“未来，通过一台检测身体状态的小机器，提供精准营养食谱，再利用3D食品打印机，自动打印蛋白、碳水化合物和脂肪，也解决了不愿做饭的问题。”在2023合成生物学高峰论坛上，丰田通商东亚极食品和生活产业部门长服部利章分享日本对未来食物的预测。
如何实现精准营养？“如果通过合成生物技术，可以很快实现精准营养。”南昌大学食品学院院长聂少平教授补充，“（合成生物）可以定量定性地提供蛋白质、脂肪、碳水化合物，通过3D打印技术在家里实现精准营养。”
合成生物被誉为“第三次生物技术革命”，是一种底层技术，在医疗医药、农业食品、环保、能源和新材料等领域表现出广阔前景。美国市场调查公司BCC Research 2020年发布数据显示，2019年全球合成生物学市场规模达53亿美元，预计2023年达到189亿美元。
民以食为天，“合成生物学在食品领域的应用，是建立在传统的食物制造基础上，通过合成生物学赋能，实现更安全、更可持续的食物获取方式。” 昌进生物CEO骆滨认为，“我们已经走到了食品变革的前夜。”
“未来食物”离我们还有多远？
合成生物有多火？
“合成生物学是继‘DNA 双螺旋结构的发现’和‘人类基因组计划’之后的第三次生物技术革命。”中国科学院院士许智宏指出。
麦肯锡预计，未来全球物质投入中的60%和全球疾病总负担的45%，最终可能通过合成生物学方式解决，在未来的10-20年，合成生物学每年带来的直接经济效益将达到1.8万亿-3.6万亿美元。
面对巨大的市场前景，以“合成生物学”为代表的新兴技术已经成为了全球科技竞争的新焦点。近年来，我国陆续出台相关宏观政策和战略指引，促进合成生物学的研究和产业发展。
从“十三五”开始，合成生物学被列为战略前瞻性重大科学问题和前沿共性生物技术，国家出台一系列政策支持合成生物学的发展。2022年5月发布的《“十四五”生物经济发展规划》中，四次提到合成生物学，又一次明确了这一新兴产业方向和国家的发展息息相关。
地方政府也持续发力。以上海为例，上海市经信委方面介绍，上海是我国最早发展合成生物学地区之一。 2023年初，已开始围绕利用合成生物学这一颠覆性技术，赋能上海3+6重点产业高质量发展的研究，并且作为现阶段的重要工作之一。
上海市经信委方面表示，拟从四个方面加强布局，包括强化基础研究、加强技术转化、瞄准重点领域和空间布局。“面对新领域、新产品，需要联合政府、科学家、企业家等方面的职能，合力推动。”许智宏表示。
资本也在“追捧”新风口。据SynBioBeta统计，2020年合成生物学领域融资金额达78亿美元，是2019年的两倍以上。2021年融资金额攀升至180亿美元，为2009年至2020年融资金额之和。
“各种新型的合成生物食品正朝我们走来”
食品产业作为第一制造业，资源有限叠加人口增长，以及人类对食品和健康的追求，食物供给面临着压力。
以蛋白供给为例，食物蛋白是人类最重要的营养素。公开资料显示，预计2050年世界人口将达到90亿左右，食品蛋白需求增量为30%至50%，达到2.65亿吨左右。而现有的蛋白的获取大量依赖于种植业和养殖业，高度依赖土地和水资源等，存在环境污染等问题。
据联合国粮农组织发布的《全球牲畜环境评测模型》数据，为人类提供每1吨蛋白质，需要养375只羊、且会对2750亩植被造成负面影响。通过多方途径拓展生物资源和蛋白来源的重要性不言而喻。
合成生物蛋白，又称精确发酵蛋白，通过充分发挥合成生物学等先进生物技术的优势，或能提供新的解决方法。
昌进生物研发的克鲁维微生物蛋白
完整的合成生物学产业链主要有六大环节，包括基因工程、菌种培育、发酵过程、分离纯化、改性合成和开发应用。其中，产业化和选品能力是合成生物学的主要壁垒。
具体来看，利用合成生物学的技术对菌种进行优化，主要关心的三个指标是转化率、生产速率、产物分离难度。上述三个指标直接决定了生物化工全流程的生产成本及产品竞争力。
在食品领域中，昌进生物以克鲁维菌为主要开发方向，利用合成生物学技术和思路，研发马克斯克鲁维可食用蛋白。目前该企业的首条微生物蛋白产线已投入运营，并且已在中国获得了食品生产许可，预计2023年将达到规模量产。
据悉，微生物发酵合成蛋白效率是传统养殖业的上千倍，能够显著提升蛋白生产效率且降低二氧化碳排放。肉蛋奶海鲜等蛋白质消费市场近万亿美元，据波士顿咨询数据，预计2035年新型蛋白会占到全球蛋白质消费的11%-22%。
天眼查显示，高瓴创投、食芯资本等投资机构纷纷看好这一赛道并押注昌进生物。食芯资本投资总监郑迪分析，“技术本身是一个挑战。之所以会有投资机会，就因为技术还没能够提供给消费者足够好的食物。”
“技术先行的同时，法规如何基于科学方式进行评价属于核心问题。”郑迪继续表示，“消费者的认知教育也是核心挑战。如何突破传统、固化的观念，对于政策制定者、研发机构、企业都是巨大的挑战。”
尽管面临挑战，业内仍对合成生物技术在食品领域中的运用保持积极的态度。“合成生物技术用在食品中，未来也会成为趋势。从现在生物合成的乳蛋白、高附加值的食品成分，各种新型的合成生物食品正朝我们走来。” 聂少平展望。
