発酵

代替タンパク質のための発酵は、伝統的発酵、バイオマス発酵、および精密発酵の3つのカテゴリーに分けられます。

伝統的発酵は、微生物の嫌気的消化を通じて食品を変化させるプロセス。

ビール、ワイン、ヨーグルト、チーズはこの方法で作られます。代替タンパク質生産のために、伝統的発酵はテンペの場合と同様に、植物性原料の風味や機能を向上させるために使用されることがあります。

バイオマス発酵では、高タンパク質含有量と急速な成長性を有する微生物を利用して、大量のタンパク質が含まれる食品を効率的に生産。

この応用では、このプロセスを通じて再生産する微生物そのものが代替タンパク質の原料となります。例えば、Quorn社は発酵によってフィラメント状の菌類を増殖させ、それを食品の主要成分として使用しています。

精密発酵では特定の機能性成分を生産するために微生物を利用。

微生物は、小さな生産工場のようなプログラムが組み込まれています。これは、糖尿病患者のためのインスリンやチーズのレンネットの製造方法です。精密発酵により、特定のタンパク質、酵素、風味分子、ビタミン、色素、脂肪を効率的に生産することができます。

発酵プロセスによって得られた成分は、植物性由来の食品または細胞性食品に利用することができます。つまり、植物性由来タンパク質、発酵および細胞性食品は3つの異なるカテゴリではなく、相互関係にあると考えることができます。

植物性由来の食肉、卵、乳製品の場合、伝統的発酵は既存の植物性由来の成分の消化性、味、食感、および栄養を最適化するのに役立ちます。バイオマス発酵や精密発酵において得られた成分も、植物性由来の成分と組み合わせて、より良い植物性由来タンパク質を生産することができます。

細胞性食品においては、精密発酵は細胞培養培地のための栄養素や成長因子を効率的に生産するのに役立ちます。さらに、発酵によって生産されたコラーゲンやフィブロネクチンなどのタンパク質は、より複雑な細胞性食品製造のための動物フリー成分として利用できる可能性があります。

代替タンパク質生産は、通常、従来の食肉生産よりもはるかに効率的です。様々なタイプの発酵は、代替タンパク質分野全体の効率をさらに高めるのに役立ちます。

伝統的発酵は、既存の成分をより有効に活用するのに役立ちます。

私たちは、何千年もの間、食物を変換するために伝統的な発酵方法を利用してきました。この比較的単純な発酵方法をりようすれば、手元にある食物をより有効活用できます。例えば、JBSブランドのPlanterra Foodsは、MycoTechnologyのシイタケ菌糸体で米とエンドウ豆のタンパク質を発酵させて、植物性由来タンパク質を生産しています。

さらに、食料廃棄物を最小限に抑え、価値が低い農業副産物を栄養豊富で美味しい食品に変えるために発酵を利用できます。PLANETARIANS社は、油の抽出で得られる副産物である圧縮ひまわりケーキの消化性、味、食感、および栄養を改善するために伝統的な発酵を利用しています。

バイオマス発酵は大量のタンパク質を生産する最も効率的な方法の一つ。

発酵に使用される微生物は非常に急速に繁殖し、成長します。これらの微生物の倍増時間は数時間であり、動物の場合は数ヶ月または数年です。

バイオリアクターも非常に空間効率が高いです。施設が拡大されると、発酵は毎時多数のバイオマスを生産できます。

これらの微生物の多くはタンパク質含有量が非常に高くなっています。バイオマス発酵に使用される微生物種のタンパク質含有量は、乾燥重量で50％を超えます。これに対して、従来の牛肉では約4分の1です。

発酵の効率には多くの利点があります。

植物性由来および細胞性食品と同様に、発酵由来のタンパク質は、地球、人々、動物にとってより良いものです。

菌糸体、微細藻類、微生物、発酵された植物性タンパク質は、動物製品の心地よい感覚と良い栄養面を提供しますが、コレステロール、抗生物質、ホルモンなどの望ましくない物質は含まれません。

効率的なタンパク質生産は、人間の健康だけでなく、地球の健康にも良い影響を与えます。この効率性は汚染物質と温室効果ガスの排出を減らし、水と土地を節約し、食料システムをより持続可能にします。

発酵においては、低コストの産業または農業副産物や廃棄物を利用することもできます。これにより、投入物の輸送などの生産に関連する変動費用と外部費用の両方が削減されます。飼料供給の多様化により、遠距離輸送なしで入手可能な飼料を活用した地域生産が可能になります。

微生物発酵は食品および工業バイオテクノロジーでの長い歴史を持っていますが、まだ多くのイノベーションは未開拓のままです。発酵を普及させるための機会は、価値連鎖にわたる5つの主要な分野に分類できます：ターゲットの選択と設計、微生物株の開発、飼料の最適化、バイオプロセス設計、および最終製品の製剤と製造。

発酵業界で使用されている多くの微生物はすでに存在していますが、探求できる余地は十分残されています。より高い効率や特定の目標のために、既存の微生物株をさらに改良することができます。例えば、選択もしくはエンジニアリングによって、目的の標的分子の合成のために細胞を最適化することができます。

発酵はバイオリアクターで行われます。バイオリアクターの設計は、生産全体の効率に重要な役割を果たしています。したがって、多くの新しいバイオリアクター設計が考案されています。

最終製品の製剤と製造の一環として、全細胞のバイオマスまたはその分画を収穫して、代替肉、卵、または乳製品の成分を生産することができます。あるいは、細胞によって発現された特定のタンパク質を分離して、価値の高い機能性成分として精製することもできます。このように、選択できるテクノロジーの数は今後さらに増えていくでしょう。