【シリーズ 未来の食】 第9回 その他の技術開発動向について(分子農業、昆虫食ほか)

【シリーズ 未来の食】

最終更新日:2024.05.07

第1回 世界で広がりを見せる代替プロテイン、どんな技術や製品がある?
第2回 代替プロテインはなぜ必要?社会に与えるインパクトを解説
第3回 代替プロテイン業界の歩み、誕生から現在に至るまで
第4回 植物性食品 〜日本の家庭でも身近な健康食〜
第5回 細胞培養 〜エシカル&サステナブルな肉を生み出す新技術〜
第6回 培養肉の製品化に向けて、クリアしなければならない課題は?
第7回 培養肉の認可に必要なプロセスは?各国で異なる法規制と申請の流れ
第8回 微生物発酵 〜菌のはたらきを活用する生産手法を深掘り〜
第9回 その他の技術開発動向について(分子農業、昆虫食ほか)

ここまで取り上げてきた主要な3カテゴリーのほかにも、さまざまな代替プロテイン生産のアイデアが生まれています。過去の研究をベースにしたものから、全くの新しいものまで、すでに実用化されているいくつかの技術を紹介します。

各章の最後に、それぞれの代表的なスタートアップ企業をまとめました。

分子農業

* 分子農業に関する記事一覧 ▶︎


分子農業(植物分子農業)とは、遺伝子組み換えした植物を小さな「工場」として利用し、植物の体内で目当ての物質を生産する技術です。

この技術は、タバコを用いたインフルエンザワクチンの生産など、医薬業界ではじめに実用化されました。

遺伝子工学によって動物のDNAを植物の種子に導入し、本来は動物由来であるはずの物質を、植物が生産してくれるように設計。種子を植えた後は、伝統的な方法で植物を管理して育てます。

用いる植物は遺伝子組み換えを施されていても、最終製品としては「GMOフリー」を謳うことが可能。微生物を用いる精密発酵と技術的にはやや似ていますが、分子農業は大規模な発酵設備を必要とせず、生産スピードも同様に速いことから、効率性の面で優れているとみられています。

The Good Food Instituteは、2023年に分子農業に関するファクトシートを発行。植物ベース、細胞(培養)ベース、発酵ベースに次ぐ代替プロテイン生産の「第4の柱」になると示唆しており、注目が集まっています。

 企業名 国名 設立年
Moolec Science ▶︎ 🇬🇧 英国
🇱🇺 ルクセンブルク
2020

Bioceres Crop Solutionsからのスピンアウトにより設立、2023年米NASDAQに上場
ベニバナを使って生産した牛キモシンやγ-リノレン酸(GLA)で認可を取得
豚肉タンパク質を生産する大豆「Piggy Sooy」を開発

IngredientWerks ▶︎ 🇺🇸 米国 2022

牛ミオグロビン(ヘムタンパク質の一種)を発現するトウモロコシ「Meaty Corn」を開発し、低コストのヘム生産が可能に

Alpine Bio ▶︎ 🇺🇸 米国 2016

大豆を用いて生産した乳タンパク質(カゼイン)を使って代替チーズを開発
Fast Companyの「2023年 世界を変えるアイデア賞」受賞
ビル・ゲイツやロバート・ダウニー・Jrなどの有名投資家からも支援を受け、累計調達額150億円以上

ORF Genetics ▶︎ 🇮🇸 アイスランド 2001

オオムギを用いて培養肉用の成長因子「MESOkine」を生産
培養肉メーカーのAleph FarmsやMosa Meat、Vowとも協働

Pigmentum ▶︎ 🇮🇱 イスラエル 2018

ロメインレタスを用いて乳タンパク質(カゼイン)を生産
イスラエル最大の食品メーカーTnuvaからも支援を受ける

PoLoPo ▶︎ 🇮🇱 イスラエル 2022

ジャガイモを用いて卵白タンパク質(オボアルブミン)を生産
「Coller Startup Competition」フードテック部門や「FoodHack Demo Day」などのコンテストで優勝

Miruku ▶︎ 🇳🇿 ニュージーランド 2020

分子農業を手掛ける企業としては、アジア太平洋地域で初
ベニバナを用いて乳タンパク質(カゼイン、ホエイ)と乳脂肪を生産

NUProtein ▶︎ 🇯🇵 日本 2016

イネを用いて培養肉用の成長因子を生産する技術を開発、高価な成長因子の低コスト化に期待
シンガポールのUmami Bioworksに成長因子の生産をライセンス

3Dバイオプリンティング

* 3Dバイオプリンティングに関する記事一覧 ▶︎


3Dバイオプリンティングとは、バイオプリンターを用いて立体的な生体組織を成形する技術です。

通常の3Dプリンティングとの違いは、樹脂や金属の代わりに、生体材料(バイオインク)を使用するところ。

まずCTスキャンなどにより対象物を撮影した後、細胞レベルで精密な層を重ねていき、対象物を正確に複製します。これまでは主に医療分野で皮膚や臓器の作製に活用されてきましたが、食品業界でも培養肉のプリント技術の開発が進められています。

大阪大学と参画企業4社で立ち上げられた培養肉未来創造コンソーシアムでも、3Dバイオプリンティングにより培養肉を生産する技術の社会実装を目指しています。

 企業名 国名 設立年
Steakholder Foods ▶︎ 🇮🇱 イスラエル 2019

2021年に培養肉企業として初めて米NASDAQに上場し、世界最大サイズの3Dプリント培養ステーキを発表
シンガポール企業Umami Bioworksとの提携により、培養シーフードにも進出
3DバイオプリンターとバイオインクをB2B向けに提供する事業モデルを計画し、専用ソフトウェアも開発

BioKraft Foods ▶︎ 🇮🇳 インド 2023

鶏卵から抽出した細胞でバイオインクを作製し、培養鶏肉を開発
政府系機関と共同で培養魚の開発プロジェクトにも着手

Cocuus ▶︎ 🇪🇸 スペイン 2017

食品企業向けに、カスタマイズも可能な3Dプリンターを提供
植物性食品の3Dプリントからはじめ、植物性ベーコンをスペイン国内のカルフールで販売中

TissenBioFarm ▶︎ 🇰🇷 韓国 2021

2023年に新設された細胞農業支援センター(North Gyeongsang Cellular Agriculture Industry Support Center)に入居、開所式に合わせて重さが10kgある世界最大の培養肉プロトタイプを披露

VIVAX BIO ▶︎ 🇺🇸 米国 2013

3Dバイオプリンターとバイオインクの開発がメインで、国際宇宙ステーションでも3Dプリント製造試験を実施
2018年より既存技術を活用して細胞農業界に参入し、複数のスタートアップ企業と提携

微細藻類

* 藻類に関する記事一覧 ▶︎


食料となり得る新たな原料を探す試みの中で、微細藻類を活用する技術が生まれています。

微細藻類とはその名のとおり、藻類の中でも肉眼では見ることのできないほど小さな藻類を指す言葉。水中に浮遊して生息しているものは「植物プランクトン」とも呼ばれます。

すでに健康食品としての開発が進むクロレラやユーグレナ(ミドリムシ)なども、微細藻類の一種です。

健康食品のほかにも化粧品や医薬品、さらには化石燃料の代替(バイオ燃料)としても利用されており、2033年には254億ドル(約3兆8,000億円)の規模になるとも試算される一大市場を築いてきました。

少し意外かもしれませんが、藻類は実はタンパク質含有量が多いことから、有望な代替プロテインの選択肢の一つとしても期待されています。

また、培養肉生産で細胞を培養する際の栄養分として、穀物由来の糖類などの代わりに微細藻類を用いることで穀物への依存度を下げ、さらに環境負荷を低減させる試みも行われています。

 企業名 国名 設立年
Sophie’s BioNutrients ▶︎ 🇸🇬 シンガポール
🇳🇱 オランダ
2017

代替肉パティ・ミルク・チーズなどの開発、B2B向けの原料供給がメイン
2021年に、微細藻類を使った世界初のハンバーガーを発表
デンマーク技術研究所(DTI)と提携し、クロレラをベースに鉄分とビタミンB12を豊富に含んだアイスクリームを開発

Algama Foods ▶︎ 🇫🇷 フランス 2013

代替肉・シーフード・卵など幅広い製品ポートフォリオを有し、B2B向けに原料供給
水産世界大手のThai Unionからも資金を調達
ベルギーに10,000平方メートルの工場建設を計画中

Mewery ▶︎ 🇨🇿 チェコ 2020

独自の技術で微細藻類由来の培地を開発
培養豚肉と微細藻類をブレンドしたハンバーガーを発表し、認可取得を目指す

Brevel ▶︎ 🇮🇱 イスラエル 2017

非遺伝子組み換え株を使用、LED照明と砂糖をベースにした暗発酵を組み合わせた高効率な生産プロセスを構築
イスラエル発の植物性チーズメーカーVgardenと提携し、2024年に最初の製品を発売予定

Yemoja ▶︎ 🇮🇱 イスラエル 2017

代替肉に添加するヘムを紅藻類で置き換えた初の成分「Ounje」を発表

Checkerspot ▶︎ 🇺🇸 米国 2016

乳児用粉ミルクの栄養を改善させる、ヒト乳脂肪の代替品開発に成功
日本の化学メーカーDICからも出資を受け、スキンケア用途の成分などを共同開発

SeaWith ▶︎ 🇰🇷 韓国 2019

微細藻類をベースに開発したアニマルフリーの培地を用いる培養肉企業
培地コストの低下により、厚切りの培養牛肉をキロ単価3ドルで生産できると主張

WTH Foods ▶︎ 🇵🇭 フィリピン 2019

植物性代替肉の冷凍食品ブランド「Umani」を展開
微細藻類を使用したツナを開発

ガス発酵

* ガス発酵に関する記事一覧 ▶︎


ガス発酵とは、微生物のはたらきを活用して、空気中のCO₂などをタンパク質に変換する技術です。 

水素をエネルギー源とする水素細菌、メタンやメタノールを利用できるメチル栄養細菌といった自然界に存在する特殊な微生物が、ガス発酵の主役となります。 

水素細菌を用いた生産工程の一例を概説すると、空気中の水素、酸素、CO₂を微生物の餌としてバイオリアクターに投入。通常、微生物を発酵させる際の栄養源には糖類などが使われますが、水素細菌は水素をエネルギー源にCO₂を栄養源として取り込み、「炭素固定」と呼ばれるプロセスでCO₂を有機物に変換して体内に貯め込みます。 

この貯蔵された有機物を微生物ごと乾燥させて粉末状に加工すると、タンパク質を60〜80%程度含んだ原料が得られます。 

水素細菌を活用するアイデア自体は新しいものではなく、米航空宇宙局(NASA)でも、宇宙飛行士が吐き出すCO₂を原料にして宇宙で食料を自給することを目的に、1960年代に同様の研究を進めていました。 

現在ガス発酵を手掛ける企業も、この研究にヒントを得た部分が大きい様子。カーボンニュートラルを目指す次時代の新技術として、改めて注目されています。 

 企業名 国名 設立年
Solar Foods ▶︎ 🇫🇮 フィンランド 2017

フィンランド国内に開設した業界初の工場で、プロテインパウダー製品「Solein」を生産
味の素と提携し、製品開発とシンガポールでの市場性検証を実施
シンガポールで新規食品としての認可を取得(2022年)し、レストランでジェラートを販売

Calysta ▶︎ 🇺🇸 米国 2012

水産養殖における飼料用のプロテインパウダー製品「FeedKind」を開発
水産飼料への使用で米FDA GRAS認証、中国での販売認可を取得

Air Protein ▶︎ 🇺🇸 米国 2019

2008年からCO₂の変換技術を開発するKiverdiの子会社として設立
アーチャー・ダニエルズ・ミッドランド(ADM)と提携し、大規模生産施設の建設を予定
米FDA GRAS自己認証取得

Novonutrients ▶︎ 🇺🇸 米国 2017

年間20万トンのCO₂を処理できる工場を計画中

Circe Bioscience ▶︎ 🇺🇸 米国 2021

ハーバード大ヴィース研究所(Wyss Institute)からスピンアウトする形で設立
CO₂と水素を用いて代替脂肪を生産

Farmless ▶︎ 🇳🇱 オランダ 2022

CO₂や水素などを液体原料とすることで、輸送・保管・生産上のメリットを得て低コスト化を図る

Arkeon ▶︎ 🇦🇹 オーストリア 2021

食品原料としてのアミノ酸や機能性ペプチドを生産
ウィーンにパイロットプラントを保有

CO2資源化研究所 ▶︎ 🇯🇵 日本 2015

独自の細菌株を用いてタンパク質を生成する「UCDIテクノロジー」を開発
1時間ごとに分裂するため、1gの菌体が24時間で16トンに増加可能
令和4年度補正予算「農林水産省中小企業イノベーション創出推進事業」に採択される

昆虫食

* 当サイトでは細胞農業の技術に焦点を当てているため、取り上げていません


昆虫食は、国連食糧農業機関(FAO)が2013年に発表したレポートで推奨され、世界人口の増加に対応した新たなタンパク源として注目を集めるようになりました。豊富なタンパク質、ミネラル、不飽和脂肪酸を含むなど、栄養価の高さが魅力です。

昆虫といえば、日本でも古来から蜂の子やイナゴなどが食されてきた歴史があり、近年は食用コオロギの養殖に参入する企業が相次いでいます。

ただし、ヒトの食用としては抵抗感を感じる人も多いため、まずはペットフードや家畜・養殖魚の飼料としての利用の方に期待が持てます。

家畜と比べた場合、昆虫は概して成長が早く、食用コオロギは30〜40日程度で成虫になり、ブラックソルジャーフライ(アメリカミズアブ)の幼虫などはわずか1〜2週間で成長。

また、昆虫の脱脂処理の際に副産物として得られるオイルは動物用飼料に利用できるほか、昆虫の糞や廃棄物から有機肥料を同時に生産できることもメリットの一つです。

法規制については、米国や日本など多くの国では食用の昆虫に関する具体的な規定がなく、今のところ通常の食品と同じように取り扱われている様子。

一方、EUでは「新規食品(Novel Food)」とみなされ、販売にあたっては認可が必要です。2018年ごろに欧州食品安全機関(EFSA)への申請が相次ぎ、2021年以降、イエローミルワーム、レッサーミルワーム、トノサマバッタ、コオロギと立て続けに認可が下りています。

 企業名 国名 設立年
Agronutris ▶︎ 🇫🇷 フランス 2011

イエローミルワームを使用した製品をペットフードや飼料として販売
2021年、欧州食品安全機関(EFSA)から初の新規食品(Novel Food)認証を取得

Ÿnsect ▶︎ 🇫🇷 フランス 2011

ミルワームのタンパク質をベースにした製品を開発
フランス国内に、年間20万トンを生産できる世界最大規模の垂直農場を保有
EUで新規食品の認可を受け「AdalbaPro」ブランドを展開、米国でもペットフードへの使用認可を取得

Entomo Farms ▶︎ 🇨🇦 カナダ 2014

北米最大のコオロギ養殖場を構え、一週間に5,000万匹の生産能力を保有
コオロギパウダーやスナックとして製品化

Wilder Harrier ▶︎ 🇨🇦 カナダ 2015

ブラックソルジャーフライの幼虫(BSFL)を使った、低アレルギー性のドッグフードを開発

Eat Grub ▶︎ 🇬🇧 英国 2014

コオロギパウダー、バッタ、ミルワームなどを販売
2018年に英国の大手スーパーSainsbury’sで取り扱いが始まり、人気ブランドに

Entobel ▶︎ 🇸🇬 シンガポール 2013

年間1万トンのBSFLを生産できるアジア最大級の工場を、ベトナムに開設
タンパク質原料に加え、副産物を活用してオイルや有機肥料を生産
東南アジアで大規模な水産業向けの飼料として供給予定

エコロギー ▶︎ 🇯🇵 日本 2017

フードロスを活用してコオロギを育て、養殖魚の飼料に活用

グリラス ▶︎ 🇯🇵 日本 2019

徳島大学の基礎研究をベースに創業、国内最大の食用コオロギ生産量を誇る
「C. TRIA(シートリア)」シリーズを全国のコンビニやドラッグストアで展開
徳島県内の学校給食や、国際線の機内食としても提供

AI・機械学習の活用も進む


最後に、最近の顕著な動きとして、人工知能(AI)やデータサイエンスの活用が急速に進んでいる印象があります。

米国では2023年9月に、食品専門家とAI・機械学習の専門家が共同で、植物性代替肉の食感を最適化するプロジェクト「GreenProtein AI」を立ち上げました。

AIで構築した予測モデルに応じて、温度、圧力、速度などのパラメータを微調整し、代替肉の食感を決める複雑な押出工程をシミュレートします。

チリのフードテック企業NotCoは、2015年から植物由来成分の特性と機能をデータベース化して、動物性食品に代わる最適な植物性の代替品を探索。米国のMeati Foodsは、AIを活用して自社製品の健康効果を実証しています。

代替プロテイン業界のスタートアップ企業とAI企業との提携のニュースが相次いでいることから、こうした動きがトレンドになりつつある様子がうかがえます。

おわりに


ここまで全9回にわたって、代替プロテイン開発の歴史や重要性、今後の課題、そして多様化する代替プロテイン生産のアイデアを見てきました。

生産手法に関しては、今後もさまざまな技術やアプローチが開発され、より一層の多様化が進んでいくと思われるため、今後も新たな動きがあれば都度更新していきます。

細胞培養などに関する専門用語が多く、専門外の内容に触れてやや難しい印象を持たれた方もいるかもしれません。当サイトのニュース記事の中では、適宜解説も挟みながら、できるだけ分かりやすくお伝えしていけるよう心がけています。

また、当サイトで頻繁に登場する言葉を解説した用語集ページも設けておりますので、不明な用語や知りたいキーワードがあれば、そちらを参考にしていただけますと幸いです。

最後まで目を通していただき、ありがとうございました。


【シリーズ 未来の食】は、以下の文献・サイトを参考にしています。

田中宏隆;岡田亜希子;瀬川明秀(著).2020.『フードテック革命 世界700兆円の新産業 「食」の進化と再定義』東京:日経BP.➡︎
ポール・シャピロ(著);鈴木素子(訳).2020.『クリーンミート 培養肉が世界を変える』東京:日経BP.➡︎
日本細胞農業協会 Webサイト ➡︎
食料危機の解決策となるか?5分でわかる「細胞農業」 | Shojinmeat Project | Medium ➡︎
米国における食肉代替食品市場の現状|農畜産業振興機構 ➡︎
EUにおける新規食品(Novel Food)規制(2018年12月) | JETRO ➡︎
2022年度業界動向レポートサマリー版 | GFI ➡︎
The science of cultivated meat | GFI ➡︎
The science of fermentation (2024) | GFI ➡︎
90 Reasons to Consider Cellular Agriculture | Cellular Agriculture Society ➡︎
What’s Cooking? An assessment of potential impacts of selected novel alternatives to conventional animal products | UNEP ➡︎
Precision Fermentation Home Page | RethinkX ➡︎
The edible insect sector in Canada and the United States | PMC ➡︎

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