全球植物蛋白市场将达850亿美元,藻类蛋白有望超越大豆

作者:李薇羽 2020-04-28 08:40

不同食品的蛋白质含量差异很大:例如牛肉含17.4%,而啤酒酵母含45%。生产商正在不断寻找营养来源,以提高加工食品的蛋白质含量。在目前所有食物来源中,螺旋藻和小球藻含有最多的蛋白质。因此,食品饮料、宠物食品和营养保健品的生产商更频繁地使用藻类作为其产品的成分之一。

 

藻类蛋白可帮助减肥,减少疲劳和焦虑,并对糖尿病、心脏病等有积极影响,此外,温室气体增加和肉类生产过程中生物多样性的丧失等因素都在推动着全球市场的发展。从本质上讲,藻类是一种利润丰厚的蛋白质来源,预计未来几年,人们对藻类的需求将大幅增长。


一、藻类或超越大豆,成为替代蛋白最大来源


人体摄入的蛋白质可分为两大类:动物蛋白和植物蛋白,动物蛋白更易被人体吸收,同时也含有人体所需的必须氨基酸,但其不足之处是动物蛋白中的同时含有的饱和脂肪酸会对心脑血管造成影响,过多摄入可能会增加患冠心病的风险。随着人们生活质量提高,对蛋白质需求量也提高,但蛋白质生产缺口仍然较大,因此人们开始追求不同来源的蛋白质——植物蛋白。

 

投资界炙手可热的人造肉大多便是以大豆、豌豆为原料。瑞银集团(UBS)预计,植物蛋白市场将在未来十年迅速增长。瑞银预计,到2030年,全球植物蛋白市场的规模将从现在的46亿美元飙升至850亿美元,而更广泛的农业科技市场的规模预计将扩大5倍以上。

 

研究发现,可食用的藻类含有人体必需的8种氨基酸,而且组成合理,并对高血压、糖尿病、癌症等多种疾病有辅助治疗作用,可以说,藻类是优良的蛋白质源。

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与大豆、乳清、豌豆等传统来源类似,藻类蛋白因其丰富的营养成分而在营养食品行业产生了巨大的吸引力。

 

藻类食品的营养成分丰富、以及其他有利健康相关的因素,都在推动其全球市场的发展。此外,可持续性问题,如温室气体的增加和肉类生产过程中生物多样性的丧失,也导致消费者对蛋白质的偏好转向植物和其他替代来源。

 

藻类蛋白将是未来蛋白食物的重要原料,微藻积累蛋白质的能力在藻类里是最高的,某些小球藻和螺旋藻的蛋白含量能达到干重的70%,干燥的藻粉几乎相当于浓缩蛋白粉。去除脂肪和纤维素,即可达到分离蛋白的标准。这个优势是陆生植物无法比拟的。除了蛋白含量高,相比植物蛋白,主要有以下四个优势:

 

1.可调控性;

微藻作为单细胞或多细胞藻类,其生长特性和产物组成具有很高的可调控性。这是由于其数十亿年的进化所致。改变培养基中的营养元素,即可对微藻细胞中的蛋白质、油脂和某些高价值的次生代谢产物进行诱导调控,以达到最大效率获得目标产物的目的。


2.工业化生产;

植物蛋白的产业链结构是农业+工业,而藻类蛋白是纯工业生产,从藻种培育到蛋白产出,是生物工程和化学工程的结合,是完全摆脱农业的食物原料生产方式。这也决定了其高度可控性,不仅是生产效率很高,食品安全、品质、价格都是可控的。


3.单位土地产量极高;

以跑道池培养螺旋藻为例,其每亩年产螺旋藻粉(蛋白含量按60%计)达到900多公斤,比大豆蛋白和豌豆蛋白高出两个数量级。其生产集约化程度高,产地布局灵活。


4.环境友好,低碳甚至负碳生产

微藻生产不涉及化肥、农药,水资源也可以循环利用,基本没有废物排放。尤其是采用光自养-异养的混合培养方式,其碳排放比植物蛋白生产显著降低,甚至可以负碳生产。


在应用途径上,藻类蛋白市场可细分为膳食补充剂、食品饮料、动物饲料、化妆品等。由于耕地面积的缩小和人口增长所造成的对现有土地的依赖和肥力的提高,动物饲料中的蛋白质“缺乏症”比例正在上升。而现在,把藻类作为牛饲料替代品的比例渐增。

 

由于大豆已成为牛饲料的主要原料,在部分动物饲料中使用微生物蛋白代替谷物的趋势日益明显。大豆是一种营养丰富的作物,在全球人类饮食中占相当大的比例。因此,研究证明,到2026年,用藻类代替豆粕将提升全球藻类蛋白的市场价值。

 

二、全球市场稳步增长,螺旋藻备受关注


据估计,2018年全球藻类蛋白市场规模为6.908亿美元,预计在此期间将以6.6%的复合年增长率增长。到2023年,全球藻类蛋白规模将达到12亿美元,在藻类产品中,螺旋藻占据了2018年最高的市场份额,占市场收入的近54%。


根据欧盟委员会(European Commission)2018年的一份报告,在欧盟,藻类生物质产业价值16.9亿欧元,有1.4万名员工从事研发和供应链工作。报告指出:“在西方饮食中增加藻类可能有助于满足与预期人口增长相关的一些粮食生产需求。”NOW Foods和Vimergy LLC这样的膳食补充剂公司已经开始提供含有藻类蛋白质的产品。

 

藻类蛋白的来源可分为海藻和淡水藻两大类。

 

海洋藻类又有微藻和巨藻两种,它们都含有丰富的矿物质和维生素,在营养食品工业中有广泛的应用。其中,巨藻又可称做海藻,它是重要的营养物质和新生物活性分子的重要来源。红色和棕色海藻含有多种营养物质,如维生素、矿物质和蛋白质,是人体必需脂肪酸的良好来源。预计在未来数年,海藻部门的年复合增长率将相对较高,超过7.5%。

 

淡水藻类(例如螺旋藻和小球藻)在2018占整个行业收入的近69%,以螺旋藻为主。包括Cyanotech公司、EID Perry等在内的许多公司都在池塘和光生物反应器中培育藻类,主要是使用淡水。

 

小球藻是一种单细胞微藻,主要生长在淡水中(日本和中国台湾数量居多),它含有50-60%的蛋白质、20%的脂肪、20%的碳水化合物、5%的纤维和10%的矿物质和维生素。

 

另一种藻类——螺旋藻干重的蛋白质含量约有50%-70%(而大豆面粉中仅含有35%的蛋白质)。与其他微生物相比,螺旋藻的核酸含量低、维生素和矿物质浓度高、细胞壁易消化等特点吸引了众多食品或饲料生产商,根据EABA和Research的最新报告,全球螺旋藻市场预计将从2019年开始以9.4%的复合年增长率增长,到2025年达到6.296亿美元。从数量上看,从2019年开始,这个市场的年复合增长率预计将达到13.6%,到2025年将达到68025.2吨。

 

螺旋藻已成为食品界备受关注的蛋白质源,被认为是最具潜力生产单细胞蛋白质的藻类。联合国粮农组织对螺旋藻的研究公布后,它被公认为“最佳蛋白质来源之一”、“全球人类最理想的食品” 。


目前中国共有螺旋藻工厂近70家,年产量超过9000吨,占全球市场的60%以上,是螺旋藻的生产大国。初创企业研究公司博赫斯特(Beauhurst)的数据显示,过去8年,生产或在食品和饮料中使用藻类的英国公司筹集的资金增长了近2000%,2011年,该领域三笔交易共融资31.42万英镑,而2018年,七笔交易共融资640万英镑。

 

三、藻类蛋白市场企业一览


目前全球藻类蛋白市场占比较为分散,还处于全面扩张的早期阶段,根据已有数据,我们统计出以下国内外值得关注的企业。


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1.E.I.D. Parry

该公司成立于1788年,总部设在印度钦奈。该公司在营养食品领域提供有机螺旋藻、小球藻和微藻产品,主要是以散装粉末和药片的形式。

 

该公司总占地面积130英亩,拥有原始的地下水供应,用以种植螺旋藻和小球藻。该公司的螺旋藻产品在超过41个国家销售。

 

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2.Corbion

这是一家总部位于荷兰阿姆斯特丹的荷兰食品和生物化工公司,成立于1919年。它生产以生物成分为基础的食品,从有机酸中提取的化学物质,以及用于食品、化学和制药行业的乳酸为基础的解决方案。

 

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3.Earthrise Nutritionals

该公司成立于1976年,总部设在美国加州, 主要从事螺旋藻的生产。

 

该公司拥有108英亩的螺旋藻农场,并为全球20多个国家提供螺旋藻和螺旋藻产品。2005年公司被现在的DIC公司全资收购。

 

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4.远东生物科技股份有限公司

公司成立于1976年,总部设在中国台湾台北,这是一家从事微藻高附加值产品开发和商业化的企业。公司提生产小球藻、螺旋藻、红藻三种营养微藻产品。

 

公司总占地面积14万平方米。具有年产小球藻1000吨、螺旋藻200吨的生产能力。该公司为美国客户提供服务美国、欧洲、日本、韩国和其他南亚国家。

 

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5. Nutrex Hawaii

该公司成立于1983年,由Cysewski博士创立,1980年到1982年,Cysewski博士是一家大型合同研发公司Battelle Northwest的微藻研发小组负责人。从1976年到1980年,Cysewski博士是加州大学圣巴巴拉分校化学与核工程系的助理教授,在那里他获得了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的一笔为期两年的拨款,用于开发蓝藻培养系统。Cysewski博士在加州大学伯克利分校获得了化学工程博士学位。

 

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6. Cyanotech

该公司成立于1984年,总部设在美国凯鲁阿科纳,该公司是一家从事微藻天然产品的种植和生产的企业,拥有90英亩微藻养殖池。

 

该公司在欧洲、亚太地区、中东和非洲都有业务。

 

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7.新大泽螺旋藻有限公司

限公司成立于1994年,是一家集藻类养殖、科研开发、生产、销售的综合型企业,公司现拥有一个藻类技术研究所,养殖基地总面积 100 多万平方米,主要分布于福建、江西、海南三省,年产螺旋藻近1000多吨,为世界最主要的螺旋藻供应商之一,而且在小球藻、盐水藻、血球藻等营养食用藻的养殖科研及深加工方面居同行业前列。

 

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8.东台市赐百年生物工程有限公司

公司成立于1994年,总部位于中国东台,从事螺旋藻和小球藻的开发、生产、销售和研究。公司主要生产螺旋藻粉、螺旋藻粉、藻青蛋白粉等产品,拥有60万平方米的生产基地。该公司为30多个国家的客户提供服务。

 

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9.云南绿A生物工程有限公司

公司成立于1997年,是一家从事微藻产品的开发、养殖、生产、销售和研究高科技外资企业。其研发生产基地位于世界三大天然碱性湖泊之一,云南省澄海湖畔。

 

这是世界最大的螺旋藻科研、生产、开发专业公司。总投资5个亿,固定资产4个亿。公司现和国内外的一百多家科研机构和大专院校有紧密的合作关系,聚集了最优秀的科学家,承担了国家科委“七五”“八五”重点科技攻关项目、“火炬计划项目”、云南省人民政府“18工程”项目。

 

该公司每年生产3000吨微藻(螺旋藻、小球藻和雨生血球菌),用于保健品、医药、化妆品和食品等领域。其中,高品质天然螺旋藻粉年产量为1000吨,占世界总产量的40%。

 

该公司成立于1997年,是衢州市农业龙头企业,下有螺旋藻、小球藻等微藻养殖基地和保健食品生产厂。公司主要生产康普牌螺旋藻、小球藻,也供应裂殖壶藻(菌)、红球藻、盐藻等微藻类粉、片,药用珍珠农产品系列等。公司有多个养殖基地,年供应螺旋藻粉700多吨,蛋白核小球藻50多吨。

 

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11.Quorn

该公司成立于1998年,生产替代肉类的冷冻食品比如鸡块、鸡肉丸、肉饼、素牛肉汉堡等。公司现在将藻类作为食品的原材料进行食品研发生产。

 

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12.青岛海之骄生物科技有限公司

公司成立于2001年,总部设在中国青岛。该公司从事螺旋藻和小球藻及其相关产品的生产和销售。公司拥有7个养殖,面积达100万平方米。该公司每年生产螺旋藻1000吨,小球藻每年150吨。90%的产品销往世界30多个国家,10%销往国内市场。

 

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13.TerraVia

这是一家利用藻类生产新型食品的公司,成立于2003年,位于美国旧金山。

 

TerraVia为许多品牌提供各种以藻类为基础的食品原料,其中包括Hormel Food、Utz Quality Foods和Enjoy Life Foods。TerraVia也在Thrive Algae Oil品牌下销售自己的藻类食用油。

 

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14.内蒙古再回首生物工程有限公司

公司成立于2006年,总部位于中国乌坎,这是一家从事螺旋藻栽培、收获、干燥的专业公司。公司拥有63万平方米的藻类养殖基地。

 

公司产品主要销往河北、河南、四川、南京、北京、上海、天津等国内市场,并向欧盟、美国等国家和地区出口200吨螺旋藻粉和日本。

 

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15.ENERGYbits

这是一家成立于2009年的植物营养公司,主要销售藻类食品。公司创始人表示,螺旋藻增加了肠道内的健康乳酸菌,使维生素B6的生产也有助于释放能量。研究甚至表明螺旋藻可以通过提高耐力来提升运动能力。

 

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16.Nature's Fynd

该公司成立于2012年,位于美国芝加哥近期完成了800万美元的B轮融资。作为一家研究蛋白质创新发酵技术的高科技生物公司,Nature’s Fynd对传统发酵技术进行了改造升级,使其可以生产出“营养价值高,对环境影响最小”的蛋白质。公司利用黄石国家公园火山温泉里发现的微生物。通过“新颖发酵法”,生产一种特殊蛋白质。

 

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17.Triton Algae Innovations

这是一家藻类创新公司,成立于2013年,位于美国圣地亚哥。公司的藻类产品以绿、红、黄藻三类产品为主,其中红藻产品能够用于生产植物肉,使其品相和营养价值都更接近真实的肉类。

 

目前,公司已经累计获得1000万美元的融资。

 

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18. Allmicroalgae

该公司成立于2015年,专注于微藻类产品和解决方案、食品和饲料的应用。是欧洲为数不多的微藻生产商之一。

 

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19.Has Algae

这是一家澳大利亚的初创公司,成立于2019年4月。该公司的技术可以在海洋或陆地上的专门农场中耕种海洋微藻和大型藻类经济作物,从中生产富含蛋白质的食品,或者添加到面条、饼干等食品中,增加蛋白食品供应。

 

据 Has Algae 的创始人 Tim Gardner 介绍,该公司与昆士兰大学植物微生物实验室负责人 Peer Schenk 教授合作,目前主要向食品业提供藻油和蛋白粉产品,以促进素食主义者的健康。通过在食品中添加 Has Algae 生产的藻类蛋白,能够提高食品中的植物蛋白含量和 omega-3 脂肪酸、维他命 B12、铁、锌等微量元素的含量,可以补充素食主义者饮食中缺乏的这些营养物质。

 

除了上述公司以外,还有Chlorella、Now Foods、五谷优养、Allma 、Rainbow Light 、Energybits 、Myanmar Spirulina Factory 、Klotze、AlgaEnergy等公司也投身于藻类蛋白市场。


在2019年11月,Corbion Biotech和雀巢公司签署了一项联合开发协议,创建一个基于微藻成分的新一代平台,可以提供可持续的、美味的、高营养的植物性产品。该公司还宣布,到2030年,其产品相关的二氧化碳排放量将减少三分之一。


在2019年10月,AlgaEnergy宣布启动一个新的研发项目——PhycoAlgae,旨在优化生产和提取藻蓝蛋白的新工艺。


2019年5月,Algatech公司宣布被法国制药公司Solabia集团收购。Solabia的战略投资将支持前者继续专注于研发活动和新产品开发,同时扩大其生产能力,以维持全球对微藻日益增长的需求。


海藻食品或将迎来投资热,亚太市场增长快


全球对蛋白质的需求是由社会经济变化所驱动的,如收入的增加、城市化进程的加快和人口老龄化等,从而使蛋白质对健康老去的贡献逐渐得到认可,并使人们认识到蛋白质在健康饮食中的作用。经济发展和城市化的加剧正在导致人口水平饮食模式的重大转变,特别是在低收入和中等收入国家,全球对动物源性食品需求的增长大部分出现在发展中国家。


替代蛋白质代表了食品系统中一个迅速出现的新领域,螺旋藻具有纤维和植物营养素等多种抗病特性,而这些特性在动物性蛋白质中并不存在。为了满足日益增长的需求,制造商们正在开发小球藻和浮游植物作为藻类蛋白工业的重要菌株的潜力。


根据Future Market Insights的报告,在全球海藻蛋白市场中,北美占据了主要的收入份额,其次是欧洲,这两大市场预计将持续温和增长。而亚太市场对天然食品添加剂和膳食补充剂的需求增加将是最快的。


经过近30年的蓬勃发展,中国已成为世界上主要的微藻生产国家,国民对其的消费量也在增加。此前国务院印发的《国民营养计划(2017-2030)》指出,到2030年,全国居民膳食中要减少50%的动物蛋白摄入量,减少的动物蛋白以植物蛋白替代,藻类蛋白是重要的替代选择之一。


微藻作为食物资源在上世纪60年代曾大规模推广,但受制于当时的技术水平和对微藻的研究不足,其生产形势只限于粗放式的养殖,品质差,也没有深加工,导致其并没有成为可靠的食物资源。


后来,其高效的产油特性,加上能源危机让人们又开始关注微藻。但从微藻到燃料还需要很多产业链的整合和技术突破,目前阶段,成本高仍然是制约微藻生物能源的瓶颈。如今,微藻已经成功应用于功能食品原料生产,对微藻培养特性和代谢机理研究都有了长足的发展。此外,人们对微藻也有了一定的认知。微藻在新食物资源,尤其是蛋白资源的开发会成为食品科技的热点,也会诞生一批微藻概念的创业公司。

 

不过,微藻蛋白要形成产业,还需要解决几个问题:1.以蛋白为目标物的藻种优选、培养优化和蛋白绿色分离技术;2.微藻蛋白的加工性能测试与改性优化;3.微藻蛋白产品示范应用。


就目前大热的人造肉行业来看,微藻的高蛋白质含量及其含有的功能物质,如多不饱和脂肪酸(DHA、EPA),可以使人造肉等替代食品升级为有益健康的“功能肉”,同时提高其安全性。或可预见,微藻能成为工业化制造的、安全的“人造肉”食品原料,在未来食品创新中扮演更重要的角色。


感谢北京五谷优养科技有限公司创始人陈天鹏对本文的支持。

注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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