乳铁蛋白开始卷产能了

  乳铁蛋白，这一在牛奶中自然存在的微量蛋白质，有着抗菌、抗病毒及抗炎性能，在保健、制药以及饮食业内获得广泛关注。然而，尽管市场需求持续高涨，乳铁蛋白的供应却始终面临严峻挑战。其原因主要在于，从牛奶中提取乳铁蛋白的过程极为繁琐且资源密集。这一供应短缺的局面，无疑加剧了乳铁蛋白的市场稀缺性，进而推高了其市场价格。

  近日，专注于食品科学技术创新的风险投资公司Earth First Food Ventures Ltd（EFFV）宣布推出PFerrinX26——美国首个采用精密发酵技术生产乳铁蛋白（LF）的设施，实现了无需依赖奶牛即可高效生产乳铁蛋白的目标。据悉，PFerrinX26设施的初始年产能设定为50吨，并规划在未来逐步扩大至200吨的规模。

  传统的乳铁蛋白生产方式高度依赖于奶牛养殖，这一模式不仅成本高昂，每公斤生产所带来的成本可达2000至5000美元，而且在资源利用上也显得捉襟见肘。

  相比之下，位于美国中西部的PFerrinX26设施则采用了全新的精密发酵技术，以葡萄糖为主要的组成原材料，将乳铁蛋白的生产所带来的成本压缩至300至800美元/公斤。葡萄糖作为一种大宗商品，其价格稳定在0.3至0.5美元/公斤之间，且供应稳定，不受饲料价格波动或气候平均状态随时间的变化等外部因素的影响，这为乳铁蛋白的稳定生产提供了有力保障。据EFFV估算，如果全球乳铁蛋白生产全面转向精密发酵技术，将有望减少90%的土地与水资源消耗。

  在技术路径上，PFerrinX26设施利用了现代生物技术的优势。通过CRISPR等基因编辑工具，将人或牛乳铁蛋白基因高效地导入毕赤酵母等微生物宿主中，并对其表达系统来进行了深度优化。相较于传统的生产菌株，新一代工程菌的蛋白表达效率实现了超过200%的显著提升，还可以精准地复刻天然乳铁蛋白的糖基化结构，从而确保了生物活性的一致性。此外，通过巧妙设计的分泌表达系统，微生物能够直接将蛋白释放到培养基中，省去了繁琐的细胞破碎步骤，逐步降低了后续纯化的难度。

  据透露，PFerrinX26设施计划首先切入化妆品和成人营养品市场，逐步积累经验和口碑后，再向更为严格的婴儿配方奶粉市场扩展。在销售策略上，PFerrinX26将采用B2B模式，与各行业领军企业建立紧密合作伙伴关系，一同推动乳铁蛋白产业的转型升级。

  根据CBNData发布的《2020进口母婴消费趋势白皮书》，乳铁蛋白在天猫国际婴幼儿营养品细分品类中的消费呈现出高速增长态势。多个方面数据显示，近两年含乳铁蛋白的乳制品及奶粉品类的消费规模复合增长率超过300%，是整体品类的10倍。未来，全球婴儿配方产品中的乳铁蛋白市场在2027年将达到1.1亿美元。

  乳铁蛋白凭借其卓越的营养优势，成为众多婴幼儿配方奶粉产品不可或缺的卖点。尤其是在近几年，市场上几乎每个品牌都推出了含“乳铁蛋白”的产品。据统计，2023年通过新国标注册的152款婴幼儿配方奶粉产品中，超过四成的产品添加了乳铁蛋白。

  然而，乳铁蛋白的应用远不止于婴幼儿配方奶粉。它正逐渐扩展到成人健康食品、保健品、化妆品等多个领域。在临床应用上，乳铁蛋白也从营养补充向精准医疗延伸，在免疫调节、抗菌、抗肿瘤、抗炎和抗氧化等方面发挥着及其重要的作用。尤其是在免疫调节方面，乳铁蛋白作为先天免疫的关键分子，在炎症过程中发挥着核心作用。它能够增强细胞毒性免疫，阻断致瘤性炎症介质的受体，因此被视为标准抗癌疗法的潜在候选佐剂。

  其中，禾元生物利用水稻胚乳细胞生物反应器表达体系开发的HY1002重组人乳铁蛋白溶菌酶口服液，在治疗轮状病毒引起的儿童感染性腹泻方面取得了积极成果，目前正处于国内II期临床试验阶段。

  而在抗菌战场上，乳铁蛋白具有的铁清除能力使其直接参与抗菌和抗病毒防御的第一线，乳铁蛋白能抑制甚至协助杀死多种微生物，有着非常明显抗感染、抗氧化和抗炎症效果。研究之后发现牛源性乳铁蛋白在特定通路中能够调节骨吸收过程，结合人体试验数据，其在正畸环境下的牙周组织炎症控制中具有潜在应用价值。

  在更广阔的癌症市场，乳铁蛋白可明显地增加NK细胞介导的对乳腺癌和结肠癌细胞系的细胞毒性。2016年，Shankaranarayanan 等开发了一种以乳铁蛋白为载体结合阿霉素（Dox）的化疗药物，口服饱和铁BLF-Dox 可抑制肿瘤生长，延长小鼠生存期，降低Dox 对小鼠的全身毒性、心脏毒性和神经毒性，并上调血清抗癌分子肿瘤坏死因子、干扰素、CC 趋化因子 4、7（CCL4、CCL17）水平，确定了一种新的、更安全的 BLF-Dox 结合物的应用前景，该结合物包含了一种传统的细胞毒药物和乳铁蛋白，可用于靶向耐药性，可抑制肿瘤生长，具有强抗癌活性。

  乳铁蛋白，也被誉为“奶黄金”。原因主要在于其热敏性特性而制备难度极高。一旦受热超过90℃，乳铁蛋白便会完全失活，即便是直接食用，不当的解决方法也会导致其活性大打折扣。通常情况下，要从10吨原奶中才能提炼出1公斤的乳铁蛋白，其稀缺性和高昂价格不言而喻，国际市场上最贵时甚至能达到每公斤2万多元人民币。

  长期以来，我国乳铁蛋白原料几乎完全依赖进口，不仅价格昂贵，还经常面临缺货困境。乳铁蛋白的提取之所以成为行业难题，主要归因于技术和产能的双重制约。技术上，乳铁蛋白的生产和提炼工艺技术要求严苛，对温度极为敏感，一定要采用先进的冷喷工艺以降低受热温度和时长，从而尽可能保留其天然生物活性。

  在产能方面，乳铁蛋白的提取技术同样至关重要。超滤膜分离法虽然成本低、操作简单便捷，但提取出的乳铁蛋白纯度仅为60%左右，远未达到95%纯度的行业要求。而离子交换层析法虽然纯度可达90%以上，但成本却大幅提升。

  然而，随着乳铁蛋白市场的逐步扩大和需求量的持续增长，国内上游原料市场也开始逐渐崭露头角。2018年，东营瑞达生物成功取得乳铁蛋白生产许可，通过集成低温除菌、分子吸附、膜分离纯化等成熟技术，实现了乳铁蛋白的连续工业化生产，且产品纯度高达97.2%，成本相对较低。

  此后，飞鹤公司在2022年5月宣布成功获批乳铁蛋白生产许可，标志着我国乳品行业第一条乳铁蛋白自动化生产线的正式投产。同时，伊利公司也首创了乳铁蛋白定向提取保护技术，将常温纯牛奶中乳铁蛋白的保留率大幅度的提高至90%以上，填补了国内空白并打破了国外技术壁垒。

  值得注意的是，精密发酵技术的出现为乳铁蛋白的生产带来了革命性变革。通过基因工程改造微生物（如酵母菌），无需依赖牲畜即可生产乳铁蛋白。新加坡生物技术公司TurtleTree在2022年8月宣布成功生产出乳铁蛋白，成为全世界首个使用精密发酵技术制造可持续乳铁蛋白的公司。随后，美国生物技术企业Helaina也宣布其研发的乳铁蛋白即将进入大规模商业化生产阶段。

  此外，澳大利亚公司All G在2024年12月成为继TurtleTree之后，全球第二家在美国获得“GRAS”认证的无动物乳铁蛋白公司。All G计划将其乳铁蛋白商业化，并预计生产所带来的成本将低于乳制品来源的乳铁蛋白。

  同时，在合成生物学领域，创新企业NewPro也通过采用毕赤酵母和多种丝状真菌底盘的蛋白表达方式，结合自研的蛋白分离纯化工艺，提高了乳铁蛋白得率并降低了生产所带来的成本。据悉，这样的一个过程中，产品菌株开发的主要难点首先在于，大多数微生物底盘中存在多种蛋白酶会降解牛乳铁蛋白，最后导致无法完整表达该蛋白产品；此外，大多数功能性蛋白具备复杂的蛋白修饰，比如牛乳铁蛋白的糖基化修饰等，因此难以在微生物底盘中模拟出和天然来源完全一致的糖基化修饰类型，进而影响产品功效。

  为解决这样的一个问题，NewPro团队还开发出了一套“针对特定蛋白进行个性化定制不同蛋白酶和糖基化酶”的即插即用工具箱，并结合团队15年来积累的丰富基因组编辑工具和元件，协同AI算法在个性化元件的优化，以及目标蛋白的高通量筛选。

  面对技术和市场的双重驱动，乳铁蛋白的应用领域将不断拓展，生产所带来的成本也将持续下降。这一曾经的“奶黄金”有望为人类健康事业贡献更多力量，成为医疗健康领域的一颗璀璨新星。

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