環境新食品全球政策環境全球政策利好進一步加強402023合成生物學在食品微生物制造中的應用與前景研究導語：合成生物推動新食品加速創新導語：合成生物推動新食品加速創新3自1953年沃森和克里克解密DNA雙螺旋結構后，人類進入到了基因時代；1976年基因測序方法問世；2000年人類基因圖譜繪制完成，對基因組的研究進一步深入，從此開啟合成生物學的新紀元。生物學的研究已經由定性描述發展為定量描述，直至今天的生命創造。合成生物學旨在通過設計和構建人工的生物系統，在基因組學、代謝組學、生物信息學等基礎生物學認知之上，

3、對生物系統進行標準化、解耦和抽提。合成生物學的研究和操作對象可以是某一個基因、代謝通路、細胞、多細胞乃至生物個體，也可以是利用生物學原理的體系如分子芯片、生物傳感器等。識別和定義生物學元件使之標準化為確定的輸入輸出關系，將其在復雜的生物學功能中解耦為簡單的要素，再抽提要素建立關系使之構建為可調用的模塊化部件，最終通過各類部件實現目標功能。借助工程化思維，可以構建基因電路、基因組人工合成、理性設計細胞網絡。在應用層面，合成生物學作為一種生物制造生產方式，隨著技術的發展，其產業已覆蓋醫藥制造、化工生產、創新能源、新材料、食品、農業等多個行業，在食品領域也不斷取得引人注目的研究成果，如血紅蛋白、母乳

4、中關鍵成分2-巖藻糖基乳糖，以及乳鐵蛋白的合成等。2021年12月29日農業農村部印發“十四五”全國農業農村科技發展規劃，明確“突破合成生物技術，構建高效細胞工廠和人工合成生物體系”，發展未來食品制造的“合成蛋奶油、功能重組蛋白等營養型食品的培養和制造技術”。2022年5月10日國家發改委印發“十四五”生物經濟發展規劃，是中國首部生物經濟五年規劃，確定了生物導語：合成生物推動新食品加速創新導語：合成生物推動新食品加速創新4經濟發展的具體任務，明確提出“發展合成生物學技術，探索研發人造蛋白等新型食品，實現食品工業迭代升級，降低傳統養殖業帶來的環境資源壓力?！?022年10月16日，黨的二十大報告

5、中提出“樹立大食物觀”、“構建多元化食物供給體系”，推動包括生物技術在內的戰略性新興產業發展，構建新的增長引擎?！按笫澄镉^大食物觀”拓展了傳統的食物邊界拓展了傳統的食物邊界，“新食品新食品”應運而生應運而生。從生命活動角度看，能量是生物體運轉的保障，食物即能量的來源，要從耕地資源生產食物，轉變為全方位、多途徑開發食物資源，向植物、動物、微生物等要熱量要蛋白。創新蛋白來源、食品原料和食品工業配料，開發用于食品生產的細胞工廠，以科技手段賦能食品產業，拓展食品邊界，運用新技術將更多的生產場景引入食品領域，成為“新食品”的關鍵推動力。以合成生物學為技術革新的源頭，帶動一系列產業變革。以構建細胞工廠為主

6、要思路，涉及基因工程、代謝工程、蛋白質工程等一系列生物技術，是生物食品產業中最前沿與最活躍的領域。配合下游發酵技術、分離純化技術等科學方法，是把理論研究發現轉化為實際產品、生產過程和系統服務的全面產業，創造新的生產模式和經濟形態。本報告選取合成生物技術在新食品中應用的典型場景本報告選取合成生物技術在新食品中應用的典型場景，重點關注替代蛋白重點關注替代蛋白、食品添加食品添加劑與食品原料的創新；同時劑與食品原料的創新；同時，微藻作為新興的植物基食品微藻作為新興的植物基食品，亦可作為合成生物的底盤細亦可作為合成生物的底盤細胞胞，本報告也將關注其應用與發展潛力本報告也將關注其應用與發展潛力。5技術驅動

7、下的新食品技術驅動下的新食品合成生物學成為推動新食品發展的關鍵技術合成生物學成為推動新食品發展的關鍵技術Chapter 1Chapter 1合成生物學：構建高效表達的細胞工廠合成生物學：構建高效表達的細胞工廠分子水平理性構建細胞合成生物為食品生產帶來新方法精密發酵：生產放大的必經之路精密發酵：生產放大的必經之路原料與設備，決定生產成本的兩個關鍵項發酵革新，向理性設計邁進分離純化：高效率獲得目標產物分離純化：高效率獲得目標產物技術與商業化成熟度技術與商業化成熟度食品成為全球合成生物市場重要增長極市場、政策雙推動，新食品賽道走向下半場價值鏈各環節極具潛力的研發方向合成生物學：構建高效表達的細胞工廠

8、合成生物學：構建高效表達的細胞工廠6關鍵技術關鍵技術時間時間概述概述生物開關和振蕩模型2000年利用生物基因元件在大腸桿菌中構建邏輯（門）線路，將工程科學的研究理念引入生命科學領域青蒿素前體生物合成2003年在大腸桿菌底盤細胞中，采用異源基因元件，成功合成青蒿素前體，展示了合成生物技術提升代謝工程能力的巨大應用前景氨基酸代謝生物燃料2008年通過改變大腸桿菌氨基酸生物合成途徑，生產出生物原料異丁醇原核生物基因組合成2010年第一個完全由合成基因組構成的絲狀支原體原核生物CRISPR-Cas92012年利用CRISPR-Cas9技術對目標DNA剪切，從而達到基因編輯的目的，成為基因編輯手段的里程

9、碑真核生物染色體合成2014年首次組裝起真核生物合成染色體，并在酵母細胞內正常發揮功能人工合成最小細菌2016年構建出只有473個基因的原核生物大麻素合成2019年首次在酵母菌中合成大麻素及其相關衍生物CO2人工合成淀粉2021年首次實現二氧化碳到淀粉的從頭合成表1丨2000-2022年合成生物學研究代表性進展（來源：公開資料、DeepTech）1900年孟德爾遺傳規律的重新發現標志著遺傳學的誕生，1953年DNA分子雙螺旋結構模型的建立標志著對生命的研究進入基因時代，2000年具有“邏輯線路”的基因元件在大腸桿菌細胞中被構建，生命科學的發展從此進入合成生物學時代，一場跨越百年的生物學革命，帶

10、領人類迅速由“觀測和描述”進入“創造”階段。即使人類對生命的本質認識還遠遠不夠，仍然抵擋不住生命科學的工程化進程，合成生物學為生命科學研究提供了可定量、可計算、可預測的全新方法論，為人類社會發展的重大問題提供了全新的生物學解決方案。2004年麻省理工科技評論將合成生物學評為當年十大突破性技術之一，下表梳理了2000-2022年合成生物學研究代表性進展。7合成生物學在分子水平上對生命系統開展了重新設計和改造合成生物學在分子水平上對生命系統開展了重新設計和改造，形成了三大技術領域的分支，分別是“基因電路”、“基因組人工合成”、“理性設計細胞工廠”。合成生物學實現了理論方法和應用實踐螺旋上升的態勢，

11、基因電路的研究建立模塊化工具庫，特別是基因編輯技術的突破，空前加快了細胞代謝網絡調控，工程應用的提升擴大了合成生物學的研究領域；面對生命科學的復雜問題，積極引進AI等數字化技術，建立結構化和抽象化的科研，提升研究效率，賦能產業化。分子水平理性構建細胞分子水平理性構建細胞圖1丨合成生物三大技術領域（來源：公開資料、DeepTech）基因電路基因電路 構建細胞控制系統，使細胞進入多種穩定狀態 模擬生物發育過程信號進而調控細胞 積累模塊化基因元件 生物開關、邏輯門、振蕩模型等突破性技術0202基因組人工合成基因組人工合成 構建更小的生物基因組 建立高度可控和可預測的生物細胞 取得了原核生物基因組合成

12、、真核生物染色體合成等成果01010303理性設計細胞工廠理性設計細胞工廠 改造和轉移一系列基因，理性設計人工生物體系 代謝網絡調控，實現天然產物的從頭合成 代表成果有青蒿素前體生物合成、氨基酸代謝生物燃料、大麻素合成、CO2人工合成淀粉等合成生物為食品生產帶來新方法合成生物為食品生產帶來新方法8科學家通過調整代謝通路中各種基因元件的表達，通過“設計-構建-測試-學習”循環的工程方法，構建高效細胞工廠。以理性設計細胞網絡為手段，降低副產物，減少抑制物，提升生產效率，其產業已覆蓋醫藥制造、化工生產、創新能源、新材料、食品、農業等多個行業。在食品領域在食品領域，合成生物學為合成生物學為研發研發賦能

13、賦能，為大規模食品生產建立新方法為大規模食品生產建立新方法，開發多種功能的替代蛋白、合成天然稀有產物、提供微生物油脂、生產食品添加劑和食品原料，研發風味、質構、形態可控的食品產品，實現更安全、更營養和更可持續的食品獲得方式。值得注意的是，用作食品領域的底盤細胞需要較為謹慎的選擇，盡管歐美等其他國家對大腸桿菌等非食品級的細胞所表達的產物接受程度較高，但選擇食品安全級底盤細胞仍然非常有必要，如酵母菌、枯草芽孢桿菌、谷氨酸棒桿菌等都是比較好的選擇，對此類底盤細胞的合成生物學開發尚需加速成熟。類別類別釋義釋義應用舉例應用舉例替代蛋白以食品技術替代動物蛋白來源細胞培養肉微生物發酵蛋白：酵母蛋白人造奶：乳

14、清蛋白、酪蛋白肌紅蛋白魚肉食品添加劑改善食品品質的化學合成或天然物質甜味劑：赤蘚糖醇、甜菊糖苷、阿洛酮糖甜味蛋白：索馬甜、巴西甜蛋白營養強化劑：母乳寡糖色素：-胡蘿卜素、花青素維生素：維生素E香精香料：香蘭素其他：抗氧化劑、防腐劑新食品原料無傳統食用習慣的新研制食品原料透明質酸、擬微球藻、萊茵衣藻功能食品原料營養或調節生理活動的食品成分人參皂苷、膠原蛋白、四氫嘧啶、麥角硫因表2丨合成生物細胞工廠在食品領域應用（來源：公開資料、DeepTech）精密發酵：生產放大的必經之路精密發酵：生產放大的必經之路9發酵，即借助微生物的生命活動，來獲得微生物菌體、直接代謝產物或刺激代謝產物的過程。中國有著悠久

15、的發酵歷史，如酸奶、酒類、泡菜、醬油等都是傳統的發酵食品。隨著近代工業的發展，氨基酸工業（谷氨酸鈉為代表）、有機酸工業（檸檬酸為代表）、酶制劑工業（淀粉酶為代表）、淀粉糖工業和酵母工業等，形成了中國相當規模的發酵工業體系。中國作為發酵產業的生產大國，在維生素、抗生素、氨基酸等領域始終處于國際產量前列，但仍然存在著較大的產業升級空間，截至2021年核心菌種自主率不足20%，其中氨基酸的菌種自主率不足5%，大量核心技術和精密設備依賴于進口，產業數字化進程緩慢等都是面臨的巨大挑戰。精密發酵作為發酵領域的一個分支，以微生物為細胞工廠，通過發酵獲得高純度目標產物。精密發酵并非新鮮事物，在中國有著較成熟的

16、產業基礎，如利用基因工程改造微生物來生產人類胰島素、生長激素、酶，以及維生素和部分營養補充劑等。相較于傳統發酵，精密發酵作為最“年輕”的發酵技術之一，承擔著合成生物學下游生產的巨大任務。小試小試 提高發酵產率 確定最佳工藝路線 工業原料替代化學試劑中試中試 驗證和使用方法 確定經濟技術指標 提供少量產品產業化產業化 技術參數穩定 重資產、高投入 提供大量標準化產品研發研發 概念驗證 細胞工廠構建 從0到1產品開發圖2丨精密發酵從研發到產業化路徑（來源：DeepTech）原料與設備，決定生產成本的兩個關鍵項原料與設備，決定生產成本的兩個關鍵項10精密發酵另一個重要領域是培養基的研發精密發酵另一個

17、重要領域是培養基的研發，由于細胞工廠的底盤細胞和目標產物不同，需設計針對性的培養基。在成熟的發酵產業鏈中，各參與企業的競爭，實質上是對工藝、成本、穩定性和規模的控制，培養基與發酵菌種的適配，簡化工藝流程，提升整個生物反應效率，降低成本，提升產品批次間的穩定性，才能真正實施于大規模生產。在生產過程中，培養基總成本占有較大比重，按菌種和產物的不同，成本可達38%-72%，有機碳源通常是發酵成本中的主要組成。在培養基成分上選擇天然物料，優先考慮農業生物質廢料作為原料，可以實現成本可控、環境友好，如以木質纖維素替代蔗糖、淀粉等碳源；除生物質外，甘油和C1（CO、CO2、甲烷和甲酸鹽等）資源作為碳源也受

18、到了廣泛關注。發酵原料發酵原料精密發酵精密發酵目標產物目標產物碳源氮源生長因子誘導劑雜質替代蛋白食品添加劑新食品原料功能食品原料圖3丨精密發酵原料、產物（來源：DeepTech）在培養基中避免或減少使用昂貴的生長因子和誘導劑有利于進一步降低成本。由于工業級培養基存在較多的抑制劑和不可發酵組分等雜質，需要深入解析底盤細胞的耐受機制并針對性改造。發酵設備全球產能仍然有限發酵設備全球產能仍然有限，用于精密發酵的發酵設備僅占3%，占比低的原因是由技術和市場雙重決定的，一方面精密發酵要求工藝設備的溶氧、pH、溫度、進排氣控制的精度高；另一方面由于產物附加值比較高，往往生產規模較小。同時，中國工藝設備自主

19、率仍然比較低，發酵產線的建造和調試依賴進口。發酵革新，向理性設計邁進發酵革新，向理性設計邁進11發酵過程微生物的生長狀態尚未完全解析發酵過程微生物的生長狀態尚未完全解析，與合成生物學對細胞的理性設計不同，目前對發酵的工藝控制仍以經驗為主，尚未有數學模型能完全預測生物發酵過程。合成生物學的不斷發展，通過不同條件不同發酵階段的樣品多組學分析解析代謝特征，以實現發酵過程的定向調控，提升目標產量，減少雜質產生。一旦微生物在大規模發酵的生長代謝狀態被清晰描繪，就可以顛覆現有的發酵工業邏輯，由“自上而下”的經驗摸索，轉變為“自下而上”的理性設計。與此同時，傳統化工行業的巨頭也沒有坐以待斃，如杜邦、巴斯夫、

20、LG化學、帝斯曼等都已在合成生物方面有了很多布局，而他們有著更多的產業化成功經驗。黎明前的黑暗，風平浪靜卻又危機四伏，如何打通產業鏈上下游是擺在已度過早期研發階段公司面前的現實問題。精密發酵在傳統工業的革新上，生物醫藥領域已經給出了可借鑒的路徑，CMO合同加工外包在已發展出成熟的商業模式，甚至已經成為了中國新藥獲批上市的加速器。在精密發酵領域，是否能夠創新出相似于CMO的生產模式（而非現有的OEM代工生產模式），以知識技術密集型服務，圖4丨發酵競爭力影響因素（來源：Trends in Biotechnology）最大程度發揮生產經驗、資源和技術優勢，有待市場和創新者的實踐。隨著工業4.0的進程

21、，以機器人、智能傳感器、人工智能、物聯網和大數據作為主要推動力的新技術，為未來食品的發展提供無限想象。分離純化：高效率獲得目標產物分離純化：高效率獲得目標產物12產物分離純化作為大規模生產流程中的最下游，在傳統的食品工業發酵中并非高成本環節，發酵用微生物往往作為產品的一部分（如發酵乳制品、活性酵母），或以混合物作為最終產品（如醬油、泡菜等）。在新食品產業中在新食品產業中，產品的分離純化成為了不可或缺的一個環節產品的分離純化成為了不可或缺的一個環節，成本占比隨之提升成本占比隨之提升，如食品添加劑、香精香料、乙醇、檸檬酸等，都需要以純物質作為產品。在細胞工廠中，產物大都在細胞內積累，首先需要對細胞

22、進行破碎，此過程往往產生大量的能源消耗；然后采用過濾、沉淀、離心、干燥等技術將目標產物分離。值得注意的是，此分離純化的方式仍然較為粗放，仍需進一步精制，但提純技術在近些年并未有重大突破，在食品組分要求更加清晰的替代蛋白、食品添加劑、新食品原料、功能食品原料等領域，提純技術亟待更大的突破。研究如何從混合物中把一種或幾種物質分離出來，是一個應用性很強的領域，涉及物理、化學、生物學等方面的知識和操作技術。參考生物醫藥領域，生產環節下游需要通過分離純化提高產品的純度和收率，保障產品質量和穩定性，因此分離純化成為生物藥成本降低的重要環節。以生物技術指導下的未來食品的發展，將會更多地依賴分離純化技術，食品

23、作為消費類產品，成本控制勢必成為市場競爭的關鍵環節。構建細胞工廠構建細胞工廠底盤細胞底盤細胞原核生物真核生物無細胞系統理性設計理性設計元件基因組代謝網絡篩選生產細胞篩選生產細胞精密發酵精密發酵分離純化分離純化發酵原料發酵方式原料控制放大路徑產品產品研發階段產業化階段圖5丨合成生物學從研發到產業化歷程（來源：DeepTech）食品成為全球合成生物市場重要增長極食品成為全球合成生物市場重要增長極13據CB Insights預測，到2024年全球合成生物學市場規模將從2020年的68億美元，躍升至189億美元。從不同下游行業應用來看，波士頓咨詢（BCG）預測到2026年，醫療、科研和工業化工產品三大

24、應用行業的全球市場規模都將超過60億美元，食物和飲料、農業和消費品將迎來大幅提升，將迎來超過40%的高增長率。麥肯錫預測生物技術的革命在食品領域將聚焦于CRISPR技術、微生物組、蛋白質技術的應用；革命性的能力在于細胞構建、高精度控制、細胞改造能力提升、高通量研發手段等。230427.7722.25723.8020004000600080002019202020212026e圖6丨食品飲料行業全球合成生物市場規模（單位：百萬美元；數據來源：BCG）現有現有（-20222022）短期短期（20232023-20302030）中期中期（20302030-20402040）長期長期（20402040

25、-）食品添加劑生產基因工程作物食品溯源追蹤替代蛋白基于微藻的產品微生物組應用功能性營養組分細胞培養肉食品品質控制減少碳排放增強光合作用作物表3丨合成生物學技術在食品各應用領域爆發加速點預測（數據來源：麥肯錫、DeepTech）市場、政策雙推動，新食品賽道走向下半場市場、政策雙推動，新食品賽道走向下半場14近年合成生物學在食品領域垂直賽道中，我們明確的看到了一些變化，企業逐步從平臺型全能企業，分化出專注于某一垂直領域的企業，在細分市場站穩腳跟后，開始布局更有技術優勢和產品壁壘的新興市場；上下游產業鏈逐步貫通，從專注于研發到產業鏈建設，樹立領域內產業化標桿。合成生物研發型企業大多已基本完成技術體系

26、的搭建，已有多物質量產能力的企業（態創生物2022年在售原料達30余種），自身獨特菌種資源庫的企業（中科欣揚建設極端環境微生物資源庫），柔性化研發和生產平臺的企業（元育生物微藻柔性生產平臺），合成生物在食品領域的競爭下半場，將考驗產品交付能力、精細化運營能力和產品盈利能力。市場擁抱市場擁抱隨著隨著“后疫情時代后疫情時代”人們對健康的關注人們對健康的關注，帶來了新變化和新機會：帶來了新變化和新機會：市場對營養強化劑類的替代蛋白和具備健康功效的功能物質呼聲越來越高 用戶對微生物蛋白有了更多的了解，開始嘗試新鮮的味覺體驗 減糖健康追求仍然是飲料類主旋律，對新型甜味劑等食品添加劑持擁抱態度 越來越多具

27、備健康功效的功能性物質進入大眾視野政策積極政策積極中國將合成生物作為生物經濟發展的重要技術中國將合成生物作為生物經濟發展的重要技術，積極的市場政策正在展現：積極的市場政策正在展現：國家重點研發計劃“合成生物學”重點專項不斷引領新的技術潮流 中國對轉基因來源食品添加劑的監管逐步進入常規化審批“雙碳”潮流的背景下“負碳”發酵迎來更多機會價值鏈各環節極具潛力的研發方向價值鏈各環節極具潛力的研發方向15底盤細胞選擇有限，細胞代謝研究不夠深入 高通量的底盤細胞篩選，尋找具有改造潛力的細胞 代謝通路研究的突破，實現目標代謝物產量調控1 1底盤細胞研發底盤細胞研發痛點突破生產代謝尚未解析，生產放大中產量損失

28、較多 基于發酵過程開展動態代謝過程的研究 開發適應工業化生產的高魯棒性細胞2 2生產細胞研發生產細胞研發痛點突破培養基作為生產中最高成本支出項，未能得到較好優化，產品成本較高，底物-產物轉化代謝效率較低；發酵過程碳足跡較高 使用農業廢棄生物質能替代高成本原料 針對目標產物定制培養基，以提升代謝效率 采用無機碳源以實現綠色低碳生產3 3培養基研發培養基研發痛點突破發酵中生物過程尚未解析，生物反應器與精密發酵細胞適配性差；下游純化成本高，傳統方法高損耗高耗能 創新生物反應器，開發數字化生產體系 通過生產細胞的開發降低副產物，減少產物分離純化成本 發酵液原位產物回收用于精密發酵4 4發酵與純化技術研

29、發發酵與純化技術研發痛點突破合成生物在新食品價值鏈各環節都有著亟待突破的創新方向：建立研發壁壘，提高元件數據庫的容量，積累底盤開發能力經驗，結合產業化難度思考細胞改造；提升放大生產能力，沉淀放大經驗，積累相關數據，關注發酵的產率優化，開發智能設備輔助生產。16新食品全球政策環境新食品全球政策環境全球政策利好進一步加強Chapter 2Chapter 2美國：技術和商業領先，積極推動合成生物跨學科應用美國：技術和商業領先，積極推動合成生物跨學科應用澳洲澳洲&歐洲：建設科研和產業基礎設施，制定發展路線歐洲：建設科研和產業基礎設施，制定發展路線中國：審批與監管仍然嚴格，戰略部署及政策支持明顯中國：審

30、批與監管仍然嚴格，戰略部署及政策支持明顯美國：技術和商業領先，積極推動合成生物跨學科應用美國：技術和商業領先，積極推動合成生物跨學科應用17美國作為合成生物技術的先驅者，具有最活躍的市場和技術氛圍，據數據顯示，全球600余家合成生物學企業中有400余家來自美國，是合成生物學全球最大的區域市場。政策監管層面的相對寬松，鞏固了這一領先優勢地位。提供超過20億美元資金投入，推進啟動該計劃，包括美國國防部將在5年內投資10億美元，用于國內生物工業制造基礎設施的建設等。該計劃將加速生物技術創新，并在多個領域發展美國的生物經濟，包括制藥、農業、食品、塑料和能源等一系列行業。核心核心內容內容在未來五年內，將

31、2500億美元投入科技產業與發展，包括用于應對中國等國的科技競爭。法案尤其強調了關于基礎研究科技創新與技術轉化的產業應用。首次確定了十大關鍵技術重點領域，合成生物學技術位列其中。核心核心內容內容強調了生物分子工程、工程DNA、宿主工程和數據科學4條關鍵技術路徑。在未來20年內從健康與醫學、糧食和農業、環境生物技術、工業生物技術以及能源5個領域展開合成生物學投資。核心核心內容內容20192019年年 工程生物學：下一代生物經濟研究路線圖工程生物學：下一代生物經濟研究路線圖 20222022年年 國家生物技術和生物制造計劃國家生物技術和生物制造計劃 20212021美國創新與競爭法案美國創新與競爭

32、法案 澳洲澳洲&歐洲：建設科研和產業基礎設施，制定發展路線歐洲：建設科研和產業基礎設施，制定發展路線18英國較早重視合成生物學發展，學科基礎建設處于國際領先水平，重視基礎建設和初創企業的支持，2016年即發布合成生物學戰略計劃。歐盟最早擬定合成生物學發展路線，促進其發展歐洲循環生物經濟。20212021年年 英國英國 生命科學十年戰略計劃生命科學十年戰略計劃 指出英國已在合成生物學領域投資約4500萬英鎊，并計劃制定相關技術路線圖，為建立世界領先的合成生物學產業所需的行動提供建議，并不斷加大對合成生物學的初創企業投資。20182018年年 歐盟“工業生物技術創新與合成生物學加速器（歐盟“工業生

33、物技術創新與合成生物學加速器（IBISBAIBISBA）”）”旨在支持工業生物技術和合成生物學來促進歐洲向循環生物經濟的轉型。為學術科研人員、大企業、初創企業提供研究設施及培訓、科研補貼等。20212021年年 澳大利亞澳大利亞 國家合成生物學路線圖國家合成生物學路線圖 短期（2021-2025年）要提升合成生物學的應用能力，并論證其商業可行性；中期（2025-2030年）要推動合成生物學初步實現商業化發展，建立群聚效應；長期（2030-2040年）要重點發展由市場決定的合成生物學優先應用方向，實現相關產業的規?；鲩L。20232023年年 英國英國 基因技術（精準育種）條例草案基因技術（精準

34、育種）條例草案（即將推出）（即將推出）為基因編輯技術開發的精確培育植物和動物提供法律支持，將引入一套基于科學的基因編輯技術監管體系。目前仍處于立法程序。核心核心內容內容核心核心內容內容核心核心內容內容核心核心內容內容中國：審批與監管仍然嚴格，戰略部署及政策支持明顯中國：審批與監管仍然嚴格，戰略部署及政策支持明顯19中國對新食品的審批結果由衛健委“三新食品”公告公布，包括新食品原料、食品添加劑新品種和食品相關產品新品種。新食品原料的審批周期平均約為12個月，部分食品添加劑新品種申報周期較短，如葡糖氧化酶從受理到批準周期也需要6個月時間。生產或進口食品添加劑新品種，應當向衛健委提交相關產品的食品安

35、全性評估材料，若生產過程中涉及到轉基因技術，則會由農業農村部首先評估其生物安全性。2022年共批準“三新食品”75種，其中新食品原料批準5個，受理申請14個，中止審查和不予許可各3個；食品添加劑新品種32個，酶制劑新品種占比40%，大多數為轉基因來源。審批整體數量與2021年相比有所減少。農業農村部農業農村部提交“轉基因微生物的安全性評估材料”轉基因生物安全委員會評審國家衛生健國家衛生健康委員會康委員會提交“三新食品”申報材料國家食品安全風險評估中心評審資料補正（如有）公開征求意見發布批準公告圖7丨“三新食品”審批流程（數據來源：公開資料、DeepTech）中國：審批與監管仍然嚴格，戰略部署及

36、政策支持明顯中國：審批與監管仍然嚴格，戰略部署及政策支持明顯20中國正在大力推進對合成生物學研究和開發的戰略部署及政策支持，合成生物學市場規模不斷擴大，預計2025年有望突破70億美元。20182018年年“合成生物學研發計劃”“合成生物學研發計劃”科技部啟動“合成生物學”重點研發計劃專項，突破基本科學問題，圍繞物質轉化、生態環境保護、醫療水平提高、農業增產等重大需求，構建實用性的人工生物體系，促進生物產業創新發展與經濟綠色增長。發改委發布關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見，聚焦重點產業投資領域，加快生物產業創新發展步伐，支持包括建設合成生物技術創新中心在內的四個領域。

37、20222022年年“新型食品、食品工業化升級、降低傳統養殖環境壓力”“新型食品、食品工業化升級、降低傳統養殖環境壓力”發改委印發“十四五”生物經濟發展規劃，將生物經濟作為今后一段時期中國科技經濟戰略的重要內容，加快發展高通量基因測序技術，加強微流控、高靈敏等生物檢測技術研發，推動合成生物學技術創新。并明確提出“發展合成生物學技術，探索研發人造蛋白等新型食品探索研發人造蛋白等新型食品，實現食品工業化迭代升級實現食品工業化迭代升級，降低傳統降低傳統養殖業帶來的環境資源壓力養殖業帶來的環境資源壓力”。20202020年年“合成生物創新中心”“合成生物創新中心”20222022年年轉基因“食品營養強

38、化劑”公開征求意見轉基因“食品營養強化劑”公開征求意見2021年初，衛健委開放“其他轉基因食品添加劑的申報和審批工作”通道，受理其行政許可申請。此前，2017年起衛健委只允許轉基因酶制劑新品種的審批。2022年10月，中國國家食品安全風險評估中心發布了2-巖藻糖基乳糖(2-FL)的公開征求意見，用于生產的來源菌種為大腸桿菌，工體菌種為螺桿菌。21替代蛋白：未來食品的重要標志替代蛋白：未來食品的重要標志Chapter 3Chapter 3以合成生物手段高效生產替代蛋白以合成生物手段高效生產替代蛋白乳蛋白：人造奶關鍵成分卵蛋白：用途廣泛的蛋白產品微生物蛋白：蛋白質來源的新渠道代表企業分析代表企業分

39、析未來替代蛋白技術高潛力應用方向未來替代蛋白技術高潛力應用方向高附加值蛋白微生物蛋白以合成生物手段高效生產替代蛋白以合成生物手段高效生產替代蛋白22替代蛋白作為蛋白補充產品逐步走入大眾的視野，消費者往往出于對營養和健康的需求，對其有著越來越多的興趣和包容性。與傳統肉類生產相比，以細胞工廠生產替代蛋白可以減少養殖業周期波動帶來的不確定性。雖然替代蛋白具有巨大的潛力，但就技術和市場成熟度來看仍然處于初期階段，截至2020年替代蛋白市場僅占全球蛋白質零售市場的2%，據波士頓咨詢（BCG）數據，預計2035年替代蛋白會占到全球蛋白質消費的11%-22%。市場大規模采用替代蛋白的關鍵拐點為成本競爭力和消

40、費者偏好。以微生物為生物制造載體，未來在人造奶、微生物菌體蛋白、營養補充劑、風味物質等方面，在未來展現出強勁的動力。替代蛋白產品往往附加值較高，市場需求量較小，對產品純度有較高要求。部分學者部分學者*所在機構所在機構研究領域研究領域林敏農科院生物技術研究所創制新一代農業微生物產品、優質高效農作物新品種和未來合成食品等重大創新產品商業化機會：商業化機會：人造奶研究正處于生產工藝突破和產品商業化的初創階段，在重要乳蛋白組分的高效合成以及人造奶制品生產工藝等方面存在亟待突破的技術瓶頸。突破乳蛋白合成關鍵技術成為市場競爭的關鍵因素。1乳蛋白：人造奶關鍵成分乳蛋白：人造奶關鍵成分乳蛋白主要由酪蛋白和乳清

41、蛋白組成，分別約占蛋白總量的80%和20%。乳清中主要含有-乳球蛋白、-乳白蛋白、乳鐵蛋白、脂肪球膜蛋白以及免疫球蛋白等。當前已實現利用畢赤酵母（Pichiapastoris）、大腸桿菌（Escherichia coli）等微生物來合成乳蛋白。*如果您也是該領域研究學者，歡迎與我們聯系交流以合成生物手段高效生產替代蛋白以合成生物手段高效生產替代蛋白23部分學者部分學者*所在機構所在機構研究領域研究領域劉延峰江南大學從事利用合成生物技術構建細胞工廠用于合成重要營養化學品（燕窩酸、5-甲基四氫葉酸）及食品組分（卵清蛋白、核苷酸）的應用基礎研究張榮珍江南大學從事微生物氧化還原酶手性催化和食品酶開發等

42、相關研究商業化機會：商業化機會：雞蛋蛋白是最通用的成分之一，也是制作大眾市場產品必不可少的元素。報道顯示已有公司完成在酵母中成功表達雞卵清蛋白，并用于制作的烘焙食品已在美國上市；以色列初創公司也成功用馬鈴薯表達卵清蛋白，用于高蛋白含量食品的生產。以合成生物的方式生產替代蛋白的另一推動力是對環境的友好。其一，微生物對氮、磷和其他營養物質的利用效率顯著高于植物，減少人工施肥下氮磷流失對環境的影響；其二，微生物發酵顯著減少土地和水的依賴，直接與糧食作物競爭土壤和淡水資源，可以規?；霞s化生產；其三，傳統的牲畜飼養是溫室氣體甲烷排放的主要來源，以能量轉化角度來看，采用替代蛋白與傳統肉類相比可以減少8

43、0%以上的碳排放。然而值得注意的是，精密發酵在現階段仍然是高耗能的生產活動，如果所需能源來源于化石燃料等碳密集型來源，碳排放將由生物排放轉變為化石燃料燃燒的排放，站在全生產過程來看，碳排放的減量將是有限的。2卵蛋白：用途廣泛的蛋白產品卵蛋白：用途廣泛的蛋白產品雞蛋來源的蛋白是優質蛋白和重要的食品蛋白資源。當前已實現以大腸桿菌作為表達宿主細胞合成和分泌完整的雞卵清蛋白，已有相關企業開展在多種微生物（如釀酒酵母和枯草芽孢桿菌）中生產的研發。*如果您也是該領域研究學者，歡迎與我們聯系交流以合成生物手段高效生產替代蛋白以合成生物手段高效生產替代蛋白24部分學者部分學者*所在機構所在機構研究領域研究領域

44、王欽宏中科院天津工業生物所從事微生物細胞工廠代謝網絡在分子，細胞及菌群水平的理解、定向進化與遺傳改造，提高工業微生物菌種的生產能力和效率池振明中國海洋大學酵母菌資源、基因組、基因組編輯、代謝途徑、代謝工程、調控機理和產物應用商業化機會商業化機會1 1：微生物菌體來源的蛋白具有生長參數穩定、培養基物質高效利用、需要殺蟲劑或抗生素等優勢，微生物生物質比動植物更有經濟價值。有研究表明，使用微生物蛋白對部分預制肉制品（如雞塊、肉餅等）進行替代，可以減少烹飪損失，提升肉質彈性與咀嚼性。商業化機會商業化機會2 2：在碳中和的大背景下，微生物利用一碳化合物生產單細胞蛋白也是當前研究熱點，如乙醇梭菌、甲醇酵母

45、等。乙醇梭菌單細胞蛋白產品的消化率較高，有望進一步用于開發新型替代食品蛋白，甲醇酵母也是生產重組蛋白的一種重要平臺微生物，已有超過5000種重組蛋白使用甲醇酵母進行生產。3微生物蛋白：蛋白質來源的新渠道微生物蛋白：蛋白質來源的新渠道以微生物為蛋白來源，鐮孢霉的真菌蛋白和釀酒酵母的酵母蛋白是兩種代表性微生物菌體蛋白。平均蛋白質含量是肉類的22.5倍，是大豆的1.7倍，是新型蛋白獲取來源。當前市場已有以酵母為原料的蛋白粉保健品。*如果您也是該領域研究學者，歡迎與我們聯系交流（圖片來源：britannica）代表企業分析代表企業分析25安琪酵母安琪酵母技術布局技術布局酵母及其深加工。安琪紐特子品牌以

46、酵母及發酵技術為核心、以營養素為主導，從事包括酵母源功能食品原料的開發產業進展產業進展已上市產品包括：酵母蛋白粉、益生菌、酵母鋅、酵母硒、酵母多糖產品模式產品模式創新產品、原料供應競爭優勢競爭優勢酵母生物技術領先優勢融資情況融資情況已上市態創生物態創生物技術布局技術布局實現多種物質量產的合成生物制造平臺，2022年在售物質達30余種，覆蓋醫療、食品、美妝和大宗材料產業進展產業進展食品線具有肽類、維生素、糖類等10余大類物質，可提供配方服務。其中，蛋白類在庫產品有奶粉蛋白、甜味蛋白、植物蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白等產品模式產品模式原料供應、平臺服務競爭優勢競爭優勢量產技術與自主生產融資情況融資情況

47、2022年獲得過億美元A+輪融資昌進生物昌進生物技術布局技術布局聚焦微生物蛋白、生物合成蛋白的研究開發，產品方向為替代乳制品產業進展產業進展微生物蛋白一期5噸罐實驗產線已投產；異源表達乳蛋白計劃短期內在美國獲批產品模式產品模式創新產品、原料供應競爭優勢競爭優勢已實現量產融資情況融資情況2022年完成1.4億元人民幣A輪融資代表企業分析代表企業分析26藍佳生物藍佳生物技術布局技術布局通過生物質發酵和精密發酵，開發食用真菌菌絲蛋白和動物蛋白產業進展產業進展已開發雞肉產品、驗證表達數種魚肉蛋白以及食品添加劑產品模式產品模式原料供應競爭優勢競爭優勢低成本生產與下游純化工藝融資情況融資情況2021完成上

48、百萬美元種子輪融資新奇點新奇點技術布局技術布局微生物發酵海鮮，通過真菌發酵獲得蛋白，獲得帶有海鮮風味的類似動物肉的肌肉纖維產業進展產業進展微生物發酵蝦、真菌蛋白原料已研制成功，應用于海鮮替代品產品模式產品模式創新產品、原料供應競爭優勢競爭優勢成本有望低于真海鮮融資情況融資情況2021年完成數百萬元人民幣種子輪融資吉態來博吉態來博技術布局技術布局以CO和H為原料生產高性能蛋白和油脂等高價值產品。開放了功能性蛋白、特性油脂及精準營養的對外合作產業進展產業進展生物固碳產酵母蛋白，全工業條件下的連續化中試生產驗證產品模式產品模式原料供應競爭優勢競爭優勢無機碳源氣體合成單細胞蛋白技術融資情況融資情況20

49、22年完成數千萬Pre-A輪融資（按融資順序排序，信息來源公開資料）未來替代蛋白技術高潛力應用方向未來替代蛋白技術高潛力應用方向27Cultivated BiosciencesCultivated Biosciences高附加值蛋白高附加值蛋白高附加值蛋白在當前階段具有較大的高附加值蛋白在當前階段具有較大的市場競爭力市場競爭力，同時同時，食品作為大眾消費食品作為大眾消費品品，無法做到持續的高利潤空間無法做到持續的高利潤空間，當市當市場空間充分打開后場空間充分打開后，勢必迎來同類產品勢必迎來同類產品的價格競爭的價格競爭。（1 1）乳蛋白乳蛋白、卵蛋白：卵蛋白：市場接受度較高，合成手段日趨成熟，市

50、場競爭將逐步轉入下游生產階段。（2 2）血紅素類蛋白：血紅素類蛋白：人造肉（包括植物肉和細胞培養肉）的口味改善蛋白成為越來越重要的研發方向。（3 3）乳鐵蛋白：乳鐵蛋白：食品營養強化補充劑是未來最高附加值產品之一，一旦規?；a成功，將獲得可觀的利潤空間。通過酵母精準發酵生產出與乳脂相同的脂質成分，提供植物乳制品所需的奶油味，用來改善植物乳制品的口感，應用于高端冰淇淋、糖果、奶酪等。已完成150萬美元的種子前融資。Perfect DayPerfect Day一家人造乳蛋白生產商，以合成生物技術通過發酵將植物糖轉化為乳清和酪蛋白，可用于制作冰淇淋、黃油和奶酪等食品。2022年收購全球第六大明膠制

51、造商，將Perfect Day的生產能力翻了一番，擴大制造和銷售蛋白質的能力，同時利用強大的技術平臺拓展創造新產品的機會。TurtleTreeTurtleTree2022年宣布生產出乳鐵蛋白，也是世界上第一個使用精密發酵技術制造可持續乳鐵蛋白的公司。在創始的一年半后，該公司的人造乳價格從800美元/升大幅降低到80美元/升，再到30美元/升。預計2023年在美國推出首批產品，并在未來4-5年內將人造乳完全商業化。未來替代蛋白技術高潛力應用方向未來替代蛋白技術高潛力應用方向28微生物蛋白微生物蛋白微生物蛋白作為規?；娲鞍桩a品微生物蛋白作為規?；娲鞍桩a品，大多以真菌蛋白為主大多以真菌蛋白為

52、主，產品以品質改善產品以品質改善和蛋白補充原料供應為短期內的產品和蛋白補充原料供應為短期內的產品形態形態。（1 1）酵母菌：酵母菌：中國對酵母有傳統的食用習慣，市接受程度高，受限于酵母產業的市場成熟性，新入局企業難以獲得較高利潤，需開發新型產品以提升差異化競爭力。（2 2）菌絲蛋白：菌絲蛋白：以絲狀真菌或大型真菌的液體培養為主，具備較好的食品品質改善功能，可替代某些化學改善劑；在營養成分方面不含膽固醇，抗生素和生長激素等成分，未來可主打健康食品方向。（3 3）無機碳源蛋白：無機碳源蛋白：借“雙碳”東風，技術產業化應用迅速發展，但受限于高成本，生產的產品尚不具備市場競爭力，微生物蛋白作為固碳的副

53、產品常作為飼料使用，非蛋白產物如淀粉，生產高附加值用于非食用的材料或藥物，食用淀粉的開發仍然有較長的研發周期。SuperbrewedSuperbrewed FoodFoodeniferBioeniferBio利用現代生物技術提供的分子控制水平上，進一步優化了曾經已經具備15年生產歷史的Pekilo蛋白（來源于宛氏擬青霉），已實現飼料銷售，正在研發拓展至用于人類食用，提供真菌蛋白成分。Solar FoodsSolar Foods實現“負碳”生產，利用二氧化碳、氫氣、氧氣和少量營養物質發酵生產富含微生物蛋白質的粉末。含有人體所有必需氨基酸，可用于替代各種食品中的現有蛋白質。2021年獲得3400萬

54、歐元投資（迄今世界最大的細胞農業單筆公共資金投資）。使用厭氧發酵過程開發天然成分，產品主要營養成分為益生菌后生源，原始微生物從一種未公開的食草動物的腸道內壁中提取。29食品添加食品添加：食品工業邊界拓展：食品工業邊界拓展Chapter 4Chapter 4合成生物學構建添加劑和食品原料的全新生產模式合成生物學構建添加劑和食品原料的全新生產模式甜味劑（甜菊糖苷、赤蘚糖醇、阿洛酮糖、甜味蛋白等）母乳低聚糖（HMOs）天然色素代表企業分析代表企業分析未來添加劑與原料領域高潛力應用方向未來添加劑與原料領域高潛力應用方向天然產物生物合成創新功能性食品原料企業分析：態創生物企業分析：態創生物多物質量產的生

55、物制造多物質量產的生物制造合成生物學構建添加劑和食品原料的全新生產模式合成生物學構建添加劑和食品原料的全新生產模式30食品添加劑為改善食品品質和色食品添加劑為改善食品品質和色、香香、味味，以及防腐和工藝需要而添加進入食品的物質以及防腐和工藝需要而添加進入食品的物質，如甜味劑（赤蘚糖醇、甜菊糖苷、阿洛酮糖）、甜味蛋白（索馬甜、巴西甜蛋白）、營養強化劑（母乳低聚糖HMOs）、色素（-胡蘿卜素、花青素）、維生素、香精香料、抗氧化劑、防腐劑等，是食品工業的強大助推力。當前采用合成生物學手段生產食品添加劑技術突破前沿在于低成本替代天然提取、高效生產稀缺產品、開發新型產品。食品原料包括具有一定功能性的功能

56、食品原料食品原料包括具有一定功能性的功能食品原料（營養或調節生理活動的食品成分，如人參皂苷、膠原蛋白、麥角硫因、黃酮類化合物等）和無傳統食用習慣的新食品原料無傳統食用習慣的新食品原料（如透明質酸、擬微球藻、萊茵衣藻等），隨著產品不斷的推出與市場教育，用戶接納度越來越高。當前一些產品已開始陸續度過研發階段，大規模生產也成為競爭的主要方向。在添加劑和食品原料市場傳統巨頭林立，已有成熟的供應鏈和生態，市場并不會為新技術帶來的昂貴產品買單。合成生物技術的機會在于高附加值原料，如新型甜味劑、營養強化劑、功能性原料等，適合較小批量生產，市場規模也在快速上升。受限于食品領域的嚴格審批，新研制產品往往面臨較長

57、周期的審批過程，初創企業應采取“短線生產+長線創新”的結合模式，原研創新建議選擇多領域通用的“可跨界”產品降低市場風險，如四氫嘧啶、麥角硫因等日化原料，人參皂苷、黃酮類化合物藥物原料的食品領域拓展。1甜味劑（甜菊糖苷、赤蘚糖醇、阿洛酮糖、甜味蛋白等）甜味劑（甜菊糖苷、赤蘚糖醇、阿洛酮糖、甜味蛋白等）甜菊糖苷甜菊糖苷共有60余種，當前以生物合成替代天然提取是重要的手段；赤蘚糖醇赤蘚糖醇是目前使用的多元醇甜味劑中能量最低的一種，腸道耐受性好；阿洛酮糖阿洛酮糖安全性已經得到FDA等多國認可，生產細胞構建是實現阿洛酮糖產業化的重要基礎；甜味蛋白甜味蛋白具有高甜度系數、低口感影響等特點，部分甜味蛋白還具

58、有增味作用。合成生物學構建添加劑和食品原料的全新生產模式合成生物學構建添加劑和食品原料的全新生產模式31部分學者部分學者*所在機構所在機構研究領域研究領域沐萬孟江南大學食品酶與食品酶工程、食品功能配料生物制造王勇中科院上海生命科學研究院天然產物生物合成元件的篩選;天然產物生物合成宿主的設計與改造;基于合成生物學的天然產物開發林建強山東大學微生物分子生物學與工業微生物分子改造；工業生物技術；生物反應工程與生物反應過程數學建模、在線監測與優化控制；生物電子與生物傳感商業化機會：商業化機會：在國家政策倡導和大眾健康意識提高之下，減糖已經成為研發和產業的重要目標，在減糖需求的強勁帶動下，新型甜味劑市場

59、規模不斷擴大。開發甜味劑稀有組分，替代傳統植物提取，利用合成生物技術對易降解甜味劑進行改造，提升活性和穩定性、提升產物轉化率，可形成較大技術壁壘（如甜菊糖稀有組分RebD、RebM，阿洛酮糖，索馬甜等）。2母乳低聚糖母乳低聚糖（HMOsHMOs）母乳低聚糖（HMOs）母乳中繼乳糖、脂肪之后的第三大固體成分，在嬰兒抵御胃腸道病原微生物感染和維持胃腸道微生態平衡方面具有非常重要的作用。在現階段HMOs是母乳與嬰兒配方奶粉之間最大的差異成分之一，全球越來越多監管機構批準將HMOs納入嬰兒奶粉配方。*如果您也是該領域研究學者，歡迎與我們聯系交流合成生物學構建添加劑和食品原料的全新生產模式合成生物學構建

60、添加劑和食品原料的全新生產模式32商業化機會：商業化機會：當前HMOs生物合成法已初步具備生產的能力，大腸桿菌、酵母菌、乳酸菌和芽孢桿菌等均可作為生產菌株，但目前工業上還不能模擬天然母乳中HMOs的多樣性。2022年10月中國國家食品安全風險評估中心對2-巖藻糖基乳糖、乳糖-N-新四糖（HMOs關鍵成分）公開征求意見。當前中國2-巖藻糖基乳糖尚處產業化前階段，現80%以上的專利內容圍繞菌株的構建，但產品上市后會面臨如杜邦、巴斯夫、帝斯曼的直接競爭，突圍的關鍵仍是基于菌株研發的生產效率提升。部分學者部分學者*所在機構所在機構研究領域研究領域劉龍江南大學利用枯草芽孢桿菌、釀酒酵母底盤細胞，高效生產

61、功能食品配料包括母乳低聚糖、乳源蛋白、脂溶性維生素、食用有機酸等李玉天津科技大學功能糖和功能蛋白的微生物與酶法合成、工業酶制劑的開發及應用張濤江南大學從事功能性多糖、低聚糖和單糖稀有糖、功能性氨基酸的研究，開展功能性食品配料產生菌株的選育、生物催化及催化劑的活力改善等基礎和應用研究工作3天然色素作為健康與安全的成分天然色素作為健康與安全的成分，目前尚缺乏色素人工合成的有效替代產品目前尚缺乏色素人工合成的有效替代產品，不斷受不斷受到技術和市場的重視到技術和市場的重視。大多數天然色素化學性質不穩定，會受到pH值、光照、溫度和金屬離子等的很大影響，這給食品工業帶來了巨大的機會和挑戰。由內源和工程細菌

62、、真菌或酵母菌可以產生的具有重要商業價值的色素，如蝦青素、靈菌紅素、角黃素、番茄紅素和-胡蘿卜素，在食品、制藥、紡織品、化妝品等方面都有廣泛應用。如天然色素明星成分類胡蘿卜素，全球市場以2.6%的復合年增長率增長，預計到2027年將達到20億美元，然而化學合成占市場供應的類胡蘿卜素的80%-90%，市場潛力巨大。*如果您也是該領域研究學者，歡迎與我們聯系交流代表企業分析代表企業分析33華熙生物華熙生物技術布局技術布局已建設完成功能糖、功能蛋白及氨基酸、天然產物、蛋白高效表達、酶工程改造技術平臺產業進展產業進展透明質酸龍頭企業，依克多因、Y-氨基丁酸等已經投產，2022年發布膠原蛋白原料產品。產

63、品模式產品模式原料供應、創新產品競爭優勢競爭優勢透明質酸市場份額第一，具有規模優勢融資情況融資情況已上市嘉必優嘉必優技術布局技術布局正在加快快HMOs、結構脂OPO、蝦青素、番茄紅素、-PGA、-熊果苷等新產品的研發工作產業進展產業進展2-FL已完成中試，3-SL正在進行中試前準備，蝦青素已具備產業化基礎產品模式產品模式原料供應競爭優勢競爭優勢技術優勢打造合成生物全新產品線融資情況融資情況已上市弈柯萊弈柯萊技術布局技術布局加大健康食品領域的布局，實現了阿洛酮糖、甜菊糖苷、人乳寡糖等項目的核心技術突破，即將進入產業化階段產業進展產業進展營養健康類NMN原料、R-3-羥基丁酸乙酯已實現產業化產品模

64、式產品模式原料供應、創新產品競爭優勢競爭優勢生物資源工程庫和產業化能力融資情況融資情況2021年完成D輪和IPO輪融資4.9億元代表企業分析代表企業分析34一兮生物一兮生物技術布局技術布局基于糖類的代謝與合成，推動食品原料創新，已擁有HMOs、基于糖類的替代蛋白、食品保鮮劑等長鏈糖類物質產業進展產業進展HMOs已實現量產、替代蛋白管線進入中試產品模式產品模式原料供應競爭優勢競爭優勢產品先發優勢與成本優勢融資情況融資情況2021年完成Pre-A輪融資生合萬物生合萬物技術布局技術布局開發皂苷類成分的底盤菌為釀酒酵母，提供天然化合物單體。人參皂苷產品應用于保健品、功能性食品等方向產業進展產業進展人參

65、皂苷的產率提高了數千倍，純度超過99.5%產品模式產品模式原料供應、創新產品競爭優勢競爭優勢雙院士聯合共建融資情況融資情況2022年完成數千萬元Pre-A輪融資中科欣揚中科欣揚技術布局技術布局國內較早專注于合成生物學技術企業，建立極端環境微生物資源庫。2022年重點布局香精香料、替代蛋白、食品保鮮、動物營養等方向產業進展產業進展實現含SOD酵母粉、依克多因、麥角硫因等原料的量產產品模式產品模式原料供應競爭優勢競爭優勢獨特的微生物資源庫與產業化能力融資情況融資情況2022年完成近2億元B輪融資（按融資順序排序，信息來源公開資料）代表企業分析代表企業分析35企業名稱企業名稱食品微生物相關技術及產品

66、布局食品微生物相關技術及產品布局融資信息融資信息三元生物全球規模最大的赤蘚糖醇生產企業已上市巨子生物推出人參皂苷類功能性食品，用來補充營養，改善免疫系統已上市梅花集團已有已有谷氨酸、蘇氨酸、鳥苷、維生素B2投入生產，未來進一步覆蓋到功能食品、功能糖等新領域已上市保齡寶低聚糖、高果糖、多元醇等系列產品全部通過國際采標認證，是全球五家赤蘚糖醇生產商之一已上市引航生物產品應用于營養健康領域，布局研發NMN（-煙酰胺單核苷酸）2022年完成4億元C輪系列融資酶賽生物已有18款藥物中間體和食品飲料添加劑產品實現商業化2022年完成近3億元C輪融資藍晶微生物PHA供應商，在新型食品添加劑、工程益生菌等方向

67、推進新產品研發2022年完成15億元B系列融資瑞德林生物研發、生產功能性健康原料，包括氨基酸、糖、核苷酸、麥角硫因等2022年完成近3億元B輪融資態創生物面向“醫食美安”多面布局，肽類、糖類、有機酸類可量產的在庫物質已達50余種；產能拓展到了萬噸的量級2022年獲得過億美元A+輪融資惠利生物合成生物反應核心酶元件的計算設計，其技術已在醫藥中間體、動保、食品等領域落地解決方案2022年完成近3億元A輪融資森瑞斯生物完成多個品類底盤細胞構建，已實現酵母合成-氨基丁酸（GABA）2022年完成近億元A輪融資盈嘉合生甜菊糖苷、羅漢果苷、阿洛酮糖，阿魏酸、香蘭素等，專注于食品飲料及營養健康品行業2022

68、年完成數千萬元A輪融資恒魯生物生物酶法合成HMOs，實現LNT的量產，2-FL完成中試2021年完成數千萬元pre-A輪融資微元合成已積累了包括原核和真核生物在內的多種底盤菌株，聚焦聚焦在活性原料藥、高附加值天然產物和大宗平臺化合物2022年完成近億元天使輪融資芝諾科技開發高附加值天然產物，其主要產品方向包括HMOs、新型微生物色素2022年獲超千萬元天使輪融資和晨生物實現營養功能成分、天然色素、特色化學品和動植物保護產品等關鍵功能活性原料的規模生產與綠色制造。產品線有氨基酸和生物類黃酮兩大類物質2022年完成數千萬元天使輪融資（按融資順序排序，信息來源公開資料）未來添加劑與原料領域高潛力應用

69、方向未來添加劑與原料領域高潛力應用方向36天然產物生物合成天然產物生物合成當前向市場供給的食品天然產物多為當前向市場供給的食品天然產物多為植物提取植物提取，少部分產物采用化學合成少部分產物采用化學合成，成本成本、復雜程度復雜程度、環境友好等各方面指環境友好等各方面指標不佳標不佳，生物合成存在巨大機會生物合成存在巨大機會。（1 1）阿洛酮糖：阿洛酮糖：已獲得多國認可，2021年中國家衛健委已受理D-阿洛酮糖作為新食品原料的申請，中國已具備相關產能，法規通過后將迎來快速增長。（2 2）甜味蛋白索馬甜：甜味蛋白索馬甜：現階段以植物提取為主要生產方式，高純度索馬甜市場平均交易價格高。索馬甜是甜味蛋白中

70、索馬甜是甜味蛋白中市場化程度最高的物質之一市場化程度最高的物質之一，提升蛋白穩定性，拓展應用范圍，是當前市場痛點。（3 3）類胡蘿卜素：類胡蘿卜素：包括胡蘿卜素、番茄紅素、玉米黃素、辣椒紅素等?；瘜W合成占市場主流，類胡蘿卜素生物合成的途徑及其調控一直是不同生產者抱有極大興趣的主題。PhytolonPhytolon總部位于以色列，以酵母細胞作為生產基礎，通過發酵面包酵母生產甜菜堿色素（一種天然食品用色素），相比植物提取物中的天然色素更具有熱穩定性，已實現半工業化生產規模，產品預計2023年美國上市。2022年完成1450萬美元的A輪融資。OobliOobli（原名：JoywellFoods）通過

71、酵母菌生產巴西甜蛋白。甜蛋白可被消化，不會引起潛在的腸道不適。因與水果中發現的巴西甜蛋白具有生物同一性，因此以一種對消費者友好的方式標記為“oubli水果甜蛋白質”。2022年完成融資2500萬美元。2022年已推出其第一款產品含糖量低70%的巧克力蛋白棒，但口味與市場上其他含糖巧克力棒相同。未來添加劑與原料領域高潛力應用方向未來添加劑與原料領域高潛力應用方向37創新功能性食品原料創新功能性食品原料健康消費在整體消費支出的占比逐年健康消費在整體消費支出的占比逐年提升提升，一些新食品原料或保健成分一些新食品原料或保健成分，因因其有著功能屬性其有著功能屬性，逐漸走進消費者視野逐漸走進消費者視野，使

72、得含有這些原料的食品更易引發關使得含有這些原料的食品更易引發關注注。（1 1）母乳低聚糖母乳低聚糖（HMOsHMOs）：關鍵成分2-巖藻糖基乳糖、乳糖-N-新四糖的審批以已公開征求意見，市場前景較好。（2 2）麥角硫因：麥角硫因：是一種天然的抗氧化劑，已通過歐盟和美國FDA認定，美國市場已有以麥角硫因為主要成分的膳食補充劑。麥角硫因代謝通路研究報道較為清晰，限制其行業發展的因素之一是過高的市場價格。（3 3）透明質酸透明質酸：2021年中國擴大其新食品原料的應用范圍，允許在普通食品中添加。透明質酸在食品中的應用比例和增速已經超過了化妝品和醫藥，未來市場需求量較大。與韓國第一代生物企業GeneC

73、hem達成聯合開發協議，共同開發HMOs，并計劃在2023年底進行試點規?；a。采用無細胞生物合成方式，結合發酵和無細胞生物制造，目前已在研8種HMOs。Debut BiotechDebut BiotechBlue CaliforniaBlue California以發酵方法合成麥角硫因的供應商，產品已通過FDA“通常被認為是安全”的GRAS認定。2022年與Sweegen合作開發減糖/無糖食品（Sweegen認為抗氧化劑是減糖和抗衰老的關鍵技術）一旦開發成功，將更加拓展麥角硫因的使用場景。企業分析：態創生物企業分析：態創生物多物質量產的生物制造多物質量產的生物制造38任何以技術為驅動的產業

74、，價值都明顯聚集于研發與創新。上游建立研發壁壘，如建立底盤細胞庫、元件庫、高通量的篩選平臺和快速的底盤細胞開發能力；下游結合垂直領域產業鏈，拓寬產品布局提升普適性，并提升量產能力，沉淀放大經驗。食品作為一個面向大眾的消費品，必然會邁進產業化的階段，向市場提供具有競爭力的產品，成果轉化需要實現從“可合成”到“可量產”。態創生物于2021年創立而成，10個月內獲取融資過億美金，是全球合成生物新銳力量。產品布局有食品飲料、美妝、家居清潔等消費品領域，并涉及醫療、農業及大宗材料，2022年擁有多種小分子肽、赤蘚糖醇等產品，在售物質30多種，工廠的年產量已經超過萬噸。搭建底層技術搭建底層技術 工程菌庫：

75、工程菌庫：應用多種主流基因編輯工具（如CRISPR體系）和定向進化技術沉淀出自有元件庫，搭建了獨有的平臺型菌株庫，通過元件的組裝與搭配強化宿主菌株，實現其增殖能力增強的同時，定向高效地合成目標產物。高通量篩選：高通量篩選：態創生物是行業內率先開始布局微流控平臺體系的合成生物公司之一，其篩選通量可達109細胞/天（較傳統提速3-4個數量級），優化通路在同一芯片內完成液滴制備和分選過程，實現“一步法”無抗性菌株篩選，從菌株樣本庫中精準篩選目標優勢菌株。技術平臺技術平臺提升量產和普適能力提升量產和普適能力 量產能力：量產能力：面對工藝放大后產率不穩定的問題，態創生物把著力點放在代謝通路的元件調控上，

76、通過系統開發與搭建各類技術平臺，從源頭強化生產菌株，從而獲得目標產物的高產過程。普適能力：普適能力：通過研發過程模塊化與經驗化結合，搭建具有通用性的應用場景的技術平臺，快速實現多種物質的合成，布局多個垂直領域。企業分析：態創生物企業分析：態創生物多物質量產的生物制造多物質量產的生物制造39態創生物作為一家平臺型公司，打通上游元件庫和菌株庫、中游突變和篩選平臺、下游放大工藝的一整套技術路線，能夠快速實現物質可合成到物質可量產的整個過程，提高物質合成的產量和效率。態創生物的產品布局四大板塊，一是食品領域，主要為添加劑，比如代糖類，甜味劑或者酸味劑等材料；二是美妝個護領域，并延伸到醫美版塊；三是醫療

77、板塊，建立快速地替代傳統化工材料生產方式；四是農業與大宗產品。圖8丨赤蘚糖醇的研發和生產（來源：態創生物）產業化方面產業化方面，態創生物2022年在庫物質已達50種，其中，蛋白類在庫產品有奶粉蛋白、甜味蛋白、植物蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白等。此外還有肽類、維生素、糖類等10余大類物質，如赤蘚糖醇、結冷膠、角鯊烯和多種酶制劑。以母乳寡糖為例，態創生物構建合成母乳寡糖的微生物細胞工廠，在實現快速合成目標產品的同時降低其他副產物的形成，進一步提升分離純化效率。在赤蘚糖醇合成方面，通過多輪進化、百萬級別菌株突變體庫和高通量篩選平臺，得到高性能赤蘚糖醇生產菌株，后通過大規模發酵分離純化、濃縮結晶得到高質量

78、赤蘚糖醇。合成生物學構建的細胞工廠可以提高生產效率，提高產品的安全性，提高調控的精準度。對比傳統提取技術來說對比傳統提取技術來說，態創生物的生物發酵法具備條件可控態創生物的生物發酵法具備條件可控、產物成分簡單產物成分簡單、純化簡單的純化簡單的特點特點。40微藻微藻：極具潛能的植物基新食品：極具潛能的植物基新食品Chapter 5Chapter 5合成生物手段改造和培養微藻合成生物手段改造和培養微藻微藻蛋白微藻細胞工廠“雙碳”與微藻代表企業分析代表企業分析未來微藻領域高潛力應用方向未來微藻領域高潛力應用方向微藻底盤細胞改造和產品開發基于“雙碳”理念的微藻開發合成生物手段改造和培養微藻合成生物手段

79、改造和培養微藻41微藻是一類結構簡單微藻是一類結構簡單、形態微小的單細胞水生生物形態微小的單細胞水生生物，可以用來生產蛋白質可以用來生產蛋白質、油脂油脂、色素色素、黃酮黃酮、萜類萜類、多糖等多種多糖等多種活性成分。微藻以不到高等植物1%的生物量為地球提供了超過50%的初級生產力和氧氣，是光合效率最高的生物類群之一，其負碳能力受到極大關注。微藻細胞生長周期短，抗逆性強，與傳統農作物相比，養殖方式靈活且不占用耕地資源，是極具經濟和環保價值的新食品原料之一。對微藻的研究和應用前沿聚焦在微藻細胞的合成生物改造對微藻的研究和應用前沿聚焦在微藻細胞的合成生物改造，以人工光源替代太陽光，更好地實現微藻生產中

80、的光調控作用，提高其產率和質量；開發基于葉綠體的微藻細胞工廠開發；開展光合作用優化；亦有研究者構建出異養微藻細胞，對其開展不依賴光源的培養。中國從2004-2018年相繼批準了7種微藻作為新食品原料，2021年以來批準了擬微球藻、萊茵衣藻，批準數量達到了9個。微藻作為一種良好的替代蛋白質來源，具有含量豐富、氨基酸組成全面、營養價值高的特點，可用于食品、營養補劑或保健食品的開發。作為合成生物底盤細胞之一，生產高價值的添加劑或營養補充劑（如類胡蘿卜素和多不飽和脂肪酸）等成為關注熱點。部分學者部分學者*所在機構所在機構研究領域研究領域劉賓深圳大學海洋微藻規?；囵B與應用、功能食品開發與應用（包括類胡

81、蘿卜素、多不飽和脂肪酸和植物蛋白）陳方見中科院天津工業生物所研究方向為微藻生化工程和微藻分子生物學。微藻高效低成本采收、微藻高密度培養技術開發、微藻高附加值產品開發和深度利用1微藻蛋白微藻蛋白微藻的蛋白質含量一般在40%以上，工業化生產的螺旋藻蛋白質含量可達60%70%。微藻培植可以通過調整培養條件刺激特定代謝產物（如蛋白質、碳水化合物或脂質）的積累。*如果您也是該領域研究學者，歡迎與我們聯系交流合成生物手段改造和培養微藻合成生物手段改造和培養微藻42商業化機會：商業化機會：微藻異養培植利用有機碳源作為能源（而非光能），在發酵罐中進行培養，可以產生較高的生物量密度。同時，生產參數控制簡單，技術

82、壁壘相對較低。異養培植微藻的最大優勢是大規模培養，用地需求少，可復制性強，對生產當地的環境依賴較少。此外，也有無機碳源和有機碳源混合的培養模式，生物質產量更高，但技術難度存在挑戰。當前已有生物技術公司可以工業化生產異養微藻。部分學者部分學者*所在機構所在機構研究領域研究領域潘俊敏清華大學開發微藻合成生物學工具以及研發潛在高價值的附加產物秦松中國科學院海岸帶研究所實現藻藍蛋白、魚膠原蛋白等海洋生物活性物質的產業化。推動了微藻產業標準體系的建設魏東華南理工大學藻響應與適應環境因子的分子機制、微藻高效光合固碳、微藻高密度（光）發酵及生物轉化的調控技術，微藻基功能性天然產物（蛋白、油脂、色素、多糖）創

83、新產品的開發商業化機會：商業化機會：微藻的基因操作方法大多來源于植物體系，當前高效率且穩定的遺傳轉化體系是制約微藻合成生物的瓶頸問題，這也正是具備研發能力的初創企業擅長解決的問題，在蛋白表達和小分子天然產物兩個方面布局藻類高端產品的開發，一旦取得突破，將獲得極大的先發優勢。2微藻細胞工廠微藻細胞工廠微藻具有真核和原核兩種類型，原核微藻更容易獲得較高的生物量積累，真核微藻葉綠體中含有適合于合成生物學方法開展遺傳操作的最小基因組，適合蛋白類產物表達。當前已經商業化的微藻成分如藻藍蛋白、類胡蘿卜素、蝦青素、葉綠素等均以植物提取為主。*如果您也是該領域研究學者，歡迎與我們聯系交流合成生物手段改造和培養

84、微藻合成生物手段改造和培養微藻43部分學者部分學者*所在機構所在機構研究領域研究領域吳慶余清華大學藍細菌分子生物學、微藻細胞工程與生物柴油制備、微生物地球化學程軍浙江大學CO2減排轉化利用、可再生合成燃料、氫能、生物質能、太陽能等高效清潔轉化理論和技術。研究方向包括CO2微藻轉化利用生物質多聯產技術呂雪峰中科院青島能源所聚焦光合藍細菌與絲狀真菌，建立代謝工程新方法，解析代謝調控機制，優化生物合成途徑，構建能源、化工、生物等產品的微生物細胞工廠遲占有大連理工大學聚焦于先進微藻培養系統和培養技術研究，以碳池理論為指導，解決了微藻培養高效供碳難題，開發了波浪驅動漂浮式光生物反應器，實現了低成本微藻生

85、產商業化機會：商業化機會：微藻生物固碳是一項系統的工程，從細胞改造，到光管理、碳管理、營養管理，再到關鍵設備開發，輔以數字化控制系統，微藻固碳將從“農業模式”迅速轉變為“工業模式”。3“雙碳雙碳”與微藻與微藻微藻中碳元素含量接近50%，主要來源于CO2的固定，生產1kg微藻生物質（干重）可以固定約1.8kg的CO2。然而微藻的規?；囵B和商業化應用仍面臨實際產量低、培養成本高等挑戰。通過優化光捕捉、光利用、強化暗反應等環節，提升微藻的光合能力，挖掘優秀的光合元件、調控元件、新途徑和高效固碳工程株方面尋求突破；工業應用方面提升微藻底盤細胞的穩定性、提升工業過程的適配性。*如果您也是該領域研究學者

86、，歡迎與我們聯系交流代表企業分析代表企業分析44德默特德默特技術布局技術布局開發微藻基產品，包括功能脂質（如類胡蘿卜素、長鏈多不飽和脂肪酸）和蛋白質等產業進展產業進展已經實現海洋硅藻多管線聯產，可同時生產巖藻黃素、EPA和蛋白質產品模式產品模式原料供應競爭優勢競爭優勢商業化藻種庫、第三代光生物反應器技術融資情況融資情況2022年完成了近億元Pre-A輪融資小藻科技小藻科技技術布局技術布局利用擬微球藻提取EPA（一類多不飽和脂肪酸）及其下游應用產業進展產業進展已建成藻油產品生產基地，實現了微藻EPA工業化生產產品模式產品模式原料供應競爭優勢競爭優勢藻類生產養殖基地已投產880畝融資情況融資情況2

87、021年完成億元B輪融資元育生物元育生物技術布局技術布局建立微藻生物合成平臺與模塊化柔性生產平臺，探索出了諸多創新性的產品管線應用產業進展產業進展類胡蘿卜素、高值脂肪酸和蛋白質中試基地已建成產品模式產品模式原料供應競爭優勢競爭優勢微藻底盤細胞構建的技術能力融資情況融資情況2021年完成數千萬元Pre-A輪融資光玥生物光玥生物技術布局技術布局已建立天然產物光合細胞庫，包含上百種工程化細胞工廠，可高效合成植物活性成分和抗菌肽等產業進展產業進展羥基酪醇、麥角硫因和新型聚酯產業化驗證產品模式產品模式原料供應、平臺服務競爭優勢競爭優勢微藻天然產物細胞庫融資情況融資情況2021年完成數千萬元天使輪融資（按

88、融資順序排序，信息來源公開資料）未來微藻領域高潛力應用方向未來微藻領域高潛力應用方向45微藻底盤細胞改造和產品開發微藻底盤細胞改造和產品開發高效率且穩定的遺傳轉化體系是當前高效率且穩定的遺傳轉化體系是當前制約微藻合成生物的瓶頸問題制約微藻合成生物的瓶頸問題，開發適開發適合于微藻的高通量改造和檢測體系合于微藻的高通量改造和檢測體系，提提升微藻底盤細胞的構建效率升微藻底盤細胞的構建效率，是微藻產是微藻產業推動力的關鍵業推動力的關鍵。（1 1）生長改造：生長改造：傳統光合微生物工業應用的一大限制條件是其生長速度較慢，通過代謝和光合效率的提升，提升整體生長速率，未來有望達到與酵母菌乃至大腸桿菌相似的生

89、長速率。（2 2）異養培養改造：異養培養改造：異養培植利用有機碳源作為能源，可以產生較高的生物量密度。對上游細胞開發要求較高，但下游培養壁壘較低，可以借助普通微生物發酵罐進行發酵，產業化能力和前景好。（3 3）目標產物產量提升：目標產物產量提升：以合成的是高附加值的天然產物為目標，針對性地改造葉綠體等合成單元，如電子傳遞、吸收光譜、暗反應碳固定等方面的代謝通路，構建標準化的底盤細胞，以適應多種代謝產物的生產需求。Sophies Sophies BionutrientsBionutrients2021年推出由100%微藻制成的牛奶替代品，進一步開發的無乳制品微藻奶酪，是一種蛋白質含量更高、對乳糖

90、不耐受人群友好的奶酪替代品。同時，開發了微藻蛋白面粉，有全麥面粉的顏色，可以應用在各種形態的食品中。2021年完成種子輪融資。AlgenuityAlgenuity開發異養微藻（一種不再產生葉綠素的高營養小球藻），顯著降低了微藻產品的葉綠素含量，使其保持中性風味，同時仍保留天然營養?？梢允褂锰蓟希ㄈ缙咸烟牵┰诤诎捣忾]發酵容器中生長。2020年與聯合利華共同開發基于微藻的替代蛋白。未來微藻領域高潛力應用方向未來微藻領域高潛力應用方向46利用微藻將二氧化碳轉化為生物質原材料受到越來越多的關注，但需要注意的是，利用微藻大規模工業化生物固定CO2仍處于工藝不成熟的初級發展階段。制造業成熟公司的“碳排

91、放”是最終無法繞過的問題之一，基于現有技術和領域布局減碳技術，為可持續發展的競爭格局搶占先機。初創公司需從某一領域切入建立研發能力，以碳捕獲為“副業”，以微藻蛋白或微藻細胞工廠為“主業”，待市場和技術成熟再加碼碳捕獲。CarbonWorksCarbonWorks主要利用微藻將工業排放的二氧化碳（工業廢氣）轉化為高效、安全的原材料，當前正在建造半工業規模的光生物反應器，并計劃于2023年投入使用。2022年完成1100萬歐元A輪融資。CarbonWorks 由 Fermentalg 公 司和Suez公司于2021年共同創建，前者基于微藻生產脂肪酸、蛋白質和天然色素等產品，后者專注于保護和回收資源

92、的工業服務（包括水優化和處理、循環利用和回收、城市發展和咨詢服務）?；凇半p碳”理念的微藻開發基于“雙碳”理念的微藻開發ProvectusProvectus AlgaeAlgae開發的藻類生長的生物反應器，通過提供不同類型的光，提高藻類中對應產品的產量，使用人工智能的方式模擬微藻的自然生長環境，控制其二氧化碳接收量。同時開發合成生物學方式生產食品和飲料、農業化學品和動物健康領域產品。（圖片來源：CarbonWorks）47中國已展現出對合成生物技術主導的新食品的政策利好態勢，將助推生物經濟產業迅速成為新的增長引擎。展望未來1-3年，以技術驅動的新食品作為大眾消費品必將走向規?；彤a業化，研發階

93、段充分預見和解決問題，提早布局下游發酵工程、純化工藝等環節，將助力產業化的成功。以下幾點可以成為行業內企業著重關注的策略方向和能力建設方向。研發能力拓展：研發能力拓展：任何從實驗室走向產業化的技術或產品，都會經歷研發與產業化之間的鴻溝，企業應當有足夠的技術和產品的儲備，并提前思考產業需求與放量增長問題，才能有望在多賽道獲得成功。關注產業規模：關注產業規模：產業規模是考量邊際成本的重要指標，生產成本和設備大小之間呈指數降低關系，傳統釀造系數為0.6，精密發酵系數為0.7-0.8，關注產業規模，進一步降低生產成本。匹配下游技術：匹配下游技術：不同的細胞生長特征和發酵過程完全不同，無法套用統一簡單模

94、型，需要在細胞工廠的設計初期充分考慮生產能力，同時開發更高效、成本更低的下游工藝?！耙越K為始”根據市場布局產品賽道，選擇高附加值、高技術壁壘、環境友好、以及更適合用生物技術研發的產品；采用適合工業化生產的底盤細胞，構建抗干擾能力強的細胞工廠，在研發期充分考慮大規模生產情況，將有助于提升從實驗室走向產業化的效率和成功率。展望展望AboutAbout UsUsDeepTech 成立于 2016 年，是一家專注新興科技的資源賦能與服務機構，以科學、技術、人才為核心，聚焦全球新興科技要素的自由鏈接，為產業、政府、高校、科研院所、資本等科技生態的關鍵角色提供服務，通過科技數據與咨詢、出版與影響力、科創資

95、本實驗室三大業務板塊，推動科學與技術的創新進程。AboutAbout thethe ReportReport隨著合成生物學技術的發展，在新食品不斷取得引人注目的研究成果，微生物是合成生物學在食品領域應用的重要生物載體。報告系統梳理合成生物學在食品領域的技術進展、研發方向和商業化程度，選取替代蛋白生產、食品添加劑與食品原料、微藻等應用領域，分析產業現狀及前景方向。PleasePlease useuse thethe followingfollowing toto referencereference thethe reportreport2023合成生物學在食品微生物制造中的應用與前景研究,20

96、23.DeepTech 2023Insights.China.DeepTech 20234849DisclaimerDisclaimer本報告由 DeepTech 發布，其版權歸屬北京演繹科技有限公司（DeepTech），DeepTech 對此報告擁有唯一著作權和解釋權。沒有經過 DeepTech 的書面許可，任何組織和個人不得以任何形式復制、傳播等。任何未經授權使用本報告的相關商業行為，DeepTech 將依據中華人民共和國相關法律、法規追究其法律責任。本報告所載數據和觀點僅反映 DeepTech 于發出此報告日期當日的判斷。DeepTech對報告所載信息的準確性、完整性或可靠性做盡最大努力的追求，但不作任何保證。在任何情況下，本報告中的信息或表述均不構成任何投資等建議，本公司對該報告的數據和觀點不承擔法律責任。不同時期，DeepTech 可能會發布其它與本報告所載資料、結論不一致的報告。同時 DeepTech 對本報告所載信息，可在不發出通知的情形下做出修改，讀者應自行關注。FindFind OutOut MoreMorehttps:/ UsUOfficeOffice北京市朝陽區亮馬河大廈上海市徐匯區淮海中路1325號浙江省杭州市余杭區文一西路998號DeepTech 2022