构建多元化食物供给体系

“十四五”规划以来，我国明确提出了“树立大食物观” “发展未来食品制造”的目标，旨在推动包括合成生物学在内的战略性新兴产业的发展，构建新的经济增长点。

通过合成生物学技术，构建能够适配食品工业生产的细胞工厂，可以有效地将可再生原料转化为关键的食品成分、功能性食品添加剂及营养化学品，成为解决食品工业挑战的重要途径之一。

1.探索食品新资源的多样性

动物细胞培养肉类和奶类的制备有望作为传统畜牧业的有效补充，不仅有利于促进环境可持续性 和农业碳减排，还为全球食品供应开辟了新路径。

研究人员通过基因改造植物实现了人乳低聚糖的生产，这种改造后的植物可以产生11种已知的人乳低聚糖，未来或将带来更有营养和更便宜的婴儿配方奶粉；

利用大米作为细胞培养牛肉的支架，将牛肉肌肉与脂肪细胞在大米上培养，创造出了一种 可食用的、带有“坚果味”的大米-牛肉混合物，不仅增加了大米的营养价值，使其蛋白质和脂肪含量比普通大米更高，而且减少了对养殖牛肉的需求进而降低了环境压力；

建立了猪胚胎多能干细胞向肌肉无血清定向诱导分化的技术体系，并结合无动物源成分的3D支架，首次实现猪胚胎多能干细 胞来源动物细胞培养肉的制备；

开发出了新型的、基于蓝细菌的、具有与真实肉类相似质地和口感的蛋白质，为植物基人造肉的绿色可持续供应提供了新方法。

此外，新型脂质来源，例如植物营养组织和产油微生物，为补充传统动植物油脂提供了新途径。研究人员正在通过代谢工程等手段，在植物和微生物中改进油脂生产技术，以产出更多高附加值的食品用油脂。

2.推动食品精准营养与个性化制造

随着基因工程和微生物合成技术的进步，定制化生产特定的食品功能性成分成为可能，同时，还 可以支持开发个性化食品，如根据个人基因组和代谢特征，生产具有特定营养功能的食品，从而改善健康状况并减少疾病风险。

例如，利用合成生物学 技术已经实现功能性成分的生产。研究人员通过代谢工程和动态调控，利用甘油作为低成本原料，在谷氨酸棒杆菌中开发了高效的γ-氨基丁酸(GABA) 合成途径，最终工程菌株的GABA产量超过45 g/L，为高效食品营养分子的制造提供了新工具。

通过微生物合成稀有天然色素也取得了突破，有研究团队利用色氨酸为原料，对大肠杆菌进行工程化改造， 实现了泰紫色靛蓝染料的生产。

此外，合成生物学的进步使得通过工程微生物合成风味和颜色成为可能。

研究人员开发了一个基于人工智能的甜味剂 快速筛选平台ChemSweet，通过整合模型，该平台能够对候选甜味剂进行全周期、多维度的评估，预判候选分子在加工过程中的生物安全性和稳定性，为食品行业提供了更精准、高效的筛选工具。