核心技术价值

Solar Foods从自然中发现一种以氢为能源，以二氧化碳为唯一碳源，能够在微量矿物培养基上生长的黄杆菌属化学自养细菌，进一步实现了利用气体发酵技术实现高营养价值蛋白质的生产

产业痛点锚定

现有的蛋白质获取大量依赖于养殖业，存在环境污染较严重、土地占用和水耗较多的问题，面临难以满足人口持续增长和生活水平不断提升对蛋白质需求增长的巨大压力

应用场景选择

Solein主要被用作食品工业成分，能够被添加从饮料到酸奶和面条或意大利面到替代肉类或奶制品等食品中，以替代传统成分或蛋白质来源，使食品营养成分升级，实现更多的功能性益处

市场探索进程

Solar Foods的Solein产品于 2022 年 9 月在新加坡获得了首个新型食品监管批准，充分验证了其将气体发酵微生物蛋白产品在监管层面的可行性。而其第一个商业生产设施Factory 01开始动工，预计在2024年正式开始运作，也证明了其规模化生产的能力。

此外，在下游合作网络构建上，能够了解到，目前Solar Foods陆续与食品品牌进行合作联系，以期在2024年实现各品牌将Solein用作食品产品的成分

国内借鉴意义

1）树立大食物观，发展生物科技、生物产业，向空气要蛋白，寻找可持续的蛋白来源是未来食品科技研发的重要方向；

2）与监管要素存在重要联系的新型食品产业，初创企业在市场的选择上应关注不同国家针对新型食品监管政策的异同，科学评估市场监管门槛，最优化监管审批带来的时间与经济成本

相较于传统发酵以糖、油脂作为碳源和能源，气体发酵以气体形式向微生物提供碳源/能源。以微生物作为生物催化剂，利用CO、CO2、甲烷等气体进行气体发酵，生产微生物蛋白、生物材料、生物能源等产品，可以实现碳资源的再利用。

2021年9月，芬兰替代蛋白初创公司Solar Foods向新加坡食品局（SFA）提交了一份关于其用二氧化碳和电力生产的蛋白质产品Solein的新型食品档案。2022年9月，Solar Foods已获得SFA的监管批准，并计划于2024年进行正式商业发布。

■ 新型气体发酵底盘菌株—VTT-E-193585

图源：Solar Foods官网

Solar Foods生产得到Solein产品的关键在于其从位于芬兰Naantali市镇的波罗的海沿岸分离得到的VTT-E-193585菌株，该生物体能够生长在适合的生物反应器条件下，以氢为能源，二氧化碳为碳源，在有限的氧气条件下的以最少的矿物介质生长。经过16S和Illumina宏基因组学测序，该菌株被认为最有可能归属于黄杆菌属。

据了解，包括黄杆菌属在内，以氢为能源，以二氧化碳为唯一碳源，能够在微量矿物培养基上生长的化学自养细菌，在某些条件下能以聚羟基链烷酸（PHA）的形式储存能量。而Solar Foods对其发现的黄杆菌属菌株进行遗传修饰，使其包含编码PHA合成酶的一个或多个基因被破坏，修饰后的变异菌株在相同条件下不产生PHA，但却保留了良好的蛋白质生产能力。

■ 直接空气捕获设备（DAC）获取发酵主要物质元素

图源：Solar Foods官网

在发酵生产工艺方面，能够看到生产Solein的菌株以液体发酵的模式被放入发酵罐内的生长培养基中。除了不断供应氢气和二氧化碳的小气泡，它们还被喂食包括氮、钙、磷和钾在内的营养物质。利用这些物质，发酵罐中的微生物得以生长和繁殖。而随着发酵罐中的液体逐渐变稠，其中的浆液不断被去除和干燥，最终能够得到Solein干燥粉末。而在这一气体发酵过程中，值得核心关注的是Solar Foods拥有的直接空气捕获设备（DAC）：

图源：Solar Foods官网

使用直接空气捕获设备，Solar Foods可以从空气中收集二氧化碳和水；所需的氢气是通过在电解槽中分解水产生的；电解过程中产生的一些氧气被用于发酵过程，而其中一些则被释放到大气中；发酵过程中以氨 (NH3)为氮源，作为生长培养基中的铵 (NH4+) 水溶液。

后续Solein 计划通过 “Haber-Bosch ”方法生产合成自己的绿色氨，如果氨的生产无法在当地进行，则会从市场中采购绿色氨。

图源：Solar Foods官网

■ 富含多种有益人体成分，满足众多食品营养升级

Solein 主要含有65-70%的蛋白质、5-8%的脂肪（主要是不饱和脂肪）、10-15% 的膳食纤维和3-5%的矿物质营养素。同时，Solein蛋白质不仅能够提供铁、纤维和 B 族维生素，而且所含必需氨基酸的比例和数量与植物性和动物性食用蛋白也有所不同，Solein的优势在于其含有人体所需的所有九种必需氨基酸：组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。

■ 从饮料到替代肉，适合多种食物的营养升级

Solein旨在用作食品工业成分。食品品牌将能够将 Solein 添加到其产品中，以替代传统成分或蛋白质来源。Solein被证实其能够很好的与众多食物相结合，保留食物本身品质的同时，也包含Solein中的营养成分，可被用于从饮料到酸奶和面条或意大利面到替代肉类或奶制品等食品中，使食品营养成分升级，实现更多的功能性益处。

■ 着手商业生产设施建设，加速产品推向市场

在过去几年里，Solar Foods利用其试点气体发酵生产设施，每周能够生产的Solein不到5公斤，可见其目前仍缺乏规模化生产的能力。但同时也了解到，从当前到2024年，Solar Foods将重点关注建立规模化生产的能力，其于2021年第四季度在芬兰万塔的第一个商业生产设施Factory 01开始动工，该工厂将有望于2024年正式开始运作。同时了解到，目前Solar Foods陆续与食品品牌进行合作联系，以期在2024年实现各品牌将Solein 用作食品产品的成分。

■ 关注各国监管规范，切入新型食品汇聚地

每一种新型食品或成分都经过地方当局的官方批准程序和测试，然后才能出售或用于食品中，以确保新型食品或成分对所有消费者都是100%安全的。Solein于 2022年9月在新加坡获得了首个新型食品监管批准，而之所以选择新加坡作为首个切入点的原因在于：

1）新加坡对海内外新型食品的申报审批档案有着高效和渐进的处理程序，在申报审批流程上能够有效节省企业的经济与时间成本；

2）新加坡对于各种食品间的差异有着极高的包容性，融合了马来、华南、印度和西方烹饪传统独特的食品遗产，同时也是全球新型食品的重要汇集地；

3）新加坡国家社会有着较高的教育水平，对于技术创新持有极高的关注度，且对环境生态和本地生产食品供应有着明确的战略目标。

未来，Solar Foods将不断跟进Solein在更多国家的监管审批进程，包括其即将向美国食品药品监督管理局针对化学物质或食品添加物公认安全许可（Generally Recognized as Safe ，GRAS）的状态评估。

* GRAS是指专家认为该化学物质或食品添加物是安全的，因此不受《联邦食品、药品和化妆品法案》中食品添加物残留容许量的限制。

商业成熟度CML评估模型

随着人口增长和生活水平提升与食物需求不断增长之间的矛盾越来越显现。尽管气体发酵技术有望改善生物产业运营中产生的与粮争地局面，更好地解决碳固化的问题，但从市场角度而言，还需解决气体发酵生产方式对应产品的生产性价比和成本竞争力的问题。

Solar Foods利用气体发酵培养以氢为能源，二氧化碳为碳源的微生物，实现高营养价值蛋白质的生产，为食品行业和公众提供关于未来食品的全新视角，具有一定的技术优势，但尚未看见其在成本方面的显著竞争力。知耕认为，在气体发酵领域，生产成本问题是企业占据行业领先地位的重要突破口，值得企业更多的关注与思考。

在国内能够看到更多气体发酵领域新兴力量的崛起，其中，代表性企业吉态来博利用固碳菌种和气体发酵技术，攻克了无机碳源（CO₂、CO）转化为有机产品的产业难题，是中国完全自主知识产权的以CO₂和H₂为原料生产高性能蛋白和油脂等高价值产品的气体发酵企业。知耕将持续关注国内气体发酵技术创新企业的商业化进程，期待与更多创业企业同行，共同助力国内气体发酵技术领域的进步成长。