采用基因工程微生物通过发酵罐生产明胶听起来是一项新型技术;这是因为以工业化规模从动物表皮、骨骼、结缔组织中水解得到胶原蛋白并非是食品厂商梦寐以求的。

　　采用基因工程微生物通过发酵罐生产明胶听起来是一项新型技术;这是因为以工业化规模从动物表皮、骨骼、结缔组织中水解得到胶原蛋白并非是食品厂商梦寐以求的。Gelzen公司的CEO发现，他们基本上是把动物尾料残渣直接扔进了酸缸或碱缸中。

　　虽然大部分人吃含鱼皮或猪皮的果汁软糖都没有什么问题——且生产商解释说明胶是一种由一般不食用的动物尾料制成的具有附加值的可持续性配料成分——但找到一种具有明胶独特品质的素食替代品仍然是当前最为急切的需求，Alexander Lorestani这样谈到。他于2015年与分子生物学家Nikolay Ouzounov共同在旧金山创立了Gelzen公司。

　　Lorestani指出：“目前市场上已经有一些素食替代品(琼脂类、果胶类、淀粉类和树脂类产品)。”他正在计划用微生物发酵生产胶原蛋白(明胶的前体物质)，同时又不使用动物原料或对动物造成任何伤害。

　　他告诉记者：“每一个尝试用明胶替代物来生产小熊橡皮糖的人都发现，它与明胶有所不同，两者在化学性质或力学特性上均有差异。”

　　Lorestani谈道：“明胶市场的市值已接近30亿，并在亚洲市场发展迅猛，所以如果找到一种成本高效的替代品，必将具有巨大的发展潜力。”

　　“目前批量购买明胶的市场价格差不多是$ 8/kg，我们要想与这一价格竞争，需要花费大量的时间和成本，但由于购买明胶替代品的量是明胶量的4-5倍，因此我们可以朝这方面发展以赢得市场。”

　　“许多人期待检验、购买我们的产品。除了一些由于道德或宗教信仰(含猪肉的明胶以及用非特定宰方式的牛制成的明胶均为非食品)需要明胶替代品的人群外，许多人对动物疾病(如疯牛病)和限量供应问题也非常关注和担忧，因此明胶替代品的市场需求是显而易见的。”

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　　“大家不想依赖于动物性来源的材料，各个公司向植物性来源的替代品方向转型也面临着巨大的压力。因为这并不仅仅是小部分素食主义者的需求。”

　　还有一些公司生产胶原蛋白用于生物医药应用——如以色列的Israeli公司，计划采用烟草来生产胶原蛋白，用于组织修复和伤口护理——但是Gelzen宣称是第一个尝试以工业化规模生产明胶用于食品和其他商业规模应用的公司。

　　在食品技术者的领导下，Gelzen公司最近完成了一轮价值250万美元的融资，现在团队有8个人，正计划走出实验室，在之前Caterpillar的圣利安德鲁建筑设备工厂采用小规模生产设备进行生产。Lorestani说他曾在罗格斯大学学习医学，在普林斯顿大学深造细菌病理学。

　　对Gelzen公司来说，使用合成生物学技术改造微生物基因生产蛋白的关键是大规模生产的可行性。那么需要如何做呢?

　　Lorestani指出：“我们以一套天然产蛋白的微生物为起点，给它们一系列的指示让它们按基因生成胶原蛋白(明胶的前体)。目前对胶原蛋白的研究较为广泛，所以我们用于‘设计’微生物产生胶原蛋白的DNA序列——实际上是一系列指令——任何人都可以在网上找到这些序列。”

　　“有些公司负责生成DNA，所以我们只需要向他们订购。我们开始的第一个项目是做乳齿象明胶。很显然，乳齿象已经灭绝了，但是我们知道它的DNA序列，所以我们可以用DNA序列来指导微生物生产乳齿象胶原蛋白。这一过程中不需要真实存在的动物，当然也不会对它们造成任何伤害。”

　　他说，生产好一批产品后，需要继续进行纯化，目前Gelzen公司正在研究纯化副产品的应用价值。

　　由于生产过程申请了专利，因此Lorestani不能透露Gelzen生产明胶所使用的微生物(细菌或酵母菌)以及原料、培养液(比如微生物在发酵罐中的养料)的相关成分，但是他表明微生物的培养需要糖分以及氮、氧、碳源。与终产品相比，在知识产权保护方面，生产过程更为重要。

　　“为纯天然生产材料申请专利并不是我们的竞争策略，我们的重点在于生产过程，当然发酵过程的商业机密是一个主要因素。”

　　“虽然不能透露是哪种微生物，但我们保证使用的微生物在美国是允许用于食品生产的。我们计划用微生物来生产胶原蛋白。生产过程可以按客户具体需求来制定(所以Gelzen可以生产专门用于小熊橡皮糖的具有一定硬度的明胶或具有特殊性质的啤酒澄清剂)。”

　　考虑到Gelzen生产线上有多种产品，因此不同产品的标签可以有所不同，但对于生物结构相同的产品，我们是否可以统称其为“明胶”并注明解释它的非动物性来源属性呢?

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　　Lorestani指出，尽管就如何管理、定义这类产品展开了广泛的讨论，但目前我们还不能给出确切的答案。

　　发酵过程的放大，并不是简单的线性关系，所以不要简单的以为每次你去发酵罐，其产量都会翻一番，虽然发酵过程的结果可以预测，但只有当你终产量超过特定值时，发酵结果才更具备可预测性。从10000到50000再到100000 L，与从5 mL到1 L再到10 L是完全不同的概念。

　　“许多企业使用的发酵罐能扩大到成百上千升，如果我们要制备成吨的产品，我们所需设备的最终规模也要能达到这一水平。”

　　那么Gelzen产品的加工过程需要定制相关设备吗?答案是不一定的。Lorsetani指出：“组合式标准发酵罐就能够满足这方面需求，但目前我们所开发的技术可能需要一些新的硬件设备来辅助支持。”

　　明胶是一种无色、无味的凝胶状物质，主要由动物表皮、骨骼、结缔组织等制成的一种具有独特性质的增稠剂。它遇热溶解，遇冷凝固(过程可逆)，能够赋予糖果，如果汁软糖、甜点、小熊橡皮糖等，一定的质地和口感，是植物性来源的明胶替代品所无法企及的。

　　它以猪皮、牛皮、牛骨、鱼皮以及其他动物来源的胶原蛋白为原料，以商业化规模通过酸、碱或酶的水解(破碎)来制备明胶。

　　根据2016年1月Grand View Research的报告，在美国，食品饮料领域是明胶最大的消费市场，其次是保健品领域、医药领域、摄影领域以及个人护理用品领域。

　　报告指出，在未来的2016-2024年间，明胶市场收益预计以6.7%的年复合增长率提高，并预测亚太地区的提高最显著。

　　不论公司多年轻都很难对其未来进行预测，但明年夏天公司计划向客户提供公斤级的产品，并保证其品质，这样未来4年左右，明胶需求较大的生产商就都能够使用Gelzen公司的产品来生产商品。

　　Gelzen未来的商业发展模式，是向大型原料生产商授予技术或与其合作，还是自己进军原料加工生产领域呢?

　　Lorestani指出：“目前，我们对研发、生产非常感兴趣，期待早日将我们的产品输送给各大食品生产商。”