以色列团队在植物种子中实现1.26%β 酪蛋白产量
以色列希伯来大学联合新西兰分子农业企业Miruku,在植物种子中成功培育出高浓度β-酪蛋白,其蛋白含量达1.26%,较此前大豆和番茄等作物的0.1%–0.4%水平显著提升。该成果发表于《vegan business magazine》(素食经济杂志),标志着植物基乳蛋白技术向商业化迈出关键一步。此次研究由Miruku首席科学官、以色列科学家奥德·肖谢夫教授领衔,聚焦于在非动物系统中高效生产具有天然功能特性的乳蛋白。
β-酪蛋白是牛乳中占比约80%的核心蛋白质,决定乳制品的凝固性、拉丝性、熔融性和口感质地,是奶酪、酸奶等加工食品的关键成分。传统植物基乳蛋白依赖发酵工程(如酵母或细菌表达),但成本高昂且难以完全模拟天然酪蛋白的结构特性。此次研究采用油料作物作为生物反应器,通过基因编辑手段将β-酪蛋白基因导入植物种子发育过程,使其在种子内稳定表达并积累。1.26%的蛋白占比意味着每公斤种子可提取约12.6克目标蛋白,接近工业级应用门槛。
研究团队特别优化了蛋白的翻译后修饰路径。在动物体内,酪蛋白需经磷酸化修饰才能具备功能性,这一过程在微生物或植物系统中常导致能量消耗过大、植株生长受阻。本次研究通过预先设计蛋白序列,使其在不依赖磷酸化的情况下仍能保持正确的构象与功能,从而避免了额外代谢负担。实验数据显示,高产转基因系种子发芽率达91%,高于普通对照组的83%,表明该改造未对种子活力造成负面影响,为后续田间规模化种植提供了可行性基础。
尽管当前仍处于实验室阶段,但该成果对植物基乳蛋白产业链具有明确指向意义。目前全球主流企业如Miruku、Alpine Bio(前Nobell Foods)及法国Nutropy均在探索作物直接表达乳蛋白的技术路线,相较传统发酵法,作物种植模式具备更低的能源投入、更易扩展的种植规模以及更贴近农业供应链的优势。尤其对于中国采购商而言,若未来该技术实现商业化,可能带来新型植物蛋白原料供应渠道,减少对进口发酵乳蛋白(如来自美国或欧洲的菌株产物)的依赖。
从采购与生产角度看,中国食品企业若计划布局植物基乳制品,应关注该类蛋白的下游适配性。例如,1.26%的蛋白浓度虽已优于早期水平,但距离工业化连续提取所需的5%以上仍有差距,需评估后续纯化工艺的成本与效率。此外,植物源酪蛋白的热稳定性、乳化能力与货架期表现,需结合具体应用场景进行验证——如用于奶酪替代品时,需测试其凝乳速度与切片性能;用于婴幼儿配方食品则需满足更严格的法规要求。
值得注意的是,该技术所用作物为油料作物(如油菜、亚麻籽等),其种植区域分布与国内主要粮油产区重叠度较高。若未来实现本土化种植,可借助现有农业基础设施降低初期投入。但需警惕潜在的交叉污染风险:若在玉米或大豆主产区种植转基因油料作物,必须建立隔离种植与专用收获流程,以避免与常规作物混种引发的合规问题。
建议相关企业在推进技术转化时重点关注以下事项:
- 核对蛋白表达系统的专利归属与使用授权范围,避免未来商业化侵权
- 评估不同作物载体的农艺适应性与单位面积产量,选择适合本地气候的品种
- 确认Zui终产品是否符合中国《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》(GB 14880)对蛋白来源的标注要求