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昌进生物:用微生物满足全上海蛋白质需求造现代社会的“唐僧肉”|新质生产力看张江

科创板日报记者郑炳巽    2024-12-15

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昌进生物董事长 骆滨

《科创板日报》12月13日讯(记者 郑炳巽)一排排包装精美的蛋白脆片、曲奇饼干呈列在样品柜上,这些零食除了拥有酥脆、美味的口感之外,还有一个共同特点——高蛋白。而且最神奇的是,配料表中的蛋白主要来自于微生物合成技术生产。

这就是位于上海张江科学城的昌进生物当前正在做的事情——通过合成生物技术生产人类所需的优质蛋白。用昌进生物董事长骆滨的话来说则是,“我们聚焦于食品领域的合成生物创新,即通过现代的合成生物技术,带来食品领域的颠覆和创新。”

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使用昌进生物蛋白所生产的零食 郑炳巽/摄

昌进生物目前正在进行生物合成蛋白、微生物合成蛋白双赛道布局。今年10月23日,公司旗下生物合成β-乳球蛋白、马克斯克鲁维微生物蛋白获得美国市场准入,为商业化铺平了道路。而在此之前,马克斯克鲁维微生物蛋白先已在国内获批,上述脆片和曲奇正是以马克斯克鲁维微生物蛋白作为关键原料之一。

当然,这些零食仅是昌进生物的合成蛋白用途的“冰山一角”。

在昌进生物的合成蛋白样品展区,《科创板日报》记者看到这样一句话,“向微生物要热量,要蛋白。预计1-3平方公里的工厂,可满足上海全年蛋白质需求。”

“理论上,只要含有蛋白的食物,以后我们都可以通过合成生物技术将其改造成高蛋白版本。随着技术的发展,未来还可以为每一个人提供定制版的合成蛋白。”骆滨则是进一步描绘了一个更远的场景。

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生物合成蛋白、微生物合成蛋白食品展示

▌合成食品是合成生物学最大的赛道

你我会如何回答这样一个问题:人类开发合成食品尤其是开发合成蛋白,是一件必须要做的事情吗?

或许我们每个人都有自己的答案,而且很多人潜意识里可能觉得这不是一个当下需要迫切思考的问题。但在骆滨看来,这确实是一件必须要做的事情。

骆滨说,“从人类整体来看,那是必须要做的,全球人口在增长,人的寿命也在延长,但地球的资源是非常有限的。为了满足吃,人类要破坏很多树林、植被变成耕地。但是,一头牛得吃多少公斤的草才能产出1公斤的蛋白质?这种情况是不可持续的。”

他还进一步表示,“世界的粮食分配是不均衡的,从个体生存的角度来看,不缺粮食的地方人们可以不这么做,但是像中东就很需要。事实上,中国也是一个人口大国,我们的耕地比较少,所以在中国也是非常有必要的。”

在多年前的公开场合,骆滨曾分享过一组数据,世界人口已经达到80亿,若按照传统农业的发展模式,2050年全球将有15%的人口大约14.2亿人无法摄入足量的蛋白质。

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凝胶成像系统 郑炳巽/摄

正是基于这样的思考,昌进生物选择进入合成生物领域,发力合成蛋白细分赛道。骆滨认为,合成蛋白技术至少拥有传统农业无法比拟的三大优势,即高效产出、柔性制造以及精准营养。

他解释道,人类吃的所有的蛋白质主要由碳源和氮源转化而来的,转化的过程,通常是以动物或植物作为媒介,这样的转化过程效率并不高。但是如果利用改造过的微生物作为媒介转化,效率将会得到质的提高。

据介绍,昌进生物现在可以做到将1公斤葡萄糖转化成300克可食用蛋白质,生产周期最快的24小时,慢的最多只有100多小时。相比之下,传统农业和畜牧业的生产时间往往以月计甚至以年计。

此外,传统农业和畜牧业还面临着生产周期的难题,“比如,养猪就有猪周期,可能养殖者今天看到猪价上涨了就都去养猪了,等到市场饱和了,不仅猪价下跌,还造成资源浪费。传统生产方式在解决周期问题上存在较大困境。即便借助信息收集与数据分析等手段可以获得一定程度的改善,然而由于产出周期依旧过长且影响因素繁杂众多,传统产出方式致使该问题难以得到根本性的解决。”骆滨说道。

他认为,换成合成生物技术生产之后,“只要我想吃,我把电钮按下去,几十个小时之后就能将蛋白生产出来。我不想吃了,我再按下电钮,机器就停了。市场需要多少,我就生产多少,整个生产过程是柔性的、可控的,这就是合成生物带来的产业大变革。”

而且,因为是合成的,生产出来的食品还具有精准营养的优势。骆滨解释道,如果一个人喝牛奶的时候,只想摄入蛋白质,剩下的糖、油脂并不需要,或者说这个人只想摄入某一种特定的蛋白质,其他的不需要,这样的要求用传统农业的生产方式很难达到,或者需要高昂的成本才能达到。

“如果我用合成生物学的技术,就能定向获得我所需要的蛋白质,获得精准的营养。”骆滨认为,合成食品将会是合成生物学最大的赛道,“因为每天会消费的产品,理论上只有食物、水、空气。这个市场空间是巨大的。”

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发酵小试实验室 郑炳巽/摄

▌打造现代社会的“唐僧肉”

据骆滨介绍,昌进生物成立于2017年,虽然成立时间不长,但却是国内直接将合成生物做成食品的第一家企业,并且发展至今已成为全球头部企业之一。

“我们是从2021年开始启动合成蛋白研究的项目,真正研究大概只用了3年多的时间,但是我们差不多能够赶上美国接近10年的发展成果。”

骆滨表示,昌进生物所有的技术都是原创的,“公司所有研究人员在进入公司之前都没有做过这个事,我们通过自主创新拥有了自己独特的技术路径。”

今年10月23日,昌进生物的生物合成β-乳球蛋白、马克斯克鲁维微生物蛋白获得美国市场准入。“目前,我们已经收到美国一些食品品牌的订单了。海外市场除了美国,欧盟的准入我们也正在准备当中。”骆滨说道。

而在国内,马克斯克鲁维微生物蛋白也已经应用于食品生产,并且相关食品如蛋白脆片和曲奇已经在盒马上架销售。“蛋白脆片在今年10月上架以来,一直处于卖断货的状态。我们的工厂现在每天都24小时满负荷运转,以确保订单的供应。”

骆滨透露,目前国内除了在售蛋白脆片和曲奇两款大产品之外,预计很快还会有一款桃酥上市销售。

另据了解,今年11月,在第七届中国国际进口博览会上,昌进生物与豫园集团达成合作,双方将通过组建联合实验室,将生物蛋白技术应用于中国传统食品产业的升级,“我们正在与松鹤楼开展联合研发,预计明年相关产品有望上市销售。”骆滨透露。

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食品应用实验室 郑炳巽/摄

目前,昌进生物的β-乳球蛋白(非动物源)还未在国内获批。不过今年9月,国家卫健委发布了《食品加工用遗传修饰微生物安全性评价申报材料要求(试行)》,为遗传修饰微生物生产的“三新食品”提供了申报标准。昌进生物正在按照指南的要求,积极准备各类验证实验。

更长远的计划,骆滨则希望昌进生物的产品能够成为日常食物当中的一环,“就是说在成百上千种食物里面,我们的产品成为了其中的一种,成为人们在日常生活中随时都能够碰到的一个食物。”

骆滨透露,他思考过一个问题,“为什么人类吃的是我们现在正在吃的食物,而不是吃的其他食物?”

他对这个问题的回答是,“我们之所以吃现在的食物,是因为我们在可及的范围之内只能遇到它们。也就是说,在一定程度上,我们能吃什么食物并不是经过选择的结果,而是对其他食物无法选择的结果。”

所以,他相信,随着技术的发展尤其是AI技术的成熟应用,在未来,可以计算出每个人最需要的食物的最佳结构,通过合成生物技术吃到最适合自己健康的食物。甚至可以根据每个人的特性,设计出定制化的食品材料。”

在他看来,《西游记》里那些妖怪之所以都要吃唐僧肉,从营养获取的角度来说,唐僧肉就是完美的、健康的蛋白,或者是几种最健康的蛋白合在一起的产物。“理论上,合成生物技术有可能做出现代社会的‘唐僧肉’,这也是昌进生物努力的一个方向。”骆滨说道。

不过,骆滨也提醒,现有技术下的合成蛋白是单一物质,大部分蛋白质是没有味道的,“我们做出了牛奶蛋白,但在口味上更像是在喝白开水。”另外,自然食物的不同构造可以给人提供不同的口感,为进食带来愉悦的享受,如何产生良好的口感是合成食品的另一个挑战。

“要改变人类烙印在基因里的进食体验,是合成食品当前推广的最大挑战。”骆滨说道。不过,他也表示,在昌进生物集中力量解决合成蛋白的同时,还有很多科学家在研究糖类、碳水化合物,还有的科学家在研究脂肪。

“大家虽处在不同的道路上,但只要往一个方向走,我相信这些物质未来都可以合成出来。把蛋白质、脂肪和碳水化合物组合在一起,再添加风味物质、香味物质及微量元素等,合成食品也能实现自然食品的体验。”骆滨说道。

▌筹划新一轮融资为扩产作准备

骆滨介绍,“2000年的时候,张江来到深圳招商,我们来到张江,一直发展到今天。”而之所以选择将江科学城,是因为看中了这里的营商环境、科研基础、科研生态以及人才储备。

“张江的投资环境和营商环境在全国范围内都是最好的,这里的科研配套设施也非常完备,已经形成了一个可以共享共用的科研生态环境。更重要的是,从张江乃至上海的人才储备非常充分,生物科技是一个尤其需要人才的行业,张江作为科创高地可以很好帮我们吸收人才。”骆滨说道。

从迁至张江科学城之后长达20年时间里,骆滨一直以生物技术研究开发动植物来源的功能产物,涉及食品保健和护肤品产业。直到2020年,因为意识到从动植物获取资源的效率太低且有很多限制,经过与几位科学家及行业专家深度讨论后,骆滨发现以微生物制造食品是一个效率更高的途径。

于是,结合此前的农业、食品、生物研究等经验,他进入了合成食品赛道。

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分子生物实验室 郑炳巽/摄

据天眼查,从2020年至今,昌进生物已经获得从天使轮到A+轮在内的4轮融资,已披露的金额将近3亿元,投资方包括高瓴创投、夏尔巴投资等知名资本。

骆滨坦言,昌进生物短期内不会面临资金压力,但从长期发展的角度来看,为扩大产能和持续迭代创新仍然需要更多投资。

“中国的合成生物食品企业,最大的瓶颈就是缺钱。国内整个行业获得的资金体量大概只有国外同行的1/30,这个资金量是去没有办法让企业在研发和创新方面保持领先优势的,这对行业发展而言是很困难的。”

骆滨透露,合成生物本质上就是制造业,而制造业是需要消耗能源的行业,“昌进生物的一个反应罐所生产的蛋白可以代替几百亩地的常规产能,这意味着我们生产的过程需要非常大量的能源支持。”

骆滨说,“前段时间大家都在呼吁审批,现在国家已经出了明确的指南,行业已经有标准了。现在,技术有了、市场也有了,审批通道也打开了,下一步就是如何高质量高速度发展。”

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