发酵食品,一股穿越百万年的食品力量

FDL数食主张
2022.06.06
从康普茶到发酵蛋白,新旧交替的发酵食品市场也在悄悄“发酵”。



文:阿戳 

来源:FDL数食主张(ID:foodatalink


发酵,几乎贯穿每一个人的日常饮食。


世界上绝大多数的人每天都在享用着发酵食品而不自知,可能是你这一秒正在吃着的包子,或者喝着的咖啡,因为包子是从面团发酵而成的,而咖啡豆的处理过程也离不开发酵。


有研究学者推测,在100万年前,远古人类就已经掌握了发酵技术,比起学会用火去烹饪食物还要早50万年。


可以大胆地说,如果没有发酵食品,人类的饮食体系甚至无法成立。


近几年,随着消费者愈发关心食物从源头到入口的整个加工过程,发酵作为一种天然纯粹的传统工艺也在逐渐复兴并得到越来越多的应用,同时带动起发酵食品与饮料创新产品的迅速开发。


根据Innova数据平台追踪所得,在2015-2019年间全球范围内使用发酵制备方法的食品和饮料新品发布量年均复合增长率为+15%。同时全球香料生产商Symrise也在2020年发布的全球风味趋势报告中将“发酵力量”列入其中。


在我国,提到发酵食品,几乎每个城市的特色美食中都数得出代表,从广东早茶的特色马拉糕、广西螺蛳粉的灵魂酸笋、长沙大街小巷都有的臭豆腐,到因上了《舌尖上的中国》而被国民熟知的云南豆腐球和郓城西瓜酱等等。


尽管如此,国内的发酵食品市场却仍然没有出现什么大的动静,到底发酵食品中还蕴藏着怎样的魅力没被发现呢?在海内外又有哪些值得一提的亮眼创新呢?


本文,FDL数食主张就来和大家聊一聊发酵食品。


01

发酵食品,真的包罗万有


“时间是食物的挚友,时间也是食物的死敌。”——《舌尖上的中国》



图源:Google


人类在冰箱和现代灭菌技术发明之前,主要依靠风干、腌制和发酵三种方式用于延长食物的保存时间,但是风干易使食物因脱水而变硬,腌制因大量使用盐分易使食物变得过咸。


而发酵的原理是在食物中引入一批对人体无害的寄生微生物,使其繁殖并形成绝对数量优势,抑制其他有害菌的生长。与前两者较之,发酵在借助微生物的生命活动作用下,既能满足保鲜之余,也让人类收获到与鲜食截然不同,甚至更加醇厚奇妙的风味。


目前所用于发酵的微生物分为细菌与真菌两类,细菌主要包括乳酸菌、芽孢杆菌属、醋酸杆菌属;真菌主要包括酵母菌和霉菌,其中各自在发酵过程的代谢特点整理如下表: 



图源:FDL数食主张


在2021年国家食品安全风险评估中心发布的《可用于食品的菌种名单》征求意见稿中就明确包含了15个菌属与38个菌种(亚种)。当中公告指出,传统上用于食品生产加工菌种允许继续使用,该名单以外的或新菌种需要按照《新资源食品管理方法》执行。



图源:FDL数食主张


传统意义上,发酵食品是指经由微生物(细菌、霉菌和酵母菌等)发酵或生物酶作用,原料宿主发生重要的生物化学和物理变化后制成的食品。在众多的发酵食品当中,不乏我们日常耳熟能详的,例如在牛奶里中添加乳酸菌发酵得到的酸奶,在白菜中添加乳酸杆菌发酵与腌制得到的酸菜,谷物通过酵母菌发酵得到的啤酒和馒头。


但随着科学技术的日渐发展,除以上所说的这种传统发酵工艺外,也诞生出了新式发酵。


传统发酵与新式发酵的差异在于目标产物从原本的宿主变成了微生物或其代谢物,这也意味着发酵食品的产品种类界限被大大地拓宽。


FDL数食主张发现,无论是传统还是新式,目前它们在海内外均有被广泛应用,而且还在不断地玩出新花样。


02

传统发酵,一直觅创新


传统发酵,其目标产物是宿主本身。


人类从很早开始便熟练运用传统发酵技术制作或保存食品,而这种技术在当今的食品市场中已经占据着十分重要的地位。尽管如此,它也一直走在寻觅创新的路上。


1、不恐怖的“恐怖茶”——康普茶


康普茶是一款源自中国古代,由红茶或绿茶作为原料,添加糖分,经过7-10天自然发酵制成的带气泡饮品。


在发酵过程中,康普茶会产生一种由酵母和细菌组成的共生菌母(Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast,SCOBY),简称红茶菌,这些微生物产生的有机酸、活性酶、氨基酸和多酚有助于促进肠道内双歧杆菌生长,改善人体肠道菌群。同时,红茶菌也能将糖分转化为酒精与醋酸,使得茶变得酸甜且富有层次感。



图源:Google


在我国80年代,曾经家家户户都流行自制康普茶,但由于卫生条件及制作工艺不完善,康普茶极易感染其他有害杂菌,故而逐渐消失于国内市场。


但随着工艺进步与全球健康饮食趋势,康普茶又再次在欧美地区崛起,风靡于国际饮料市场。


根据Grand View Research数据显示,预计到2025年康普茶的全球市场份额有望增长至54.5亿美元,在产品创新与消费者健康意识等因素的驱动下,预测期内康普茶全球市场将以23%的复合年增长率持续扩大。


各大饮料巨头也纷纷入局:可口可乐在2018年收购澳大利亚有机康普茶品牌MOJO,百事公司旗下的KeVita康普茶主打富含活性益生菌、有机酸及有机咖啡因,星巴克推出混合了冷榨果汁的全新有机康普茶系列Evolution Fresh。


当然,在国内市场也有少部分入局玩家值得被发现。


·刚泡(GUNPOWDER)


2020年,刚泡起家于北京五道营胡同里一家小店,原本只局限于在北京本地出售手工精酿康普茶。当时康普茶之所以从欧美市场重新兴起,是因其定位属于一种健康食品。


但就像所有发酵食品一样,受到发酵时间、温度、调味剂等因素的影响,康普茶在生产过程中难免产生微量酒精,使得其口味不能受大部分国内消费者所接受。


于是乎,刚泡以门店为实验室,经过一年时间从发酵原料的选取到酸度及甜度之间的平衡测试,于2021年推出第一批口感稳定、不含酒精、可以邮寄全国的康普茶。


经刚泡独家改良过的精酿康普茶酸甜可口,自带有气泡,其风味的层次感和厚重感,让很多人打破了对康普茶难喝的固有印象,使得康普茶能顺利走进更多人的日常生活中。同时产品不添加任何香精、色素、防腐剂或代糖,既能满足口腹之欲,又能健康调节肠胃,让消费者每一口都喝得放心。


目前刚泡共推出有葡萄玫瑰、百香果菠萝、姜菠萝、大麦玫瑰四种口味,均已获得MA及CNAS国际互认检验。



图源:刚泡天猫旗舰店


2、煲仔饭搭档——发酵肉


发酵肉是指在自然或人工控制条件下,利用微生物或酶的发酵作用,使原料肉发生一系列生物化学变化及物理变化,而形成具有特殊风味、色泽和质地以及较长保存期的肉制品。


在国内就有如腊肉、腊肠、金华火腿等代表性产品,均属于传统发酵肉制品。他们利用传统发酵工艺制作完成,特点通常是发酵风味浓郁,营养丰富且保质期长,深受中国老百姓喜爱,尤其在逢年过节往往是送礼必备。



图源:搜狐


但是这类传统发酵肉也存在发酵周期长,发酵制作过程稳定性差,受环境条件影响因素大,规模化生产受限等缺点。这也导致目前国内发酵肉多以作坊式生产,工业化程度不高,一定程度上制约了中国发酵肉的进一步发展。


所以,如何改进发酵肉生产工艺,使其工业化、规模化、普遍化都是十分值得研究与关注的问题。


·三只松鼠酸pro


三只松鼠酸pro是三只松鼠联合江南大学陈坚院士团队、杜邦一起研发的一种新工艺常温发酵肉制品。该产品历时2年打造,已获得发明专利。


三只松鼠的研发团队的实验表明,决定常温即食发酵肉制品品质的三大核心因素为:菌种配方、加工工艺和保鲜技术。


由此,他们针对不同原料的特性,确定了不同原料产品的菌种配方;还自主研发了梯度发酵(温度、湿度、风速,阶梯式调控)、快速熟化(加热熟化蛋白质变性)工艺,使菌种在最适宜的条件下,发挥最佳的发酵效率;确定了原料肉减菌、低酸控制、巴氏杀菌等栅栏因子,研发了全链路管控的低酸栅栏保鲜技术,解决了长久以来传统发酵肉制品加工周期长、不宜常温储藏、风味接受度低的问题,实现了发酵肉的常温零食化。


据官方介绍,每一份酸pro发酵肉在包装前需要一共经历从原料处理、滚揉腌制、梯度发酵、快速熟化,到低温杀菌五道工艺。


产品发酵风味浓郁天然,低脂低碳水,清爽不油腻。另外,酸pro发酵肉将酸度调整至pH5.5微酸,既可以生津,刺激人的食欲,也能很好地解除吃肉的油腻感,更适合国人口感。



图源:三只松鼠天猫旗舰店


03

科技发展,带来新式发酵


新式发酵,其创新点在于目标产物从宿主变成了微生物或其代谢物。


目前,根据微生物本体或其代谢物这两类目标产物可以进一步细分为两种发酵技术:生物量发酵与精确发酵。


生物量发酵(biomass fermentation)是指培养繁殖微生物菌群,以微生物本体作为食品产品。


精确发酵(precision fermentation)是指以微生物菌体的一小部分或代谢物为食品产品。相较前者,通过精确发酵得到的产品通常为其他渠道难以获得、或者其他渠道获取成本比较高昂的。


与传统发酵不同的是,新式发酵突破了过往近百万年的发酵原理思维,不再是围绕着被寄生的宿主原料,而是借助科技力量,利用微生物发酵去实现从无到有的创造。


1、炙手可热——发酵蛋白


新式发酵的崛起,要数其影响最大的便是带动起替代蛋白产业。替代蛋白主要包含发酵蛋白、细胞培养蛋白、植物基蛋白与动物蛋白。


当中,发酵蛋白的优势尤其明显,它不但具有更全面的营养物质,还能提高生物利用率与生产效率,同时研发想象空间更大,对环境更加友好。


由埃克塞特大学(Exeter University)于2019年发布的一项研究显示,被实验者在运动过后食用发酵蛋白,其肌肉生长的速度是食用牛奶蛋白的2倍以上。而联合国粮农组织的一项研究也表明,发酵蛋白的消化率高于或不低于其他动物蛋白、植物蛋白与昆虫蛋白,并且在价格上优于动物蛋白与昆虫蛋白。


根据GFI(The Good Food Institute)在2022年收集数据所得,目前全球专注于发酵蛋白领域的公司已有约50家,其中推出的发酵蛋白产品应用形态呈现多样化,除较为常见的替代肉类外,也有乳制品、海鲜产品和宠物食品。


数食主张搜集到目前海外部分代表性企业进行整理:



图源:FDL数食主张


·Change Foods:酪蛋白(casein)


根据GRAIN(国际非营利粮食组织)与IATP(Institute for Agriculture& Trade Policy)联合发布的全球报告显示,包括Fonterra在内的五大肉类及乳制品公司的温室气体排放总量(GHG Gas Emissions)已经超过了诸如BP或Exxon Mobil等石油巨头。


而在所有食品加工产品中,奶酪的温室气体排放量仅次于牛肉和羊肉,在每磅淡水用量方面排名第一。


由此可见,畜牧业对全球生态环境的负面影响将逐渐扩大,而精密发酵技术在乳制品领域的应用很大机会能够扭转这一问题,通过将奶牛排除在产品生产过程以外能够最大程度上作出缓解。


成立于2019年的无牛奶酪公司Change Foods充分利用精密发酵技术,以微生物生产酪蛋白(casein),并用于加工制成不含动物成分的奶酪或其他乳制品。据悉,Change Foods在2022年2月份已获得1200万美元种子轮新融资,公司计划于2023年底在美国市场推出无动物乳制品产品。 



图源:Change Foods官网


Change Foods创始人兼CEO Bucca表示:“自20世纪90年代以来,精密发酵就被用于生产无动物成分的凝乳酶(Rennet),如今在全世界90%以上的奶酪中都在应用该技术。我们只是将它进一步延伸、以替代牛奶中的蛋白质和脂肪,并将奶牛从奶酪中解放出来。”


·New Singularity:真菌发酵制成的虾肉


根据联合国粮农组织(FAQ)数据显示,全球90%的鱼类资源处于过度捕捞状态,地球的海洋物种数量平均减少了36%。


New Singularity创始人兼CEO高丽是海洋公益环保组织【绿色之友】的成员之一,长期关注海洋生态保育议题,她在2020年7月成立New Singularity,主张通过发酵微生物菌株获得发酵蛋白,并应用到海鲜替代品中。


New Singularity第一代产品采用海藻原料,在2020年7-8月已经经过市场验证,月销售额在1.2万元左右。第一代产品口感Q弹,但缺少虾肉的纤维感。


为此,团队采用ARTP高通量技术,仔细筛选之后获得目标菌株,再通过微生物发酵去模拟海鲜制品的感官性状与营养特征,同时不添加胆固醇、抗生素和生长激素等成分,尽可能地降低生产成本。



图源:36氪


据悉,目前微生物发酵虾、真菌蛋白原料已研制成功,发酵蛋白技术正在申请专利。公司在2021年也完成由Lever VC独家投资的数百万元种子轮融资,本轮融资将主要用于产品研发迭代等。


创始人高丽表示:“微生物发酵肉的发展潜力,核心点在于成本,微生物发酵肉属于技术导向型产业,从中长期看,低成本和定制化是微生物发酵肉未来发展的关键。”


·Air Protein:空气发酵做的蛋白质


在1970年代的太空计划中,美国宇航局的科学家们探索了一种通过将宇航员呼吸的空气中的元素转化为蛋白质以此为长途太空旅行中宇航员提供食物的方法。


他们还提出一种被称作“闭环碳循环系统”的想法,搜集宇航员呼出的二氧化碳,利用微生物将二氧化碳作为能量来源,凭借水中的氢原子化合为宇航员可以吃的食物。


随着全球范围内人口急速增长、可持续性粮食体系以及气候变化的关注度持续上升,这个“凭空造食”的想法被落实了。


在2019年底,芝加哥初创企业Air Protein宣布推出首款空气基蛋白质制成的肉类食物,所用技术源自其母公司Kiverdi推出的空气基食品制造技术。该公司还通过空气生产出可持续的鱼饲料、肥料和棕榈油。



图源:Air Protein官网


虽然该项技术灵感源于太空技术,但实际上其制作过程与发酵食品相似:采用氢营养菌作为发酵菌种,以太阳能、电能等作为能源,利用空气中二氧化碳、氧气和氮气以及水和矿物质,获取形成氨基酸骨架需要的碳、氮、氢等元素,最终转化为蛋白质等营养成分。


据Air Protein官方介绍,“空气蛋白质”含有丰富的维生素、矿物质和营养素,含有全部 9 种必需氨基酸,而是数量还是大豆氨基酸的2倍。在2021年1月,该公司还获得了由ADM领投的3200万美元A轮融资。


这项技术优势除了能生产出营养全面的蛋白质外,还可以解决全球严峻的耕地、能源和环境等问题。如果未来这种技术能够实现大规模商业化,人类食物来源和全球环境的负担将大大降低,或许将真正成为地球实现碳中和、可持续循环经济的关键。


2、“旧”菌vs新菌,挖掘未知功能


除了发酵蛋白的研发技术蒸蒸日上,国外还有不少玩家在针对发酵的菌种上下了功夫。或许这些“微不足道”的细菌、真菌仍有许多未知的功能被等待发掘。


·Cura:米曲霉发酵


近两千多年来,米曲霉一直被用于制作酱油、味噌和清酒等传统发酵食品。但随着近年来科技的高速发展,它也逐渐被应用于新的领域。


在2018年,总部位于Ames的食品科技公司Cura利用专利研发技术,通过米曲霉发酵,分别得到:最佳生物利用度与缓释效果极佳的铁元素、易于消化与素食友好的七种矿物质(铁、锌、铜、锰、硒、钼、铬)混合物两款发酵矿物质产品。


缺铁是世界上最常见和最普遍的营养障碍,缺乏创新和有限的消费者意识则导致整体矿物类别在近几年内增长速度缓慢。


Cura创新推出的两款发酵矿物质产品成功吸引了营养巨头Naturex的关注。在2018年1月底,Naturex通过其开放式创新计划 (Ingenium)与Cura签署全球分销协议,后续会将两种矿物质应用于膳食补充剂及功能性食品市场。



图源:nutritioninsight


Naturex的营养与健康副总裁 Timothée Olagne表示:“随着全球围绕肠道健康和微生物群的关注度上升,发酵食品在世界范围内得到了更广泛的消费者认可。我们很高兴能与Cura Global Health合作,他们开发出符合酿造发酵趋势的突破性营养解决方案,配合我们的全球销售网络与专业团队,相信能共同为消费者提供优质、有效的矿物质,以增强身体健康。”


另外,植物肉企业Prime Roots也利用米曲霉生产出“曲培根”产品,他们测试发行的1000份培根产品在几个小时内就售罄。


据官方介绍,与猪肉培根相比,生产每公斤“曲培根”避免的二氧化碳排放量相当于驾驶客车 22 英里,所用水量也比猪肉培根少17倍。



图源:Prime Roots官网


·科汉森:新型发酵菌 VEGA™ Boost


在2022年5月15日,成立于1874年的丹麦生物科技公司科汉森(Chr. Hansen Holding A/S)官宣推出新型发酵菌VEGA™ Boost ,该菌种可用于生产植物基奶油奶酪等乳制品替代品。


据官方介绍,新型菌株使客户可以根据特定的产品需求来定制发酵过程。此外,该菌种还能提高发酵性能、提供更丰富的风味,使植物基乳制品替代品实现风味差异化。



图源:科汉森官网


科汉森与其他配料公司宜瑞安(Ingredion)、AAK 和奇华顿(Givaudan)也展开合作,利用此款新型菌种生产出一种无乳的蚕豆奶油奶酪。据悉,这款纯素奶油奶酪配方简单,营养成分与传统的乳制品奶油奶酪相似。


3、或成新机会——天然色素


由于目前市面上缺乏可靠的人工合成色素替代品,天然食用色素的使用需求则不断增长,这给食品工业带来了巨大的机会和挑战。众所周知,天然色素不但有利于消费者的身体健康,而且还能促进环境的可持续发展。


食品饮料公司Phytolon成立于2018年,总部位于以色列,由Guy Polturak创立。该公司是一家新兴的食品技术创企,其运营母公司为 Yeda Research and Development Co. Ltd。


Phytolon以酵母细胞作为生产基础,利用发酵技术,推出一款天然的食品着色剂。这款产品一经推出便引起食用色素行业的兴趣与关注,在2020年Phytolon获得了European food innovation initiative、EIT Food和Millennium Food-Tech共同投出的410万美元融资。



图源:Phytolon官网


Millennium Food-Tech的首席执行官 Chanan Schneider表示,消费者正在寻找含有更天然、更健康成分的产品,甚至愿意为它们支付更高的价格。Phytolon本次成功引入发酵技术制作天然色素的举动无疑是一大进步。


结语


发酵,永远都是在悄然发生,不动声色,却又蕴藏着数以亿万计的微生力量,让食物在寂静中蜕生。


这是时间馈以人类最独特的味道,时间愈久,味道愈浓。


发酵需要时间,想要做好发酵食品同样也需要时间沉淀,想要入局发酵食品也并不是一件简单的事,从工艺技术、成本控制到口味调试要面临诸多挑战,或是要反复钻研或是要让真打磨。


但是我们仍然可以看到,在愈发追求可持续健康饮食的后疫情时代,发酵这项技术在逐渐成为让食品变得更营养又好吃的秘密。


发酵,已不再仅仅在东方美食中举足轻重,而是在世界的各个角落都慢慢酝酿开来。


相信,真正属于发酵的时代未来可期!


参考资料:


1、藏着一部“极简人类史”的发酵食品,如何成为食品创新的神奇“魔法”?-FBIF食品饮料创新,作者:Tutu(Edmund)

2、从累计获得5亿美元融资的发酵蛋白公司Nature's Fynd展开,探讨发酵蛋白万亿市场背后的机会-FoodPlusHub,作者:Turo

3、食品科技公司「Phytolon」获 410 万美元融资,用发酵技术生产天然色素-投资界

4、无牛奶酪公司Change Foods获1530万美元种子轮:精密发酵正在加速乳制品去动物化-元气资本

5、“发酵茶饮”,卷土重来-FoodWine吃好喝好,作者:徐小倩

6、后乳品时代:植物基发酵成创新发展“着力点”!-食研汇FTA,作者:业禾

7、自然发酵的气泡饮:「刚泡」康普茶 | -Foodtalks新探

8、微生物发酵海鲜「New Singularity」完成数百万种子轮融资,成本有望低于真海鲜-36氪,作者:国佳佳

9、人类未来吃什么,“喝西北风”就能填饱肚子?-Foodaily每日食品,作者:Hailey Jiang

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