从食品废弃物到佩科里诺风味奶酪 古代智慧通过尖端生物技术复活

从食品废弃物到佩科里诺风味奶酪 古代智慧通过尖端生物技术复活

本应被丢弃的食材,成为下一道“鲜味”

提到食品废弃物,许多人想到的是家庭的厨余垃圾、超市卖不出去的蔬菜、餐厅的剩菜。然而,食品浪费的大舞台其实也存在于我们餐桌上的食物到达之前的工厂。豆浆榨取后的豆渣、植物奶制作后的谷物残渣、可可豆加工后的壳、糖业产生的糖蜜、豌豆蛋白提取后的淀粉和纤维。这些过去常被用作牲畜饲料、堆肥化或以低价处理。

然而,在食品科技的前沿,这些不被称为“废弃物”,而被称为“基质”。它们是微生物生长的基础,通过发酵可以引出味道、香气、营养和口感的原料。

BBC报道的最新动态中,备受关注的是美国斯坦福大学Vayu Hill-Maini研究室开发的食品废弃物来源的奶酪风味食品。这不是用牛奶制作的传统奶酪。通过真菌发酵,将本应被丢弃的食品副产品转变为可以刨在意大利面上的、具有咸味和硬度的“佩科里诺风”或“帕尔米吉亚诺风”食品。

Hill-Maini认为发酵不仅仅是一种保存技术,而是一种重新设计食材的技术。微生物不仅能分解糖和淀粉生成酒精和酸,还能分解人类难以消化的纤维素等纤维,将其转化为更易消化的物质和蛋白质。也就是说,微生物将我们认为“难以食用”或“价值低”的部分转化为其他食材。

这并不是全新的想法。味噌、酱油、纳豆、奶酪、酸奶、啤酒、葡萄酒、面包。发酵是人类长期使用的“古代食品工程”。新的是,基因组分析、AI、精密发酵、生物反应器、厨师的感官评价结合在一起,试图将工业副产品转变为高附加值的食品。


霉菌是“腐败”还是“厨师”

这一技术的关键是被称为Neurospora的真菌。在印度尼西亚,有一种用豆腐制作过程中产生的豆渣等发酵制成的传统食品“Oncom”。在那里,菌类在容易被丢弃的大豆副产品上生长,成为可食用的发酵食品。Hill-Maini等人的研究正是在科学解析这一传统知识,并探索其是否可以应用于其他食品副产品的过程中。

这里重要的是,并不是“任何霉菌都可以食用”。有些霉菌会使食品腐败,具有危险性。在家中偶然长出的霉菌是危险的,而在实验室或食品工厂中管理的菌株、温度、湿度、时间、卫生环境下进行的发酵是完全不同的。发酵食品并不是完全交给微生物,而是由人类控制哪些微生物在何种条件下工作的一种技术。

在社交媒体上,对这一点的反应也明显分化。对发酵了解的人认为“并不如标题所说的那样奇特,而是基于印度尼西亚传统发酵的有趣故事”。另一方面,一般的反应则对“食品废弃物”“霉菌”“奶酪风味”这些词的组合表现出抵触。在发酵社区中,人们对如何获得安全发酵的种菌表现出实践性的兴趣,但在更广泛的社交媒体空间中,“这真的能吃吗”这种直观的不安依然根深蒂固。

这种反应的差异反映了发酵食品所面临的本质性挑战。即使科学上安全且营养价值高,人们也不会持续食用让他们感到“恶心”的东西。相反,在熟悉的文化中,像纳豆、蓝纹奶酪、泡菜这样的强烈气味和菌类的存在反而成为吸引力。食品废弃物来源的发酵食品能否普及,不仅取决于安全性,还取决于名字、外观、香气、食用方式、价格,以及能否让人感到“这不是垃圾,而是食材”的故事塑造。


可可壳、豌豆、糖蜜、豆渣——“剩余物”的反击

此次BBC文章的有趣之处在于,不仅是斯坦福的研究,世界各地的企业也在朝着同一方向努力。

英国的Fermtech正尝试发酵通常被丢弃的可可壳,将其转变为可可粉的替代品。可可壳中保留有巧克力的香气,但由于含有大量坚硬的纤维,人类难以直接作为食品利用。通过微生物的力量分解植物组织,有可能在保留香气的同时将其转变为更易食用的材料。该公司的CEO将他们比作“风味的采掘者”,不是从地下挖掘矿物,而是从被丢弃的副产品中挖掘香气和鲜味。

西班牙的MOA Foodtech将AI与发酵结合。例如,从豌豆中提取植物蛋白后,剩余的大部分是淀粉和纤维。过去这些常被作为廉价饲料或废弃物,但该公司通过AI探索哪种副产品与哪种微生物结合能最有效地生产高营养的材料。BBC文章中提到,过去需要两周开发一个生物过程,现在已达到每小时设计300种方案。这一象征性数字显示,食品开发正从经验和试作的世界转向数据和模拟的世界。

德国的MicroHarvest利用糖蜜等糖业副产品,通过微生物发酵生产蛋白质。该公司强调在24小时内生产高质量蛋白质,并已进入宠物食品市场。宠物食品比人类食品的心理门槛低,同时也可以预期减少环境负荷,因此作为新蛋白质材料的引入对象是现实的。BBC文章中介绍了将糖蜜转变为高端宠物食品的尝试,以及抑制植物蛋白常见苦味的鲜味小吃。

新加坡的Mottainai Food Tech正如其名,受到日语“もったいない”的启发。其代表性产品是通过发酵豆腐和豆浆制作过程中产生的豆渣制成的替代肉“Jiro Meat”。豆渣虽然富含营养,但由于水分多且易腐坏,大量利用困难。通过固体发酵,将其转变为具有口感和鲜味的植物蛋白质材料。此外,该公司还致力于开发植物性金枪鱼,通过微生物的组合抑制豆腥味,提升鲜味和甜味。

这里展现了食品浪费对策的新阶段。传统的食品浪费对策主要是捐赠多余食材、折价出售滞销品、在家庭中吃完、堆肥化等“减少废弃”的思路。发酵食品科技则更进一步。不仅仅是“减少废弃”,而是“从一开始就将副产品重新设计为食品原料”的思路。


AI加速发酵

发酵是古老的技术,但现代的发酵业务已不再是“放任不管”的事情。微生物的基因组、发酵温度、水分、pH值、氧气量、营养源、发酵时间、最终的香气和口感。这些组合是庞大的,人类逐一尝试是来不及的。

因此,AI应运而生。像MOA Foodtech这样的公司,将副产品和微生物的数据结合,预测在何种条件下能获得高产率和理想的营养价值。这介于厨师构思食谱和化工厂优化生产条件的工作之间。最终的要求不仅仅是“能做出来”。而是要便宜、大量、安全、每次都能保持相同的质量,并且美味。

在这方面,发酵食品科技不仅仅是实验室的话题。商业化的壁垒很高。菌株的安全性、法规、消费者接受度、过敏原标识、保存性、味道的稳定性、制造成本、与现有食品制造商的合作、各国的食品认证。任何一个环节的缺失,实验室成功的“未来食品”都无法进入市场。

因此,Hill-Maini的研究室重视驻场厨师和研发厨房这一点很重要。科学家仅仅说“营养价值高”是不够的,消费者不会因此而行动。能否刨削、能否融化、香气如何、是否适合意大利面、厨师是否愿意使用。作为食品的最终评价,不仅依赖分析仪器,还取决于舌头、鼻子和文化。


社交媒体显示普及的两大障碍

 

从社交媒体的反应来看,发酵食品科技面临两大障碍。

第一是对安全性的担忧。在Reddit等发酵相关社区中,有人对使用Neurospora进行食品废弃物的升级再利用表示认可,并对传统的Oncom的关联进行评价,或对获取种菌表现出兴趣。然而,在更一般的食品和霉菌相关帖子中,关于“发酵”和“腐败”的区别常常引发混乱。对于发酵爱好者来说是有吸引力的微生物,对于普通消费者来说可能看起来像“长了霉的食品”。

第二是语言的障碍。被称为“从食品废弃物制作的奶酪”时,不可避免地会让人联想到“吃垃圾”。然而,如果换成“发酵豆渣制成的植物蛋白”“利用可可壳香气的可持续可可”“糖蜜来源的微生物蛋白质”,印象会大不相同。实际上,我们日常食用的许多食品,最初也是从加工副产品或保存的巧思中诞生的。乳清、酒糟、米糠、鱼露、奶酪的蓝纹。文化一旦定型,它就不再是废弃物,而是“素材”。

社交媒体上的怀疑并不一定对技术有害。相反,它告诉我们需要解释的地方。家庭中偶然长出的霉菌与食品制造用的管理菌株是不同的。即便是废弃物,也主要是食品工厂产生的管理副产品,而非腐烂的剩菜。最终产品需要通过安全性测试和法规。没有这些解释,发酵食品科技将停留在“有趣但可怕的东西”上。


“もったいない”将成为下一个产业关键词

这一趋势对日本来说也并非无关紧要。日本拥有味噌、酱油、酒、醋、纳豆、腌菜、麹等发酵文化。同时,还有豆渣、米糠、酒糟、规格外蔬菜、水产加工残渣等许多副产品。将这些不仅仅作为“传统智慧”来保护,而是与现代食品工程、AI、生物技术结合,有可能成为面向全球市场的新食品材料产业。

特别值得注意的是,Mottainai Food Tech将日语“もったいない”作为公司名称。这一词不仅仅是节约。它包含了不浪费物品背后的劳力、自然、时间、生命的感受。食品废弃物的发酵升级再利用可以说是将这种感受翻译为产业技术的尝试。

然而,过度期待也是不行的。并不是所有食品废弃物都能通过发酵解决。有适合发酵的副产品,也有不适合的。收集、储存、卫生管理需要成本。如果消费者不接受,市场就无法扩大。环境负荷是否真的小,需要包括发酵所需的能源、运输、冷藏、包装在内的评价。

尽管如此,这一技术所指示的方向性是巨大的。未来的食品浪费对策不仅仅是“忍耐不丢弃”,而是“将被丢弃的东西转变为想吃的东西”的阶段。不是因为对环境有益而吃,而是因为好吃而吃。结果是废弃物减少。如果能达到这一点,可持续食品将不再是义务感,而是成为饮食文化。


可刨在意大利面的未来

斯坦福研究室开发的奶酪风味食品尚未发表论文,所用废弃物的详细信息尚未公开。商业化过程中还有许多挑战,如安全性、法规、制造成本、味道的再现性等。

尽管如此,“可刨削”“有咸味”“适合意大利面”的描述是有力的。食品科技能否成功,最终取决于餐桌上的形象,而不是专业术语。人们想要的不是“纤维素分解的生物转化”,而是“今天的意大利面上撒上去会很好吃的东西”。

发酵是一项与腐败相邻的技术,但丰富了人类的饮食文化。现在,这一古老技术披上了AI和生物技术的外衣,正面临食品废弃物这一现代难题。可可壳成为可可风味的材料,豌豆的残余成为蛋白质,糖蜜成为宠物食品,豆渣成为替代肉,尚未揭示的废弃物成为奶酪风味食品。

未来的食材不一定完全来自全新的原料。我们忽视的“剩余物”中,或许正蕴藏着下一道鲜味。


出处URL

参照BBC:斯坦福大学的食品废弃物来源奶酪风味食品、Fermtech、MOA Foodtech、MicroHarvest、Mottainai Food Tech等案例。
https://www.bbc.com/news/articles/c78kmj2kyklo?at_medium=RSS&at_campaign=rss

Nature Microbiology发表论文:Neurospora intermedia涉及传统发酵食品Oncom,显示食品副产品可食用化的可能性研究。
https://www.nature.com/articles/s41564-024-01799-3

EatingWell解说文章:使用Neurospora进行食品废弃物食用化,约36小时的发酵,