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认识新一代的微生物农民

去年 10 月,我进入了位于纽约布鲁克林的 Kingdom Supercultures 实验室,那里的休息室桌子上散落着几罐未贴标签的杏仁奶。 业主 Ravi Sheth 和 Kendall Dabaghi 正在使用最初在泡菜、酸菜、醋等发酵食品中发现的微生物培养物来测试牛奶的味道。 他们试图找到合适的组合,以取代通常用于制造丝滑柔滑饮料的人造乳化剂和口香糖。

工业化食品中充斥着添加剂和物质——稳定剂、人工防腐剂、甜味剂和染料——旨在影响从质地到风味等不同特征。 植物性产品和其他加工食品的食品标签通常很长,这引出了一个问题:这甚至是食品吗?

为了用更天然的替代品代替化学添加剂,Kingdom Supercultures 等公司正在利用祖先的智慧和成分。 位于波士顿的 Live Green Co. 使用一个名为 Charaka 的技术平台来创造植物衍生成分,这些成分可以在各种分子和生物活性化合物中发挥作用——无论重点是化学、机械、功能、营养还是可持续发展。 希望是从“植物性”食品过渡到“纯植物性”食品。 与此同时,出生于阿根廷的 Michroma 使用真菌来创造天然食用色素。

我们今天所知道的加工食品可以追溯到 18 世纪末和 19 世纪初,当时食品被操纵,在很大程度上是为了迎合不断增长的军队。 然后是 19 世纪后期的巴氏杀菌和罐头,后来,即食食品在郊区超市的货架上大放异彩。 在此期间,配料公司对化学分离物进行了修补,以创造使食品更稳定、更方便和更容易获得的机制。

“在 1960 年代,美国、欧洲和世界其他地区的食品安全监管机构批准了食品添加剂,以向消费者保证它们在食品中的使用是安全的,”认证食品科学家 Kantha Shelke 说。 FDA 现在维护着一个数据库,其中包含消费者和食品行业使用的 3,000 多种添加成分。 该清单包括从高果糖玉米糖浆和瓜尔豆胶到硝酸盐和亚硝酸盐,再到人造染料和激素的所有东西。

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随着添加剂和物质的猛增,健康问题也在上升。 根据美国儿科学会的一项研究,在过去的二十年里,人们对食品添加剂的担忧有所增加,特别是在发育中的身体更容易受到影响的儿童中。 它进一步解释了一些人造食用色素可能与多动症的恶化有关; 硝酸盐和亚硝酸盐可能会干扰甲状腺激素的产生,而其他添加剂和物质可能会导致氧化应激。

“在过去的二十年里,由于对清洁标签食品和具有科学持续生物活性和声称的功能性食品的需求不断增长,食品添加剂在食品制造中激增,”谢尔克说,并补充说,行业对“更清洁”替代品的投资缺乏负面看法和被认为更具可持续性。 一些人认为,FDA 法规和当前对“公认安全”(GRAS)指定的要求根本不够。 相反,欧盟已经禁止了 FDA 仍然允许的某些添加剂。 这包括最近被禁止的二氧化钛——在充满活力的糖果、汤、酱汁等中发现——欧洲食品安全局表示食用这种二氧化钛是不安全的。 然而,这种成分仍在美国产品中使用。

使用微生物,例如 Kingdom Supercultures 正在努力开发的微生物,生产食品添加剂比副产品再利用需要更少的水和能源。 这可能会消除对农作物的广泛而昂贵的农田使用,例如用于生产高果糖玉米糖浆的玉米和用于生产氢化油的大豆。

王国超文化的创始人 Ravi Sheth 和 Kendall Dabaghi。

当 Kingdom Supercultures 于 2020 年推出时,Dabaghi 和 Sheth 想要建立自己的天然微生物成分图谱,以模仿工业添加剂的性能。 “我们希望从这些天然微生物菌株的库开始,而不是拥有人工化学品库,”在哥伦比亚大学研究微生物组和机器学习后共同创立了该公司的 Dabaghi 说。

Kingdom Supercultures 的科学家们使用机器学习和其他技术来探索生活在发酵食品中的数百万未被发现、未鉴定的微生物。 然后他们提取微生物菌株,将它们与其他分离物合并,并设计出他们所谓的“超级培养物”。

“我们认为我们可以将它们以不同的比例和组合混合在一起,并同样影响风味、质地和功能特性——但以一种更健康和可持续的方式,”Dabaghi 说。 迄今为止,他们已经为植物性奶酪、酸奶、康普茶以及最近专门为曼哈顿著名的 11 麦迪逊公园制作的纯素黄油制作了这些添加剂。 他们的超级文化也被用于个人护理产品,最终将扩展到非素食食品。

随着以植物为基础的行业不断发展,这些微生物养殖公司可以使消费品 (CPG) 公司能够使用植物和食品衍生成分调整其产品的感官和功能特性。 但是这些更“天然”的添加剂会比“加工”的同类产品更好吗? 虽然在生物技术领域进行的研究似乎很有希望,但仍有很多东西需要研究。

“尽管缺乏食品科学和营养学的基础知识,但消费者正在引导该行业转向无害的生物活性和技术相关的化合物,”谢尔克说,他相信时间和严谨的研究将证明人类生理学是否会适应不断发展的食物空间和正在生产的食物。 “具有讽刺意味的是,有很多科学、技术和操作可以使食物看起来像是由大自然制成的,并且经过最少的加工。”

虽然现在正在编写(或编码)添加剂和物质的未来,但通往更清洁成分标签和更公正食品系统的途径已经成熟,具有潜力。

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