植物基潮流中最热门的就是“植物蛋白”。随着市场多元化的发展和需求，替代蛋白已成为全球热门的创新领域，其中发酵发挥着核心技术作用。植物蛋白开发商一直在研究模仿动物蛋白的味道、质地和功能的技术和成分。
发酵对于乳制品（例如酸奶）和非乳制品（例如豆豉）的生产至关重要，现在它正在帮助新型肉类产品的创新和规模化生产。生物质发酵和精密发酵等先进工艺不仅是未来替代蛋白质的关键，甚至可能是整个食品的关键。
发酵蛋白不仅受到市场热议，也引起了资本的关注。 Good Food Institute 的数据显示，2020 年前7 个月，美国对替代蛋白发酵公司的投资达到创纪录的4.35 亿美元，而2019 年为2.74 亿美元。
01.替代蛋白市场驱动力
肉类和动物产品一直被认为是蛋白质的主要来源。随着植物性饮食变得更加主流，对可持续和完整的植物性蛋白质替代品的需求一直在增长。替代蛋白是一个总括术语，包括植物蛋白和动物或肉类蛋白的食品技术替代品。它可以从植物（谷物、豆类、坚果、豆类和种子）、藻类（大型和微藻）、昆虫（蟋蟀）和发酵中获得。
由于消费者对健康、环境影响、动物福利和整体健康的担忧，植物性饮食和生活方式正在大幅增长。消费者越来越意识到他们的食物选择对社会和环境的影响。人们对环境问题和动物权利的日益关注促使人们寻找其他可持续的蛋白质来源，因此，消费者已经接受了减少肉类消费有利于整体健康的想法。
尽管动物蛋白更有营养并且更适合满足某些营养需求（例如维生素B12），但对整个生产过程对环境和道德影响的担忧为寻找替代蛋白铺平了道路。 Sps数据显示，从2016年到2020年，人们对替代蛋白质的兴趣增加了248.6%。
图1：人们对替代蛋白质的兴趣日益浓厚
数据来源：SPS
02.替代蛋白质的健康优势
植物蛋白的一个主要问题是它们通常是不完整的，这意味着它们不包含全部9 种必需氨基酸。为了确保这一点，需要消耗不同植物来源的组合。然而，这并不是说植物蛋白不提供健康益处。多项研究一直在追踪植物蛋白对健康的影响。研究表明，植物蛋白可以帮助降低血液中的胆固醇水平。据报道，豌豆蛋白和羽扇豆分离物可以降低血压，而豌豆、大米和大麻可以显着增加肌肉质量等。
图2：替代蛋白质的健康益处（相关指数范围）
数据来源：SPS
03.发酵是替代蛋白质的关键
自2018年以来，对发酵生产的替代蛋白的商业兴趣增加了112.6%。发酵已成为替代蛋白领域的突破性课题。 Perfect Day、Motif 和Clara Foods 等公司一直在使用发酵技术来满足对可添加到许多产品中的非动物蛋白的需求。
简而言之，Perfect Day 使用微生物群（一种微生物，如细菌、酵母或真菌）来制造与乳清和酪蛋白相同的蛋白质，从而模拟真正的牛奶。
Motif 是一家成分创新公司，生产由微生物而非奶牛制成的乳蛋白，但具有相同的功能品质（融化、拉伸、弹性）、味道和营养价值。
Clara Foods 将糖和酵母与先进的酵母工程和发酵技术相结合，选择性地培养酵母菌株以获得蛋白质，例如用于烘焙的蛋清。
2018 年至2019 年间，发酵蛋白和替代蛋白同时增长了219%。
图3：发酵和替代蛋白的共现
数据来源：SPS
04. 微生物对素食友好
鉴于制造替代蛋白质的发酵技术依赖于活培养物，人们一直担心它是否可以被视为素食，因为这些微生物是活的有机体。事实上，根据Sps 的说法，消费者似乎并不认为含有活微生物的食物是素食。趋势线显示，从2017年中期开始，对素食发酵的负面情绪开始上升，一年后开始下降，而正面情绪上升。
图4：纯素食品和饮料领域发酵的情绪分析
数据来源：SPS
微生物和植物一样，没有动物那样发达的中枢神经系统。因此，它们无法像我们一样感受到疼痛，这就是为什么素食者摄入微生物被认为是可以的。此外，动物的身体本身含有大量不同类型的微生物，有助于其正常运作。因此，这种微生物来源的食品可以被认为是素食。
05.主要发酵类型
发酵并不是一项新技术。几个世纪以来，乳制品行业一直使用它来制作酸奶和奶酪。几十年来，它还被用于大规模生产药品、食用色素和许多其他成分。近年来，特别是随着非动物食品的日益普及，研究转向使用发酵技术来替代蛋白质。虽然现在还处于早期阶段，但在利用这些技术重新创造肉类替代品方面已经取得了巨大的进步和成功。
Impossible Foods 是肉类替代品领域的先驱之一，通过转基因酵母发酵生产植物血红素。血红素是一种含有铁的基本分子，在血液中的浓度较高，在植物中的浓度较低，正是它赋予了肉类风味。食品加工中使用多种发酵技术来生产不同来源的不同产品。
1、微生物发酵
传统或微生物发酵利用活微生物来改变成分的风味、质地、风味和营养。
2、生物质发酵
生物质发酵与微生物发酵类似，但它涉及大量产生蛋白质的微生物，这些微生物本身富含蛋白质，例如藻类和真菌。微生物具有指数繁殖的能力，这种能力使它们能够在很短的时间内增加可用生物量（基础细胞群）的体积。这种发酵的目标是微生物的蛋白质含量，这是替代蛋白质生产的关键参数。例如，Meati的真菌衍生Chick’n产品由菌丝体制成，含有16克蛋白质和6克膳食纤维。
3、精准发酵
精密发酵或重组蛋白质生产现在被广泛用于替代蛋白质片段。它是发酵与精准生物学的结合，融合了现代信息技术（如人工智能、机器学习）和现代生物技术（如基因工程、生物信息学）。生产可通过编程具有定制功能的复杂有机分子。
目前，Brave Robot冰淇淋使用Perfect Day的非动物乳蛋白，经过精密发酵。
尽管精准发酵和生物质发酵在过去几十年中已在许多领域得到应用，但它们在蛋白质和肉类类似物生产中的应用与日益增长的消费者减少肉类消费的运动高度相关。这些技术对于肉类替代品来说仍然相对较新，一些工艺参数的标准化以及实现更好的感官、功能和营养质量仍在探索中。
06.替代蛋白质原料
一些主流制造商在替代蛋白领域使用的主要成分如下：
07. 使用替代蛋白质生产海鲜类似物
替代蛋白质不仅在肉类领域取得了成功，而且还进入了替代海鲜领域。
08.空气蛋白，市场另一潜力股
关于发酵是否纯素的争论已经平息，关于实验室种植的肉类也会发生类似的争论，其中培养样本仍然需要从动物来源获得。纯素食消费者可能愿意考虑实验室培育的肉类，但更有可能考虑人工和道德的来源。
这导致了另一个具有巨大潜力的有趣资源：—— 空气。空气农业是利用空气中的二氧化碳等元素在短时间内转化为蛋白质的过程，无需任何土地、水或其他资源。微生物在适当的输入源下在发酵容器中产生蛋白质。 Startup Air Protein推出了一种名为“闭环碳循环”的专利工艺，该工艺基于太空食品生产背后的科学。
其他公司也在利用我们周围的空气来收获微生物，通过发酵过程种植食物。例如，Solar Foods 的“solein”是一种单细胞蛋白质，由电力和空气的生物过程产生，是天然且可持续的。
不同类型的发酵可用于生产多种蛋白质替代品，以满足消费者对更道德和可持续产品不断增长的需求。同时，这些技术可以帮助显着改善这些产品的味道和质地。今天的消费者不再认为食物只是为了维持生计。它必须满足各种要求，包括口味、特定的健康益处和环境可持续性。
随着未来几十年人口的增长，粮食安全将成为人们日益关注的问题。发酵和相关技术对于未来几十年实现粮食安全和可持续生态系统至关重要。