发酵

可可碱（3,7-二甲基黄嘌呤）——可可的标志性黄嘌呤生物碱——如今从可可加工副产品（Cargill）中提取并由甲基黄嘌呤 API 制造商（Bajaj Healthcare、CSPC Innovation Pharma）生产，而精密发酵和零毁林分子合成路线（DSM-Firmenich、Fermtech）在 EU 毁林条例压力下兴起；本文涵盖纯分子，区别于无可可巧克力替代品。

辣椒素——辣椒的辛辣辣椒素属生物碱——正处于植物细胞生物技术（Debut 的免种植发酵）、精密发酵风味调控（DSM-Firmenich、Givaudan）以及由印度 Plant Lipids 支撑的百年辣椒树脂提取物提取基地的交汇点；发酵路线生物合成仍处于兴起阶段，而提取仍主导全球供给。

经工程化改造的酵母和丝状真菌现已能够表达母乳中的生物活性蛋白——尤其是乳铁蛋白这种仅占乳清蛋白 1%、历史上每公斤售价超过 650 美元的'粉色黄金'——弥合婴幼儿配方乳粉与母乳之间的差距。随着首批美国 FDA GRAS'无疑问'函（TurtleTree 2025、All G 2026）以及雀巢-Helaina、Novonesis-TurtleTree 合作的落地，精密发酵成分正从 B2B 供应走向终端早期营养产品。

重组丝素蛋白与蛛丝蛋白——通过微生物精密发酵（Spiber 的 Brewed Protein™、AMSilk 的 Biosteel、Bolt Threads 的 MicroSilk）、转基因家蚕 Bombyx mori（Kraig Biocraft 的 MaSp1/MaSp2）或从家蚕茧中纯化提取用于生物材料（Sofregen Medical 的 SilkVoice，FDA 获批的 ENT 器械）——已在 2026 年实现商业化量产：Spiber 的泰国罗勇工厂及 2025 年与意大利纺纱厂的合作（Botto Giuseppe、Manifattura Sesia、Achille Pinto）以工业吨位产出 100% Brewed Protein 纱线；AMSilk 的生物工程纱线在 Balenciaga 2026 春夏系列亮相，Ajinomoto Foods Europe 位于法国 Nesle 的专用 160 m³ 发酵工厂于 2026 年 7 月投产；Kraig Biocraft 通过越南的转基因蚕在 2026 年 3 月产出 1.3 公吨重组蛛丝蚕茧（4 月 1.8 MT）；Sofregen Medical 的 SilkVoice 持有两项 FDA 510(k) 许可（K180631、K240919），用于声带内侧化，并在 2026 年 Laryngoscope 33 名患者研究中得到验证。Bolt Threads 于 2026 年 3 月就重组丝素多肽作为个人护理中硅油替代物申请专利（US20260069524A1）。

可可价格冲击（西非干旱、CSSV病害、价格突破每吨10,000美元）与欧盟《禁止毁林产品法规》共同推动真实的B2B资本涌入无可可替代品：Planet A Foods基于燕麦/葵花籽的ChoViva现已供应玛氏（Mars，2026年5月推出）和汉莎航空；嘉吉（Cargill）在北美分销Voyage Foods基于葵花籽/葡萄籽的NextCoa（同样于2026年5月推出）；英国WNWN Food Labs将大麦和角豆发酵成其Waim!能量棒；而California Cultured的细胞培养可可生物质仍处于中试阶段，等待FDA GRAS申报。截至2026年，未有中国商业化生产商（江南大学的可可脂等效物酵母研究、Bota Biosciences、Bluepha）获得信源确认。

生产丙烯酸（高吸水性聚合物、涂料、涂层和胶粘剂背后的C3单体）的可再生路线，涵盖两条截然不同的价值链：基于生物乙醇的生物基丙烯酸酯已由Arkema（法国Carling，自2024年10月起生产40%生物碳含量的生物基丙烯酸乙酯）和BASF（路德维希港，2024年8月将丙烯酸乙酯产品组合转为生物基）实现商业化生产；以及通过3-羟基丙酸（Cargill的Issatchenkia orientalis SD108平台）或直接酵母发酵（Genomatica的Saccharomyces cerevisiae宿主，实验室滴度约30 mg/L）直接发酵生产丙烯酸的路线，仍处于中试或研究阶段——截至2026年尚无经确认的中国商业化生产商。

生物基增塑剂以可再生替代品取代受监管的石油基邻苯二甲酸酯（DEHP、DBP、DINP——受 EU REACH SVHC 授权及美国 EPA 对内分泌干扰效应审查）：环氧大豆油（ESO/ESBO，领先的非邻苯二甲酸酯产品，占中国增塑剂消费量约 8.4%）、异山梨醇二酯（源自淀粉/山梨醇）、柠檬酸酯（ATBC，可用于食品接触）、基于腰果壳液的产品（腰果酚）以及质量平衡生物归因树脂（ISCC PLUS）。Arkema 为其马来西亚 Pasir Gudang 树脂工厂获得 ISCC PLUS 质量平衡认证（2025 年 2 月），并在新加坡投产 2000 万美元的 Rilsan® Clear 透明聚酰胺装置（2026 年第一季度，蓖麻油基生物碳含量 45-62%）；Lanxess 推出了采用生物质原料的可持续版 Mesamoll®，并在 2026 年轮胎技术博览会（汉诺威，3 月）上展示了 Vulkanox 4060（6PPD 替代品）。ESO/ESBO 在产量上占主导地位（美国 Cargill、印度 VVF、中国 Shandong Longkou），已根据 FDA 21 CFR 178 和 EU REACH 获批用于食品接触级 PVC。

可再生碳生物溶剂 — 由发酵乳酸制得的乳酸乙酯（Corbion的Biviture品牌、Galactic的Galactic bio-solvents产品线、现归Shrieve Chemical所有的Vertec Biosolvents玉米基MEK替代品）以及生物乙醇制得的乙酸乙酯 — 在涂料、涂层、工业脱脂和制药工艺中替代MEK、甲苯和二甲苯，与BASF的生物质平衡BMBcert中间体并行（后者通过质量平衡核算将可再生碳归因至现有溶剂系列） — 这是一个成熟的商业利基市场，截至2026年尚无经确认的中国或印度专门生产商。

重组人血清白蛋白（rHSA）以生物合成生产 HSA 分子（在酵母 Pichia pastoris、Hansenula polymorpha 或植物水稻胚乳宿主中）取代血浆来源 HSA（pHSA）——后者自 1940 年代以来受限于献血供应与病毒污染风险：禾元生物的 OsrHSA（奥福民®）于 2025 年 7 月成为全球首个 NMPA 获批的 rHSA 治疗性注射剂，年产 100 万瓶产能，并在 22 家中心完成失代偿期肝硬化 III 期临床试验；InVitria 的 Exbumin（水稻来源，ExpressTec 平台）是 Merck ERVEBO 埃博拉疫苗的辅料——首个获 FDA/EMA/PMDA 批准的水稻 rHSA 注射级产品——Optibumin 25（2025 年 4 月上市）是首个用于密闭系统生物制造的重组 25% HSA；Proliant 于 2026 年 6 月 24 日上市 AlbufreeDX 用于诊断；Basic Pharma（荷兰）+ ARTES Biotechnology（德国）以 Hansenula polymorpha 生产 rHSA；印度 Shilpa Medicare 的 sRbumin® 于 2024 年 8 月完成印度首个 rHA I 期临床，2024 年 11 月获 CDSCO III 期批准，并与 Orion 签署欧洲商业化协议。全球 rHSA 市场 2025 年为 1.66 亿美元，预计 2035 年达 4.21 亿美元（CAGR 9.75%）。

重组与新一代工程化肉毒神经毒素（BoNT）——通过 DNA 技术表达或重新配制为无复合物 / 即用型液体——正在取代传统的肉毒梭菌（Clostridium botulinum）分批发酵：AbbVie/Allergan 的 Boey®（trenibotulinumtoxinE，重组血清型 E）于 2026 年获得欧盟与加拿大卫生部批准，最快 8 小时起效，持续 2-3 周，覆盖 2,100+ 名 III 期患者；Galderma 的 Relfydess™（relabotulinumtoxinA，PEARL™ Technology 即用型液体）覆盖 33 个市场，包括 2026 年欧盟 16 国批准；Merz 的 Xeomin（incobotulinumtoxinA，无复合蛋白的裸毒素）获 79 国批准；Eirion 的 AI-09 即用型重组注射液体在 96 名 I-II 期受试者中最高剂量达到 6 个月持续期。中国兰州生物制品研究所 / CNBG 的 Hengli®（衡力）—— 国内首款 BoNT-A（2002 年获批，30+ 年传承）—— 凭 2025-2026 年腋窝多汗症与良性咬肌肥大两项国内首批适应症领跑本土市场，而国内重组肉毒研发仍处于临床前。

由细菌、酵母发酵植物油与糖类制得的微生物糖脂类表面活性剂（鼠李糖脂、槐糖脂、MEL）——可生物降解、低毒，在洗涤剂、个人护理、农化助剂与三次采油中替代石化表面活性剂。

通过工程酵母和丝状真菌生产的重组乳清蛋白、酪蛋白和蛋清蛋白，与畜牧业相比减少温室气体排放90–97%和用水量95–99%。

宠物肠道健康种特异性益生菌和耐热后生元——32亿美元市场，年增长率11%。

通过发酵镰刀菌、脉孢菌和木霉生产真菌蛋白与菌丝体材料——46亿美元市场，年复合增长率12%。

通过精密发酵在体外生产的无蜂蜂蜜：在 Pichia pastoris 中表达的重组蜜蜂酶（转化酶、葡萄糖氧化酶）将植物糖与植物化学物质混合基底转化为化学上与天然蜂蜜完全相同的纯素、低敏蜂蜜。

通过发酵甲烷、二氧化碳加氢或副流生产的微生物单细胞蛋白，成为替代鱼粉和与毁林相关豆粕的高蛋白饲料原料。

利用氢氧化菌在加压气液环路生物反应器中以氢气、CO2 与氧气的混合气培养出的可食用单细胞蛋白——一种脱离土地的“空气造食”路线，到 2026 年已进入商业化示范规模。

工业酶与生物催化以蛋白质催化反应替代化学工艺，在食品、饲料、制药、纺织和生物燃料领域将能耗降低40–70%、削减试剂成本和废弃物排放。全球市场规模超过$7B，2030年前年均增速>6%。

通过精准发酵从C5/C6糖类生产生物基平台化学品——琥珀酸、衣康酸、FDCA和1,4-BDO，替代生物聚合物、塑料和精细化工中的石化原料；2025年市场规模达50亿美元，至2030年CAGR超15%。

以基因工程微生物为细胞工厂，生产蛋白、酶、HMO 和香精——从菌株设计到纯化成分的技术栈，目标滴度 30–50 g/L。

酿造与蒸馏产能（250–500 m³ 罐）被重新定位为重组蛋白的发酵 CDMO 平台——从啤酒和烈酒走向胶原蛋白和白蛋白。