牛不是制造牛奶的,而是种子? 影响食品未来的β酪蛋白研究

牛不是制造牛奶的,而是种子? 影响食品未来的β酪蛋白研究

不是“挤”牛奶,而是从植物中“收获”牛奶的未来

提到牛奶的来源,很多人会想到牧场和奶牛。然而,将来,这个答案中可能会加入“农田”。

以希伯来大学为中心的研究团队成功地让植物种子生产出构成牛奶的重要蛋白质之一——β酪蛋白。而研究人员关注的并不仅仅是检测到目标蛋白质这一结果。β酪蛋白并没有进入最初计划的细胞内储存位置,而是以一种未曾预料的结构与种子的油滴紧密结合并积累。

对于研究人员来说,这是一个“未能如愿”的结果。然而,这一看似失败的现象可能成为让植物储存复杂动物来源蛋白质的捷径。

此次成果并不是改良版的杏仁奶或燕麦奶。研究的目标不是通过植物的味道或成分来模仿牛奶,而是让植物细胞制造出牛奶中实际含有的蛋白质。这一差异对于思考替代乳制品和植物性奶酪的未来至关重要。


为什么β酪蛋白很重要

牛奶中含有水分、脂肪、糖、矿物质、维生素和多种蛋白质。其中,酪蛋白不仅是营养来源,还在形成乳制品特有的质感方面发挥着重要作用。

尤其是在奶酪中,酪蛋白聚集形成结构,包裹脂肪和水分,从而产生凝固方式、弹性、光滑度、口感等特性。植物性奶酪常被评价为“不易融化”“不拉丝”“油腻”的原因之一是其不具备与真正乳制品相同的酪蛋白结构。

目前的植物性食品通过组合淀粉、植物油、增稠剂、大豆或坚果蛋白等来再现接近乳制品的口感。尽管技术在进步,但要在加热时的拉伸和凝固、发酵时的表现上完全与牛奶相同仍然困难。

如果能够稳定地从植物中提取β酪蛋白,就有可能在食品中加入植物性原料难以再现的功能。未来的用途不仅限于饮料,还包括奶酪、酸奶、蛋白质食品、婴幼儿营养食品、医疗及老年人食品等多个领域。

不过,此次研究并不是“从植物中生产出完整牛奶”的故事。生产出来的仅是构成牛奶的一种蛋白质,并未确认其作为食品的味道、香气、消化性、安全性和加工适应性。

研究成果的价值不在于成品,而在于获得了在植物内制造并储存乳蛋白质的新线索。


将种子变成小型生物工厂

研究团队利用的是在植物研究中广泛使用的拟南芥。由于其体型小、世代交替快、易于研究基因功能,被称为植物版的模式生物。

研究人员将生产牛β酪蛋白的遗传信息导入植物,并结合了存在于植物油滴表面的油体蛋白的一部分。

油体蛋白的作用是稳定种子中的油滴。如果能将目标蛋白质与油滴关联,就有望在种子内稳定积累,并在收获后的分离和纯化中变得容易。

此外,为了改变合成蛋白质在细胞内的运输路径,尝试了多个“目的地”。目标是小泡体、叶绿体、液泡等细胞内折叠、修饰和储存蛋白质的区域。

在这些尝试中,确认β酪蛋白积累的是设计为送往液泡的系统。然而,通过电子显微镜详细观察,发现β酪蛋白并不存在于液泡中。相反,它聚集在细胞质中出现的球状高密度结构中,周围存在大量小油滴。

通过使用抗体和金颗粒定位的免疫金标记,也确认了该凝集体中同时存在β酪蛋白和油滴相关蛋白质。

研究团队指出,融合蛋白可能在改变油滴结构的同时,形成了类似自然界酪蛋白胶束的蛋白质和油的集合体。

换句话说,植物没有将货物运送到研究人员指定的仓库。相反,它自行创建了类似仓库的结构,容纳了异质蛋白质。


“意外”具有价值的理由

在让植物生产重组蛋白质时,除了生产之外,同样重要的是在细胞内不被破坏地保存。

细胞具有分解被判断为不需要或异常的蛋白质的机制。即使能大量生产,如果很快被分解,产量也不会提高。此外,如果蛋白质妨碍细胞功能,植物的生长或种子形成本身也会恶化。

此次,表现最好的系统中,重组β酪蛋白占种子可溶性蛋白质总量的约1.26%。研究团队认为,与过去的植物酪蛋白生产研究相比,这是一个具有竞争力的水平。

此外,该系统的发芽率为91%,至少发芽能力得到了保持。

意外的凝集体可能是植物细胞隔离外来蛋白质并在减少自身损害的同时保存的机制。如果能解明其形成条件,或许可以应用于β酪蛋白以外的食品用酶、疫苗原料、抗体、营养蛋白质等其他高附加值成分。

利用植物作为生产设备的“植物分子农业”具有不依赖于巨大发酵槽,而是利用播种、种植、收获的现有农业基础设施的吸引力。

干燥种子易于保存,可能实现生产区域的分散。与需要电力和设备投资的精密发酵不同,或许可以建立不同的供应模式。


实用化的候选是耐旱的红花

拟南芥虽然在研究中很方便,但并不适合商业生产。因此,下一阶段需要转向产量高、栽培、收获和榨油机制完善的作物。

根据大学方面的发布,研究人员已经进入将乳蛋白质基因导入红花的阶段。

红花是一种从种子中提取油的作物,具有较强的耐热和耐旱性,可能成为干旱地区的栽培候选。也有可能利用现有的油料种子加工设备,同时生产油和高附加值蛋白质的构想也可以考虑。

这里重要的是,不是植物来源的蛋白质,而是利用植物作为制造装置,生产与牛来源相同序列的蛋白质。“植物性”和“乳来源”的界限因制造方法而变得复杂。

如果将来能从红花田中收获乳蛋白质,乳业和植物农业可能不再是简单的竞争关系。

传统牛奶可能用于饮用或地方品牌、高品质奶酪,而植物生产的蛋白质可能用于加工食品和营养材料等,按用途分工的可能性也存在。


SNS上对“未来感”的惊讶,但直接反应仍然较少

 

介绍这项研究的Phys.org文章刚于2026年7月19日发布。可确认范围内的SNS反应仍然有限。

文章页面显示有43次分享,而公开评论为零。LinkedIn的帖子在确认时也仅有少数反应,Hacker News上的帖子也只有数个点数规模。

另一方面,在Threads和Facebook上,分享的帖子突出了“种子生产出牛的β酪蛋白”“未在目标液泡而是在油滴附近积累”等研究的意外性。

在Instagram上,也有将植物视为食品技术“下一步”的未来导向展示。

现阶段,与其说是激烈对立的赞成与反对,不如说是“植物生产真正的乳蛋白质”这一说法的力量先行。惊讶、好奇心、科幻般的未来感是初期反应的中心。

不过,这项研究本身的评论较少,并不意味着社会性论点较少。

查看过去关于通过发酵生产的无动物乳蛋白质的SNS帖子,消费者的反应大致分为四类。


对环境和动物福利的期待

第一类是从动物福利和环境负荷的角度表示欢迎的声音。

如果可以不饲养牛而享用味道和口感接近真实的乳制品,人们表示愿意尝试。关于使用无动物乳蛋白质的冰淇淋和饮料,也有“比普通植物性产品更像乳制品”“想尝试新产品”的评价。

对于植物分子农业,也可能会有减少农地、水和温室气体排放的期待。

不过,仅仅因为是植物生产,并不意味着环境负荷一定较低。需要对包括肥料、农机、干燥、运输、提取、纯化在内的全过程进行评估。


“无动物使用”和“无乳使用”的混淆

第二类是对词语不清晰的困惑。

“无动物使用”“无乳使用”“植物性”“素食”“含乳蛋白质”并不具有相同的意义。

即使不使用牛进行生产,若最终分子是乳蛋白质,成分上仍接近乳制品。对于因伦理原因避开乳制品的人可能接受,但对乳蛋白质过敏的人可能是危险的。

在过去的SNS上,也反复出现过“即使不使用动物,为什么还是乳过敏原”“不清楚是素食者可用还是乳制品”的混乱。

如果这项技术被食品化,除了吸引人的宣传语外,还必须明确传达包含什么,谁需要避免。


对基因改造的警惕

第三类是对基因改造或“人工食品”的警惕。

即使是植物生产,由于引入基因进行生产,消费者将要求安全性评估、栽培管理、与其他作物的杂交防止、透明的标识。

仅仅科学地证明食品没有问题并不一定足够。需要清晰地解释使用了哪些基因、在哪里种植、如何纯化、最终产品中是否残留植物DNA或其他成分。

在植物分子农业中,防止与普通食用作物混入的生产管理也很重要。需要包括栽培地点、收获机、运输容器、储存设施、加工设备在内的封闭机制。


对价格和可获得性的现实疑问

第四类是对价格和可获得性的疑问。

在实验室中能够生产与食品企业能够稳定大量采购之间存在很大距离。即使味道好,价格高的话,市场也会受到限制。

在过去关于无动物乳制品的SNS帖子中,除了对味道的期待外,还常见“在哪里可以买到”“价格是多少”“能否以与传统产品相同的价格销售”的问题。

植物生产虽然可能利用农业设备,但也存在天气导致的产量波动、栽培周期、纯化设施建设等不同于发酵槽的成本因素。

是否真正普及,不在于能否科学地制造,而在于能否以所需的价格生产所需的量。


“不使用牛”和“乳过敏应对”是不同的问题

如果这项技术商品化,最需要谨慎说明的就是过敏问题。

乳糖不耐症是指难以分解牛奶中的糖——乳糖的状态。而乳过敏是免疫系统对酪蛋白或乳清等蛋白质的反应。

即使植物内生产的β酪蛋白不含乳糖,对于需要避免β酪蛋白的人来说,也不一定安全。

因此,仅仅“未使用牛”“植物生产”的表述是不够的。伦理上虽然是无动物的,但作为过敏原可能相当于乳成分。

将来的商品标识中,需要明确区分制造来源和过敏原信息。

同样的问题也与素食标识有关。有人认为由于未直接利用动物,因此是素食者可用的,而另一方面,由于基于牛的遗传信息生产乳蛋白质,也有人不接受。

这不是仅凭科学就能决定的问题,而是伦理、认证制度、消费者价值观交叉的领域。


尚未实现“从农田中制造奶酪”

正因为是备受期待的研究,更需要准确看到现阶段的局限。

首先,产量仍然很少。尽管可溶性蛋白质的1.26%这一数字比过去的研究高,但从种子整体重量来看仍然是很