电话会议:食品制造和生物制造领域如何应用合成生物学?

电话会议重点讨论了中国食品工业的未来发展趋势，特别是合成生物技术和未来食品的重要性。专家强调，通过技术创新，如大幅降低透明质酸原料的成本，为产品的大规模应用提供了可能性。会议涵盖了利用科技力量实现食品工业可持续发展和创新的各个方面，包括植物基食品、人造肉及其替代品的研发，以及对准确营养的探索。智能制造技术的应用被认为是提高食品生产效率和质量的关键。此外，食品安全已成为未来的发展方向之一，致力于确保食品供应链的安全性和可追溯性。在全球健康和环境压力加剧的背景下，转向植物基食品和替代蛋白已成为一种趋势，旨在减少动物食品消费带来的健康问题和环境负担。通过车间生产等新的生产方式，植物基和细胞培养肉类成为现实，有助于提高食品安全性和稳定性，减少温室气体排放。合成生物学作为一种潜在的革命性技术，可以改造生物体，创造新的生命形式，在抗生素和生物基产品的生产中显示出潜力。中国政府和私营企业在生物制造领域的投资增加反映了对未来潜力的认可。然而，工业发展面临着技术成熟度、法规限制和市场竞争的挑战。讨论还涉及基因转化食品的监管态度、微生物蛋白技术及相关产业的发展潜力，指出了政策支持的必要性、技术进步和创新的重要性。整个讨论突出了利用生物技术和创新技术促进食品工业和社会快速发展的紧迫性和必要性。

问答

问：在当前政策和技术的双重催化下，合成生物产业的表现如何？谁是这次电话会议的主要嘉宾，他将分享哪个主题？

答：在政策和技术的双重催化下，合成生物产业具有良好的市场表现。在政策方面，相关设计有望出台；在技术方面，江南大学未来食品科学中心利用合成生物技术将透明质酸的成本从数万元降至数百元，推动了该行业的广泛应用。本次电话会议的主要嘉宾是厦门大学周景文教授。他将分享合成生物学在未来食品领域的应用，特别是江南大学未来食品科学中心的相关研究和实践。

问：周景文教授在江南大学的角色是什么，他对未来食品领域的重要贡献是什么？

答：周景文教授是江南大学生物工程学院教授、博士生导师、教育部长江学者特聘教授，也是江南大学未来食品科学中心副主任。他在未来食品科技领域开展了大量的科研活动，并出版了相关专业书籍，并参与了大型外国出版集团出版的未来食品相关书籍。

问：未来食品的主要发展任务和目标是什么？

答：未来食品的主要任务是解决食品供应、质量和安全问题，注重饮食方式和精神享受。未来食品的重要技术基础是合成生物学，通过生物技术、信息技术和食品技术的整合，实现高科技产业的发展。

问:未来食品的核心内容是什么，替代蛋白在其中扮演什么角色？

答：未来食品的核心内容包括植物基食品、替代蛋白（如动物细胞蛋白、植物蛋白、微生物蛋白等），以及食品感知、美味等。替代蛋白通过改变传统的食品制造模式，如用植物原料制造肉制品和细胞培养肉，提高食品安全和生产效率，有助于减少温室气体排放，解决食品供应安全问题。

问:食品制造和生物制造领域如何应用合成生物学？

答：合成生物学在食品制造领域的应用包括利用生物技术编程微生物制造特殊化学品和化合物，通过细胞工厂的设计、发酵过程优化控制、分离纯化和产品质量控制来实现生物制造。生物制造作为一种新的生产力，对经济的可持续发展有着重要的影响。

问题：食品生物制造的基本工艺是什么？

答：食品生物制造通常涉及淀粉、木质素、农业、林业、畜牧业废弃物，甚至一碳单元等非传统来源，通过微生物细胞酶合成蛋白质、营养结构、风味和颜色，进一步食品加工，最终获得食品的具体需求。合成生物学作为支持核心技术，将促进未来食品制造业的发展。

问：合成生物学的基本定义及其主要应用领域是什么？国内外合成生物学研究的应用水平有什么差异？

答:合成生物学早期被称为工程生物学，其设计理念是以工程的方式对生物体进行有针对性的设计改造和重构。该领域的研究目标包括通过设计和构建生物系统来了解生命的本质，并使用新的机制和方法来提高生物系统的建设效率，使生物技术能够应用于建筑。合成生物学不仅揭示了生命的本质，而且被视为改变未来的颠覆性技术。广泛应用于细胞工厂技术、植物提取物合成、青蒿素生产等领域。随着技术的进步，正在从高附加值产品向大宗产品转型，实现大规模商业生产。国外在合成生物学领域拥有完善的理论体系，拥有N等多种基因编辑技术、TALEN等。，并在小基因组、人工合成基因组、酵母染色体等领域取得成果，但主要集中在大肠杆菌、酿酒酵母等模式生物，而工业产品相对较少。相比之下，国内合成生物学研究从基础研究到工业化快速发展，结合中国传统发酵产业取得了许多创新成果，实现了合成生物学概念水平从跟随趋势到原创的转变，促进了许多合成生物学在食品工业中的应用进入商业化阶段。

问:中国合成生物学的发展历程如何？

答：中国科学家在合成生物学领域取得了显著进展，从20世纪70年代乳糖操纵分子克隆技术，到80年代自动测序技术，到2003年大肠杆菌合成青蒿素前青蒿素酸，到2012年酵母合成青蒿素，最终在2022年实现人工合成淀粉。中国科学家在细胞工厂领域的里程碑事件越来越多，在发酵蛋白的大规模商业生产中具有独特的优势。

问：合成生物学的核心技术及其在食品工业中的应用是什么？

答：合成生物学的核心技术在于细胞工厂技术，包括关键基因挖掘和改造、代谢元件的设计和组装、代谢机制的分析和调节、合成网络的重建和优化。细胞工厂技术实现了从理论到技术再到应用的全面发展。合成生物学在食品工业中的应用主要体现在大规模生产发酵蛋白、合成淀粉、氨基酸等生物养分，以及广泛应用于养分、植物提取物、人造牛奶、人造蛋等食品成分领域。

问题：在国际竞争方面，我国在微生物蛋白领域取得了哪些突破和进展？

答：近年来，中国在微生物蛋白领域取得了显著进展。通过努力形成了一些独特的专利组，出现了一批专注于食品制造的合成生物企业，如Imposible Meat、Beyond Meat等。虽然国际专利布局需要加快，但这些企业已经逐渐成熟，特别是促进了整个合成生物产业的发展。

问：欧美国家在合成生物学方面的竞争力如何？

答：欧洲、美国和其他发达国家在互联网时代落后于中国。目前，美国政府在生物制造方面投资巨大，计划利用生物技术制造特定产品，简化相关法律法规，促进生物技术产品更快进入市场，扩大市场机会，解决一系列挑战。

问：你能详细解释一下媒体报道中提到的未来食品中心将透明质酸制造成本从每公斤数万元降至每公斤数百元的突破性进展吗？

答：事实上，这是对过去科技成果的回顾，而不是最近的新进展。未来几年，食品中心取得了实现NMN半发酵创新、白藜芦醇、柚皮素等重要植物天然产品的关键突破，在植物肉细胞培养方面取得了显著成果，并与五芳斋合作，在植物肉量产方面做了大量工作。

问:真菌蛋白、植物肉等国内合成生物食品领域是否遇到菌种审核困难？

答：虽然国内基因转化食品审计相对严格，特别是涉及转基因微生物产品，但农业部、卫生委员会、工业和信息化部等相关部门支持生物制造业的发展，正在协调卫生委员会和农业和农村部统一协调相关审批事项，促进这些产业的发展。

问:微生物蛋白市场发展如何？

答:目前微生物蛋白市场还不是很成熟。富祥药业和安琪酵母虽然在这一领域投资，但整体市场规模并不大。此外，由于生产成本、分子量等问题，微生物蛋白在实际应用中仍面临一些挑战。

问:国家是否在政策层面支持或计划微生物蛋白行业？

答：目前，我国还没有出台针对微生物蛋白产业的特别刺激政策，但在“十四五”生物经济规划中提到，简化审批材料，缩短审批周期，将有助于促进微生物蛋白产业的发展。此外，最近可能出台了一些国家政策，但具体情况尚不清楚。

问:哪些板块可能更适合成生物学企业在商业化中建立竞争优势？

答：从商业化的角度来看，食品、饲料、化妆品、新型农业材料、生物燃料和采矿业都有良好的发展前景。虽然聚乙烯、聚苯乙烯等化学材料的成本较低，但除非使用特殊材料或聚乳酸等特定聚合物，否则生物法取代这些传统材料的竞争优势相对较小。

问：商业化中乳酸发酵法的优缺点是什么？

答:乳酸发酵可能不适合商业化初期，因为只有实现大规模生产，才能降低成本，获得竞争优势。然而，随着成本控制的改进和技术的进步，生物发酵在大规模生产中具有更好的经济性。

问:实验室商业产品的浓度达到什么样的经济水平？

答：实验室发酵罐中商业产品的产量与市场价格成反比。例如，柠檬酸每吨只需6000元或7000元，但如果产量很低，价格可能高达每公斤120-1万元。因此，实验室中的高浓度并不意味着放大生产后也是经济的。事实上，放大生产通常会取得更好的效果。

问：在选择产品时，你的主要想法是什么？

答：在选择产品时，主要考虑市场需求相对稳定、附加值适中、市场容量大的产品。此外，一些天然产品或维生素产品具有明确的效果和较大的市场需求，以确保产品具有持续的竞争优势。

问：是否所有的生物产品都像维生素C和柠檬酸一样，即使产品很旧，只要继续投资研发，就能保持良好的效益？

A:并不是所有的生物产品都是这样的，比如维生素C，即使是旧产品，只要有新的技术和技术进步，仍然可以保持良好的效益。

问:你觉得金丹、巨龙等公司对科研院所的态度怎么样？

答：金丹和龙不尊重科研机构和教师，态度不友好，导致人才流失，真正强大的公司应尊重科研机构和人才。

问:你对华生生物和金丹在色氨酸生产方面的水平了解多少？

答：华生生物在色氨酸领域的技术水平较高，而金丹在这方面相对较低，但具体水平我无法确定。

问:你觉得蛋氨酸市场的现状，化学合成法和生物发酵法的区别怎么样？

答：目前，蛋氨酸市场的核心产品主要是化学合成法。虽然生物发酵法也在发展中，但由于蛋氨酸合成路径长，受产量和转化率的限制，生物发酵法仍处于起步阶段。

问：生物合成法在维生素A和维生素E的生产过程中是否更有优势？

答：对于维生素A和维生素E，生物合成法的优点并不明显。目前，市场上的产品主要是化学合成法，成本较高。

问:华德生物等公司目前在生物法生产维生素B中的情况如何？

答：目前，华德生物等公司正处于生物法维生素B产业化阶段，技术和来源尚不完全清楚。

问:发酵过程中的分离纯化步骤有困难吗？

答：分离纯化是生物产品生产中一个成熟而广泛使用的过程，由于发酵放大产量而无法分离纯化的案例尚未遇到。

问：哪些公司在生物技术领域有核心壁垒，如品种、新发现等？

答：核心障碍主要体现在品种创新和新的基因发现上，特别是一些新的酶和转化方法。例如，华恒生物和巨人景波在这方面做得很好。

问：与国外相比，中国生物技术领域的主要差距在哪里？

答:与国外相比，我国生物技术领域在上市合规性、法规合规性和业绩上存在差距，导致部分优秀企业难以上市。

问：在合成生物学领域，美国、欧洲、日本和其他国家比中国做得更好的产品和技术是什么？美国为什么要签署生物制造法案？

答：在合成生物学领域，一些美国公司可能会生产一些产品和技术比中国好，比如一些韩国国家制造的设备和检测设备。但总的来说，中国的产业链更加齐全，从设备到原材料，技术也更加先进。例如，美国发现整个生物制造产业链严重缺失，包括发酵罐、检测设备、原料供应链（如糖蜜、玉米浆等）。由于缺乏整个生物制造产业链，美国签署了生物制造法案，无法与国外竞争。美国政府希望通过这项法案扭转这一恶性循环，但目前效果并不明显。

问：合成生物学研发中人工智能、基因编辑等技术的作用是什么？

答：人工智能、高通量筛选、基因编辑等技术广泛应用于合成生物学的研发过程中。然而，这些技术很容易被骗子使用，因此在使用时需要仔细筛选。

问：在非粮食原料产业化利用方面，哪些公司或初创公司在秸秆糖利用方面取得了显著进展？

答：在秸秆糖等非粮食原料的工业化利用方面，虽然科研取得了重大进展，但仍远离商业化。目前，市场上活跃的公司较少，大多数生物燃料公司因取消燃料乙醇补贴而消失。

问:在菌种筛选中，是否只考虑酵母而不是大肠杆菌等原核生物？

答：虽然一些评论声称大肠杆菌生产的食品安全性很好，但事实并非如此。大肠杆菌由于其生长速度快、消耗小等优点，在高密度发酵中更为常用，半乳糖苷酶、维生素B5等产品的主要生产并不完全依赖于大肠杆菌。股票市场研究