国际视野|精准发酵+AI+数字平台,生物经济正从概念走向产业落地

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人工智能工具正在重塑蛋白质工程，但业内专家指出，它们无法独立完成这项工作。真正的挑战在于弥合"预测看似合理的蛋白质序列"与"制造出能在实际生产条件下真正发挥作用的酶"之间的鸿沟。

目前，生物学领域的大多数AI工具都停留在序列层面。Evolutionary Scale、ProtT5和ProGen2等模型从数十亿条蛋白质序列中学习统计规律，擅长预测哪些突变在生物学上是可容忍的。AlphaFold则以惊人的准确度预测蛋白质的三维结构而闻名。

然而，知道某个突变可被容忍，并不等于知道它是否能让酶在特定条件下反应更快或选择性更高。Imperagen公司首席科学官Andrew Currin解释说，酶工程需要更深层次地理解反应化学。

"化学反应并未编码在序列数据中，"Currin指出。化学作用发生在量子力学层面。酶通过降低活化能垒、稳定过渡态来发挥作用。这些效应取决于精确的原子排布和电荷分布，而仅凭序列模式无法捕捉这些信息。

基于物理原理的模拟提供了一种互补方案。像Imperagen这样的公司构建酶-底物系统的原子级模型，并运用量子力学计算来估算反应能学。这使得研究人员能够在实际反应化学的基础上——而非仅仅依赖统计相似性——筛选数百万种突变组合。

该流程在开展任何实验之前就能生成零样本预测，识别出有潜力的突变位点。随后，实验结果反馈至模型中，形成一个针对特定酶和特定反应的迭代学习闭环。

Currin强调，实验通量仍然至关重要。他的团队每轮筛选约2000个变体，产生约1000个高质量数据点，将序列与实测活性关联起来。每轮迭代大约需要四周时间。

"在失败变体上训练的模型，学到的知识与在成功变体上训练的一样多，"Currin解释道。仅测试排名靠前的预测，会遗漏那些表现不佳的变体所蕴含的宝贵信息。

这场争论折射出关于AI在生物技术中角色的更广泛问题。序列层面模型为初步筛选和结构预测提供了强大工具，但在制造条件下的催化性能，则需要对化学本身进行建模。

业内人士认为，最有效的方法很可能是将两种途径相结合：AI擅长在庞大的序列空间中导航，基于物理的模拟则将预测锚定在反应机理上。两者结合，或许能为改进生物制造用酶提供一条更可靠的路径。

参考文献：1.Why AI can’t engineer enzymes alone. World Bio Market Insights.Daniela Castillo Monagas.May 26, 2026

以色列食品科技公司Phytolon已获得2360万美元融资，用于将其发酵来源的食品着色剂推向商业化，首先从红色染料入手。

在"让美国再次健康"（MAHA）运动掀起的反人工食用染料浪潮下，一家替代色素初创公司完成了规模可观的B轮融资，引起了投资者的广泛关注。

Phytolon利用酿酒酵母和精准发酵技术为食品工业生产天然色素，在这轮分三阶段完成的融资中募得2360万美元，由一位未披露的战略投资者领投。

大部分资金于4月的最后阶段到位，参与该阶段的现有投资者包括Millennium Foodtech、NextGen Nutrition、Colorcon Ventures以及Yossi Ackerman。

该公司将利用这笔资金将其天然合成食品染料替代品商业化，首先是一款于今年2月获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准使用的甜菜红着色剂。

Phytolon联合创始人兼首席执行官Halim Jubran表示："这笔新资金将用于支持向美国及全球各地的快消品（CPG）企业和分销合作伙伴进行销售和供货。我很高兴看到我们的战略投资者阵容不断扩大，这将助力我们拓展业务并在市场上站稳脚跟。"

2.1 处于两大宏观趋势的交汇点

来源：Phytolon

精准发酵技术是将特定DNA序列插入微生物中，使其在发酵过程中生产目标分子。Phytolon利用该技术生产具有成本效益的天然食品染料，帮助企业规避对人工及不安全成分的顾虑。

该初创公司的产品组合基于两种核心色素——黄色和紫色，通过调配可生成涵盖黄、橙、粉、紫、红等多种色调的色谱。

该公司初期重点聚焦红色色素。Phytolon通过基因工程改造酿酒酵母来生产甜菜红素，这是一种主要存在于红甜菜中的水溶性色素。其工艺通过可控发酵表达甜菜红素，随后将生产菌体从发酵液中去除。

这种耐热且pH稳定的甜菜红着色剂——可替代红色3号染料（Red Dye No. 3）和红色40号染料（Red 40）等主流合成色素——提供液态和粉末两种形态，可广泛应用于烘焙、咸味食品、冷冻食品、乳制品及糖果等领域。

尽管FDA最终裁决的生效日期尚未确定，但该机构修订食品添加剂法规、认可甜菜红的安全使用，与其另一决定同步出台——即允许不含石油基染料的食品标签标注"无人工色素"。在此之前，企业只有在产品中完全未添加任何色素时才能使用这一宣称。

NGN普通合伙人James Cali表示："凭借强大的战略合作伙伴网络和近期获得的FDA批准，Phytolon已做好充分准备，把握食品和膳食补充剂向天然染料转型的市场机遇。"

"Phytolon正处于两大宏观趋势的交汇点——消费者与监管机构要求淘汰人工染料，以及发酵技术的进步使得天然成分在功能性、成本和可持续性方面更具优势。"

2.2 MAHA运动推动企业与消费者摒弃人工染料

来源：Phytolon

对Phytolon的投资发生在FDA禁用红色3号染料一年后。该染料是一种石油衍生的着色剂，被认为对人类健康和地球环境均有害。研究表明，它对大鼠具有致癌性。

该禁令将于明年1月生效，此举使红色40号染料受到更多关注。该染料被用于美国超过3.6万种食品中，是行业使用最广泛的色素。它源自石油化工产业，由两种磺酸经化学反应制成，还被指与儿童多动症及动物癌症有关。

红色3号染料在欧洲、日本、澳大利亚和新西兰已被禁用或严格限制，而欧盟自2010年起即要求制造商在含有红色40号染料的产品上加贴警示标签。

人工食用染料出现在美国近五分之一的包装食品和饮料产品中。事实上，Innova Market Insights的研究显示，2025年大型食品企业推出的新产品中，有28%含有人工染料。

卫生部长小罗伯特·F·肯尼迪（Robert F. Kennedy Jr.）一直在推动食品制造商弃用合成染料，三分之二的美国人支持这一呼吁。雀巢、玛氏、家乐氏、通用磨坊等行业巨头已响应号召，从各类产品中剔除这些成分，FDA甚至设立了公开承诺追踪平台。

Phytolon的甜菜红着色剂可用于大多数食品，但婴儿配方奶粉和美国农业部监管的某些食品除外。该公司还在推进仙人掌黄着色剂的商业化。

受益于融资热潮的替代色素初创公司远不止Phytolon一家。去年11月，Chromologics融资800万美元，计划在美国和欧洲推出其食品级微生物合成红色染料替代品；今年1月，Octarine Bio获得580万美元融资，拟推出面向食品、纺织及个人护理领域的精准发酵色素。

一个月后，剑桥大学衍生企业Sparxell完成500万美元融资，其植物基色素可替代纺织、化妆品、食品、包装、涂料及汽车等领域中源自化石燃料的色素

参考文献：1.Phytolon Raises $23.6M to Launch Yeast-Derived Beetroot Red Dye for Food.Green Queen.Anay Mridul. May 26, 2026

一项欧洲倡议表明，数字交易平台与区域合作能够推动农业副产物进入高附加值市场，为在不同场景下规模化推广生物经济解决方案提供了可操作的范本。

欧盟资助的TREASoURcE项目致力于将农业及生物经济副产物的生产者，与城乡地区的加工商、市政部门及终端用户进行对接。该方案回应了一个长期存在的挑战：如何将循环经济理念从孤立的试点项目转化为广泛的实际应用。

项目搭建了一个数字交易平台，旨在为副产物生产者与潜在买家及加工商牵线搭桥。该平台促成了传统渠道难以实现的供需对接，在减少废弃物的同时，为农业社区创造了增收机会。

东福尔德郡议会的Jan Bakke强调，跨行业、跨地区的实景示范对于验证方案的可行性与可扩展性至关重要。项目汇聚了生产者、材料加工商、用户及公共部门，在实际运营环境中对解决方案进行验证。

地方生物经济发展模式与城乡协作机制是这项工作的核心。这些框架推动农业物料从乡村产区高效流向城市加工与消费中心，强化了区域循环经济的落地实施。

项目自启动之初便将可复制性列为优先事项。欧洲各地的利益相关方通过研讨会、网络研讨会，以及与公共部门、行业协会的专题交流深度参与。合作经验被汇编成一本公开发布的《经验复制手册》。

芬兰国家技术研究中心（VTT）的Ugur Kaya指出，越来越多的市政部门和企业对务实的循环经济解决方案表现出浓厚兴趣。他认为下一阶段的重点在于将这些方法融入城市、地区、企业及服务提供商的日常运营实践中。

这些工具为跨行业、跨地区的持续推广奠定了基础，所提供的灵活框架既能兼顾各地实际条件，又能支持跨区域的知识共享与规模化推广。

参考文献：1.EU project shows how digital tools can scale bioeconomy solutions. World Bio Market Insights.Daniela Castillo Monagas.May 22, 2026