伊利、蒙牛、飞鹤、君乐宝争相要加进奶粉的HMO,到底什么来头?
FBIF食品饮料创新 2023-10-31 1084
这一刻,奶粉行业已经等了多年。在此之前,HMO已在国际市场应用多年。

作者:Panda

来源:FBIF食品饮料创新

消息一公布,姚斐的微信“爆”了。朋友、同行、上下游等各方的消息,如同一个累积到最大限度的水库,一下子打开了闸门,朝她汹涌而来。

10月7日,国家卫健委发布公告称,母乳低聚糖(HMOs)中的2’-FL(2’-岩藻糖基乳糖)和LNnT(乳糖-N-新四糖)正式批准为食品营养强化剂,可应用于婴幼儿配方奶粉、调制乳粉(儿童用)以及特殊医学婴儿食品。其中,2'-岩藻糖基乳糖限制使用量为0.7g/L—2.4g/L(以纯品计),乳糖-N-新四糖限制使用量为0.2g/L—0.6g/L(以纯品计)。[1]

此次公告中还公布了相应获批名单。名单中便有蒙牛集团控股企业虹摹生物自主研发的HMO原料。虹摹生物也是本次获批企业中唯一一家中国本土企业。而姚斐是虹摹生物的应用研发负责人。

图片来源:食品安全标准与监测评估司网站截图

这一刻,奶粉行业已经等了多年。在此之前,HMO已在国际市场应用多年。2015年,首款添加HMO的婴幼儿配方食品在美国上市。此后,欧美、中东、亚太地区等全球160多个国家和地区陆续上市。中国消费者购买的相关产品,均是通过跨境电商等渠道进入。[2]

姚斐告诉FBIF,她和同事们得知获批后最直接的反应是开心,而后便开始感受到了压力,“同事们的微信也都处于‘爆’的状态,大家高兴了一会,马上又感受到压力,还来不及庆祝什么就回到工作中了。”

“HMO对婴幼儿的发育,是非常关键的营养素,这几年中国的奶企一直都在持续攻克研究。”中国食品产业分析师朱丹蓬表示。

图片来源:被采访者供图

虹摹生物成立于上海浦东,是一家拥有先进合成生物学技术的生物制造企业,由蒙牛孵化控股。作为本次获批企业中唯一一家本土企业,虹摹生物的“突破”路径便是国产HMO突围的切片。我们以此为样本,试着还原国产HMO如何打破技术和商业壁垒的故事。读完本文你将了解:

1、HMO是什么?

2、国产HMO是自研成长,如何解决我国在这一领域的“卡脖子”问题?

3、HMO的获批,对婴幼儿奶粉市场来说,意味着什么?

01 等待HMO

获批两天后,企业端的消息几乎同时传来。

10月9日,HMO正式获批!飞鹤推出HMO奶粉;10月9日,添加HMO成分!君乐宝推出小小鲁班“诠维爱未来”奶粉;10月9日,“领冠”而来!伊利金领冠推出HMO奶粉。

图片来源:飞鹤、君乐宝奶粉、伊利金领冠

速度的背后,是筹备多年。

2010年左右,国内的科研工作者已经开始对HMO进行相关的科研证据研究了。“当时的了解,更多停留在科研层面,就觉得它(HMO)好像在未来会是非常厉害的功能型原料,但当时感觉离产业化还有点远。”虹摹方表示。

直到5年后,中国产业端才真正感知到HMO离产业化越来越近。2015年,美国FDA(Food and Drug Administration,食品药品监督管理局)批准相应技术,随后,首款添加HMO的婴幼儿配方食品上市。而在此之前,已有百余年的相关探索。

20世纪初,德国-澳大利亚籍儿科医生Theodor Escherich教授和德国儿科医师Ernst Moro证实母乳中的某种糖成分能够影响肠道菌群的发育,从而对婴儿的健康产生积极的影响,改称为被称为母乳低聚糖。[3]在经历漫长的科研探索后,首款产品才得以上市。

2016年,蒙牛也开始了相关的研究。

“在做早期研究时发现,当时的科研人员发现,HMO是一个非常优秀的原料,是中国婴配奶粉母乳化非常关键的一步。”蒙牛方表示,当时发现HMO原料基本都是由欧美企业生产,因原料技术壁垒高基本都掌握在国外原料巨头手中。

于是,他们萌生了一个想法:如果能做中国本土的HMO,那就解决了行业的卡脖子问题。

但,“想”到就不容易,更别说“做”到。

2020年,虹摹创始团队参与了一项中国妈妈消费调研,深度访谈了1200名中国妈妈后发现,妈妈们对于“您最担心孩子在成长过程中哪项健康问题?”的回答惊人的一致——排在前两位的,几乎都是免疫力和肠道健康。

意识到原料本身具有非常优秀的特质,是母乳化的关键环节,这是走出了第一步。但,HMOs种类繁多,结构复杂,体外合成困难。许多研究分析不同结构的HMOs与肠道微生物间的作用机制复杂多样,在人体内所发挥的功能有所不同。[6]但可以确认的是,HMOs对改善肠道菌群微生态、维持肠屏障、调节免疫、抵抗病原菌感染及促进神经发育等方面具有重要作用。[2]

也就是说,这些研究结论,与市场需求匹配。

数据来源:英敏特+海外亚马逊

接下来要做的,便是从“想做”变成“做到”和“做好”。

2016年,蒙牛联合美国UC DAVIS、北大医学部、中科院化学所、中科院大连化物所等国内外顶尖科研院所针对中国母乳中HMOs构成开展相关队列研究。“最早期这个项目还是一个探索性项目,我们找了非常顶尖的科学家,有剑桥生物博士,以及中科院、北大的科学家团队。技术突破后,还同时配备了优秀的工艺团队,现在HMO项目组科学家团队有几十个人,约一半是博士。”虹摹方透漏。

02 创新的背后,是成千上万次的重复

创新不是易事,尤其是从0到1的创新。

美国将HMOs作为一般认为安全(Generally Recognized as Safe,GRAS)物质管理;欧洲食品安全局、澳大利亚和新西兰食品标准局将HMOs作为新食品原料(Novel Food)管理,而中国则是按照营养强化剂的标准去审批的。[4]

“营养强化剂考评的侧重点和监管方向是不一样的,营养强化剂会特别强调有效性和添加的必要性,所以不管从安全还是各种科研证据上,需要有更多考评。”虹摹方表示。

2023年7月,《母乳低聚糖(HMOs)的科学共识》发布。其中的共识主要有三条:一是,HMOs是母乳中含量第三的固体成分,在支持婴幼儿等人群的特征肠道菌群建立和免疫等方面发挥重要作用,在婴幼儿配方等食品中添加HMOs有利于改善婴幼儿等人群的营养健康状况。二是HMOs的生产方式以微生物发酵法为主,其用于婴幼儿配方食品等是安全的。三是HMOs已在多个国家和地区批准和/或上市使用。[2]

第一条共识,主要在明确HMO是什么,第二条则是明确目前HMO主要的生产方式,第三条则是现阶段国际应用情况。

而这三条看似简单的共识背后,是成千上万次的实验。

母乳中含有约7%的碳水化合物,其中80%是乳糖,其余20%由HMO组成。HMO在母乳中大量存在,但在牛、羊乳中仅为母乳中的1%~10%,加之牛、羊乳中的HMO为酸性结构,而母乳中的HMO以中性结构为主。

而人乳中HMO由五种单体组成,分别是:葡萄糖(glucose,Glc),半乳糖(galactose,Gal),N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc),L-岩藻糖(fucose,Fuc)和唾液酸(sialic acid,sia)。[3]

HMOs的五个结构单元

同时,根据结构类型不同,又可分为:中性岩藻糖基化HMOs、中性非岩藻糖基化HMOs和酸性唾液酸化HMOs。不同的结构类型,还有不同的HMO。而从发现到如今,已有超过200种不同的HMO从母乳中被分离出来。[3]

根据结构不同,HMO的主要类型

不同的HMO结构,还需要选择不同的合成方式。而目前,HMOs的合成方法主要为化学法、微生物发酵法以及酶促合成法。如,在获批通过前,相关企业向国家卫生健康委员会提交了几种HMOs中,2'-FL的生产方式包括酶促合成法和微生物发酵法,而LNnT的生产方式为微生物发酵法。[2]

虹摹表示:“过程中要攻克的技术问题非常多,比如我们需要非常高效的菌株的构建和筛选,这意味着要从几千种菌株方案中筛出最优解。”

专业的理论晦涩,但可以知道的是,要“人工复刻”HMO,找到适合产业化的方案,无异于大海捞针。除了技术的可行性外,产业化后还需要考虑产品本身的安全性、生产的稳定性、中国消费者的特质以及多变复杂的差异化。

“创新是一个从0到1的过程,这个过程可能会非常漫长,道阻且长,但是如果因为觉得难,就走都不走,那什么时候可以到呢?”姚斐说。

03 关关虽难过,关关也要过

获批,意味着开始。

听到消息后,喜悦还未持续多久,接下来的工作计划,在虹摹团队中已快速运转。“HMO的获批,对国外的原料企业来说,要做的就是通过海关清关进入中国。但是对于虹摹生物来讲,意味着需要在拿到批件后,马上启动试生产,拿生产许可证。”虹摹方表示。

姚斐将其比喻打游戏,“一关一关的,过了一关都没有时间去高兴,就马上要投入下一关的挑战了。”而这场游戏中,旧服的玩家,只要注册账号等待审核,就可带着成熟的装备和经验,空降新服。而新服本土玩家,要做的显然更多。

“如果选在国外建厂,有可能成本要比国内低,而且可以更早试跑。”但,虹摹生物选择了一条更漫长、更艰难的路,“我们希望在中国做供应链,如果我们太依赖进口,中国乳企将存在潜在的供应链风险。”

而蒙牛孵化控股虹摩生物的初衷,就是要将虹摹生物打造成为HMO原料2B平台,着力解决“卡脖子”问题。

技术的产业化中,对效率和效能的追求是永恒的,而中国企业能够在HMO赛道和国际原料巨头同台竞技,背后是中国生物技术的崛起。

虹摹方向我们分享了几组数据:2007年~2017年,中国国家生物科学论文的发表量增长20%。2019和2020年,中国科学家在高质量生命科学研究中的自然指数分别超越了德国和英国。

图片来源:被采访者供图

这是HMO成长的土壤。HMO的原料制造,涉及到微生物发酵,也就是说需要生物技术作为发展基座——这两者的关系,如同通信基站与移动互联网,移动互联网与外卖服务——没有土壤谈何开花与结果,“中国的科学家已经成功的用二氧化碳合成淀粉,甚至合成蛋白,中国的生物科技已走在世界的前列。”

就HMOs的工业化应用问题,中国海洋大学张兰威教授曾表示,应做到三点:一是加强基础研究,对其加大认识。二是弄清其量效关系。三是在工业化生产,必须进一步去发掘其潜力,降低成本,才能实现高效生产。[5]

而这三点,正是虹摹生物们从实验室快速通过工厂走向市场的抓手。

因前期在菌株的投入和工艺上做的优化,虹摹生物也有了额外收获“现在纯度做到了98%以上,杂质控制得非常低,还有我们的工艺是把行业比较常见的醋酸气味残留解决了,这对味蕾比较敏感的宝宝会更友好一些。另外,我们让它的质量指标既适合湿法,也适合干法生产,在客户应用的时候会更灵活一些。”姚斐说到,“每一关总有大boss出现,但到目前为止是关关难过,关关过。”

根据BlueWeave Consulting的数据,2022年全球母乳低聚糖(HMO)市场规模为1.99亿美元,在2023~2029年的预测期内,预计将以22.9%的复合年增长率强劲增长,到2029年将达到8.43亿美元。

参考来源:

[1] 郭铁,《母乳低聚糖“闸门”开启,新一轮奶粉配方大战打响》,2023年10月11日,新京报

[2] 中国食品科学技术学会,《母乳低聚糖(HMOs)的科学共识》,2023年7月,中国食品学报

[3] 姜璐、蔡威,《母乳低聚糖在婴幼儿临床中的应用及在中国的展望》,2023年5月,临床儿科杂志

[4] 陈禹含、李巧慧、李岩、苏倩、郭欢新、段勃帆、孟祥晨,《长双歧杆菌婴儿亚种利用母乳低聚糖的分子机制及益生作用研究进展》,2023年7月19日,食品科学

[5] 白驹,《<母乳低聚糖(HMOs)的科学共识>正式发布》,2023年7月21日,消费日报网

[6] 徐颢轩、刘婧雯、尚佳萃、孟祥晨,《人乳低聚糖与肠道菌群互作及其调节婴儿免疫功能的研究进展》,2023年7月6日,食品工业科技

本文转载自FBIF食品饮料创新,转载请联系出处,点我查看原文


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