乳鐵蛋白開始卷產能了

乳鐵蛋白，這一在牛奶中自然存在的微量蛋白質，有着抗菌、抗病毒及抗炎性能，在保健、製藥以及食品行業內獲得廣泛關注。然而，儘管市場需求持續高漲，乳鐵蛋白的供應卻始終面臨嚴峻挑戰。其原因在於，從牛奶中提取乳鐵蛋白的過程極爲繁瑣且資源密集。這一供應短缺的局面，無疑加劇了乳鐵蛋白的市場稀缺性，進而推高了其市場價格。

近日，專注於食品科技創新的風險投資公司Earth First Food Ventures Ltd（EFFV）宣佈推出PFerrinX26——美國首個採用精密發酵技術生產乳鐵蛋白（LF）的設施，實現了無需依賴奶牛即可高效生產乳鐵蛋白的目標。據悉，PFerrinX26設施的初始年產能設定爲50噸，並規劃在未來逐步擴大至200噸的規模。

01

以葡萄糖爲原材料，

實現精準發酵乳鐵蛋白

傳統的乳鐵蛋白生產方式高度依賴於奶牛養殖，這一模式不僅成本高昂，每公斤生產成本可達2000至5000美元，而且在資源利用上也顯得捉襟見肘。

相比之下，位於美國中西部的PFerrinX26設施則採用了全新的精密發酵技術，以葡萄糖爲主要原料，將乳鐵蛋白的生產成本壓縮至300至800美元/公斤。葡萄糖作爲一種大宗商品，其價格穩定在0.3至0.5美元/公斤之間，且供應穩定，不受飼料價格波動或氣候變化等外部因素的影響，這爲乳鐵蛋白的穩定生產提供了有力保障。據EFFV估算，如果全球乳鐵蛋白生產全面轉向精密發酵技術，將有望減少90%的土地與水資源消耗。

在技術路徑上，PFerrinX26設施利用了現代生物技術的優勢。通過CRISPR等基因編輯工具，將人或牛乳鐵蛋白基因高效地導入畢赤酵母等微生物宿主中，並對其表達系統進行了深度優化。相較於傳統的生產菌株，新一代工程菌的蛋白表達效率實現了超過200%的顯著提升，並且能夠精準地復刻天然乳鐵蛋白的糖基化結構，從而確保了生物活性的一致性。此外，通過巧妙設計的分泌表達系統，微生物能夠直接將蛋白釋放到培養基中，省去了繁瑣的細胞破碎步驟，進一步降低了後續純化的難度。

據透露，PFerrinX26設施計劃首先切入化妝品和成人營養品市場，逐步積累經驗和口碑後，再向更爲嚴格的嬰兒配方奶粉市場擴展。在銷售策略上，PFerrinX26將採用B2B模式，與各行業領軍企業建立緊密合作關係，共同推動乳鐵蛋白產業的轉型升級。

02

向精準醫療擴展，

企業競爭加劇

根據CBNData發佈的《2020進口母嬰消費趨勢白皮書》，乳鐵蛋白在天貓國際嬰幼兒營養品細分品類中的消費呈現出高速增長態勢。數據顯示，近兩年含乳鐵蛋白的乳製品及奶粉品類的消費規模複合增長率超過300%，是整體品類的10倍。未來，全球嬰兒配方產品中的乳鐵蛋白市場在2027年將達到1.1億美元。

乳鐵蛋白憑藉其卓越的營養優勢，成爲衆多嬰幼兒配方奶粉產品不可或缺的賣點。特別是在近幾年，市場上幾乎每個品牌都推出了含“乳鐵蛋白”的產品。據統計，2023年通過新國標註冊的152款嬰幼兒配方奶粉產品中，超過四成的產品添加了乳鐵蛋白。

然而，乳鐵蛋白的應用遠不止於嬰幼兒配方奶粉。它正逐漸擴展到成人健康食品、保健品、化妝品等多個領域。在臨牀應用上，乳鐵蛋白也從營養補充向精準醫療延伸，在免疫調節、抗菌、抗腫瘤、抗炎和抗氧化等方面發揮着重要作用。特別是在免疫調節方面，乳鐵蛋白作爲先天免疫的關鍵分子，在炎症過程中發揮着核心作用。它能夠增強細胞毒性免疫，阻斷致瘤性炎症介質的受體，因此被視爲標準抗癌療法的潛在候選佐劑。

其中，禾元生物利用水稻胚乳細胞生物反應器表達體系開發的HY1002重組人乳鐵蛋白溶菌酶口服液，在治療輪狀病毒引起的兒童感染性腹瀉方面取得了積極成果，目前正處於國內II期臨牀試驗階段。

而在抗菌戰場上，乳鐵蛋白具有的鐵清除能力使其直接參與抗菌和抗病毒防禦的第一線，乳鐵蛋白能抑制甚至協助殺死多種微生物，具有明顯抗感染、抗氧化和抗炎症效果。研究發現牛源性乳鐵蛋白在特定通路中能夠調節骨吸收過程，結合人體試驗數據，其在正畸環境下的牙周組織炎症控制中具有潛在應用價值。

在更廣闊的癌症市場，乳鐵蛋白可顯著增加NK細胞介導的對乳腺癌和結腸癌細胞系的細胞毒性。2016年，Shankaranarayanan 等開發了一種以乳鐵蛋白爲載體結合阿黴素（Dox）的化療藥物，口服飽和鐵BLF-Dox 可抑制腫瘤生長，延長小鼠生存期，降低Dox 對小鼠的全身毒性、心臟毒性和神經毒性，並上調血清抗癌分子腫瘤壞死因子、干擾素、CC 趨化因子 4、7（CCL4、CCL17）水平，確定了一種新的、更安全的 BLF-Dox 結合物的應用前景，該結合物包含了一種傳統的細胞毒藥物和乳鐵蛋白，可用於靶向耐藥性，可抑制腫瘤生長，具有強抗癌活性。

03

提高產能，

成爲企業突破關鍵

乳鐵蛋白，也被譽爲“奶黃金”。原因在於其熱敏性特性而製備難度極高。一旦受熱超過90℃，乳鐵蛋白便會完全失活，即便是直接食用，不當的處理方式也會導致其活性大打折扣。通常情況下，要從10噸原奶中才能提煉出1公斤的乳鐵蛋白，其稀缺性和高昂價格不言而喻，國際市場上最貴時甚至能達到每公斤2萬多元人民幣。

長期以來，我國乳鐵蛋白原料幾乎完全依賴進口，不僅價格昂貴，還經常面臨缺貨困境。乳鐵蛋白的提取之所以成爲行業難題，主要歸因於技術和產能的雙重製約。技術上，乳鐵蛋白的生產和提煉工藝要求嚴苛，對溫度極爲敏感，必須採用先進的冷噴工藝以降低受熱溫度和時長，從而儘可能保留其天然生物活性。

在產能方面，乳鐵蛋白的提取技術同樣至關重要。超濾膜分離法雖然成本低、操作簡便，但提取出的乳鐵蛋白純度僅爲60%左右，遠未達到95%純度的行業要求。而離子交換層析法雖然純度可達90%以上，但成本卻大幅提升。

然而，隨着乳鐵蛋白市場的不斷擴大和需求量的持續增長，國內上游原料市場也開始逐漸嶄露頭角。2018年，東營瑞達生物成功取得乳鐵蛋白生產許可，通過集成低溫除菌、分子吸附、膜分離純化等成熟技術，實現了乳鐵蛋白的連續工業化生產，且產品純度高達97.2%，成本相對較低。

此後，飛鶴公司在2022年5月宣佈成功獲批乳鐵蛋白生產許可，標誌着我國乳品行業第一條乳鐵蛋白自動化生產線的正式投產。同時，伊利公司也首創了乳鐵蛋白定向提取保護技術，將常溫純牛奶中乳鐵蛋白的保留率大幅提升至90%以上，填補了國內空白並打破了國外技術壁壘。

值得注意的是，精密發酵技術的出現爲乳鐵蛋白的生產帶來了革命性變革。通過基因工程改造微生物（如酵母菌），無需依賴牲畜即可生產乳鐵蛋白。新加坡生物技術公司TurtleTree在2022年8月宣佈成功生產出乳鐵蛋白，成爲全球首個使用精密發酵技術製造可持續乳鐵蛋白的公司。隨後，美國生物技術企業Helaina也宣佈其研發的乳鐵蛋白即將進入大規模商業化生產階段。

此外，澳大利亞公司All G在2024年12月成爲繼TurtleTree之後，全球第二家在美國獲得“GRAS”認證的無動物乳鐵蛋白公司。All G計劃將其乳鐵蛋白商業化，並預計生產成本將低於乳製品來源的乳鐵蛋白。

同時，在合成生物學領域，創新企業NewPro也通過採用畢赤酵母和多種絲狀真菌底盤的蛋白表達方式，結合自研的蛋白分離純化工藝，提高了乳鐵蛋白得率並降低了生產成本。據悉，這個過程中，產品菌株開發的主要難點首先在於，大多數微生物底盤中存在多種蛋白酶會降解牛乳鐵蛋白，最終導致無法完整表達該蛋白產品；此外，大多數功能性蛋白具備複雜的蛋白修飾，比如牛乳鐵蛋白的糖基化修飾等，因此難以在微生物底盤中模擬出和天然來源完全一致的糖基化修飾類型，從而影響產品功效。

爲解決這個問題，NewPro團隊還開發出了一套“針對特定蛋白進行個性化定製不同蛋白酶和糖基化酶”的即插即用工具箱，並結合團隊15年來積累的豐富基因組編輯工具和元件，協同AI算法在個性化元件的優化，以及目標蛋白的高通量篩選。

面對技術和市場的雙重驅動，乳鐵蛋白的應用領域將不斷拓展，生產成本也將持續下降。這一曾經的“奶黃金”有望爲人類健康事業貢獻更多力量，成爲醫療健康領域的一顆璀璨新星。

*封面圖片來源：神筆PRO

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