从7000美元降到2000美元/公斤！NovoNutrient用二氧化碳撬动23亿美元类胡萝卜素市场

全球水产饲料生产商、尤其是中国饲料公司，几年前就一再强调，比起饲料营养的来源，他们更加关注新型替代产品的价格是否与传统饲料价格相当，一旦价格持平，就会立即改用新型合成饲料。

以上发言来自F3的一次会议。F3是一个未来水产饲料协作网络，为非政府组织、研究人员和企业合办，以加快和支持创新的水产养殖替代饲料成分的推广，如细菌粉、植物性蛋白质、藻类和酵母等，旨在取代野生捕捞的鱼类。

与此同时，全球范围内能源价格的急剧攀升，及其引发的通货膨胀现象，正悄然成为推动替代蛋白行业蓬勃发展的潜在力量。F3同时指出，替代能源因其有计划的物流，可以最大限度地降低能源成本。相比之下，渔业的物流难以预测，需要用昂贵的柴油船捕鱼，以鱼粉为代表的水产饲料变得更贵。因此，以合成生物学为手段研发的新型饲料营养物有望开辟新的市场。

F3在会议上特别提到了一家名为NovoNutrients的初创企业，它一度从创新能源赛道转向水产养殖营养物，后又拓展到食品领域。利用微生物发酵平台将二氧化碳转化为单细胞蛋白，其转化的蛋白质品质与牛肉相当。此外，该公司称其碳捕获工艺对于每吨蛋白质可回收约两吨二氧化碳。F3称这类替代成分制造商具有额外优势。

NovoNutrients最初名为Oakbio，早在2008年就成立，并于2009年开始运营，但该技术平台最初旨在生物制造正丁醇和聚羟基链烷酸酯（即PHA，一种生物聚合物）。

真正的转折点发生在2017年。

彼时专门从事水产养殖投资的David Tze在2017年1月的鱼类免费饲料研讨会上首次接触到Oakbio。据他介绍，从普林斯顿毕业后，他加入了一家咨询公司，之后联合创办了多家互联网公司；2004年其进入风险投资领域，专注于水产养殖业的投资。

 David Tze

据Tze回忆，在第三天也是最后一天有一个小型交易会，其中一张桌子上有几个小瓶里的蛋白质粉。“当我继续追问时，我意识到这家公司正在追求真正令人惊奇的东西，即从工业排放的二氧化碳中制造蛋白质。”受此震动Tze我花费大约半年时间在加利福尼亚州的一个实验室团队调研，并持续评估NovoNutrients，包括聘请三名博士进行两项技术调查，以确认其科学性。随后，在NovoNutrients创始人Brian Sefton的同意下，Tze加入公司成为全职员工。

此后，他开始正式领导公司转型。首先，公司名从Oakbio正式变更为NovoNutrients，此外Tze在水产养殖市场长年积累的商业嗅觉让他带领公司从燃料开发领域淡出，正式进军有市场前景的水产养殖营养物研发，而这只是个开始。

为了更上一层楼，也为了让公司业务不止满足于水产养殖营养物研发，而是将业务拓展到食品领域，并声称公司将用工业二氧化碳、廉价氢气和天然微生物来生产供人类和动物食用的高级蛋白质。

为此，NovoNutrients开始引入全新的管理团队。2022年，已经成为NovoNutrients首席执行官的Tze宣布引入4位技术团队领导。

Joachim Ritter任NovoNutrients首席技术官。在过去的二十年中，他一直领导着美国化工巨头——杜邦公司中央研究中心的团队。此前， Ritter还曾担任 Zymergen 的研究和技术副总裁，负责Zymergen 的微生物生物制造平台可实现化学产品的设计和扩大。

新晋的生物学高级副总裁Kedar Patel负责开发与提升NovoNutrient的基础分子生物学和微生物学能力，并最终创建和表征其产品核心的生产细胞系。Patel曾在Zymergen领导团队，创建和运营高通量平台，用于在广泛的工业相关生物体（细菌、酵母、丝状真菌）中进行DNA 组装和微生物工程。他曾帮助Amyris 建立了用于酵母高通量工程的自动化菌株工程管线。不仅如此，Patel在合成生物行业拥有超过20年的经验，也是20多项专利和出版物的作者/发明人。

工程副总裁Satish Lakhapatri负责放大、反应器设计和工艺开发。在加入NovoNutrients之前，他曾在工业生物技术公司Calysta担任工程总监近四年，并曾在Codexis、Siluria Technologies工作多年。Lakhapatri还是多项关于反应器设计和工艺放大的专利和出版物的作者/发明人。

Bhupendra Soni加入NovoNutrients担任食品技术总监，他拥有30年的生物科学和发酵经验。他曾在MycoTechnology作为发酵副总裁帮助领导食品发酵项目超过5年，也是12项授权专利和8项已申请专利的发明人，其中数项与食品蛋白质应用有关。在Soni发表的20 多篇论文中，有篇关于气态发酵的优化。

就在2020年9月，NovoNutrients转型3年后，旗下新型饲料蛋白产品就接受了领先的鱼饲料制造商Skretting的测试。2021年7月，NovoNutrients宣布获得470万美元的融资，由由Happiness Capital领投，加上先前筹集的430万美元，NovoNutrients有900万美元的股权融资资金。

根据Tze的说法。NovoNutrients的转型之路并没有想象中的难走。基于公司在Oakbio时期积累的宝贵的工艺和技术资源，能源到营养品的转型，他们更像是站在巨人肩膀上的一次创新。

Oakbio时期的PHA产品由微生物在缺氮时自然产生。因此，当NovoNutrients要转向生产一种营养产品时，技术策略则更多倾向于尽量减少PHA的产生，因为PHA是细菌用来储存能量的，就类似于人类将能量储存为脂肪的方式。

在此基础上，用二氧化碳合成PHA的技术在合成营养物时同样适用。由于原料（二氧化碳）不变，因此同类型的生物反应器就无需重新设计，只需稍加改造。而合成PHA或正丁醇与合成营养物的主要区别，在于基因改造工程和下游加工环节。不过巧合的是，这对于合成正丁醇来说是一大挑战，但对于合成单细胞蛋白来说则相对简单。

NovoNutrients需要在已有技术与工艺的基础上，开发出类似合成功能菌群（synthetic microbial consortia）的平台。所谓合成功能菌群，即指人工创建的两种或多种已知微生物在特定的可控环境条件中形成的共培养体系。

NovoNutrients的专利申请命名了多达几十种物种，包括包括细菌、酵母、其他真菌和微藻。对微生物的掌控，构建了NovoNutrients的护城河。其中，细菌是NovoNutrients深耕的核心方向。这种类似合成功能菌群平台的方式能够让NovoNutrients交付定制产品。例如调整植物牛排中的氨基酸和脂肪含量，也可以针对婴儿配方奶粉中使用的不同氨基酸和脂肪进行优化。

至于将二氧化碳这样最常见的气体变成蛋白质等营养物质的过程，也正是NovoNutrients搭建自身循环平台的基础。NovoNutrients的技术人员将二氧化碳气体溶解至水中——氧气、氨和供生物体生长的最小介质，并保证这种最小单位介质中富含便宜的硫、磷和钾（通常作为无机矿物盐），形成微生物培养基。上述过程均在发酵罐内进，值得一提的是NovoNutrients的发酵罐形状为特殊定制，且不对外公开，据Tze介绍，公司知识产权和商业秘密都藏在发酵这一环节。

随后，NovoNutrients采用连续进料和收割的方式，并将湿料脱水后，根据不同产品特性，进行对应的下游加工。而单细胞蛋白恰恰是操作流程最简单的产品，只需离心或过滤，然后进行干燥、灭菌和纹理化。

NovoNutrients技术的一大特点是，无需实验室级的二氧化碳或氢气，哪怕是用混合或未经处理的排放气体（即丰富且低成本的二氧化碳、氢气和氧气），都能合成单细胞蛋白，从而消除了巨大的上游处理成本。且对气体和液体进行再循环，能最大限度地减少废水。与此同时，NovoNutrients还申请了专利，能够将废培养基用作其他发酵的生长培养基。

NovoNutrients的核心循环价值链：输入（绿色，左）被捕获并喂给生物反应器（蓝色）中的微生物，然后微生物将这些营养物质发酵成蛋白质（橙色），用于食品和饲料产品（绿色，右），产生的排放物可以再循环到生物反应器中

特有方式合成的食物蛋白产品效果显著，在针对3岁及以上儿童的蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）中取得了1.14分。与牛肉的得分相同此外，这种单细胞蛋白是100%可消化的，相比大豆和藻类，还特别富含支链氨基酸。与此同时，NovoNutrients蛋白质的氨基酸谱还优于所有常见的植物性替代蛋白：几乎没有碳水化合物。这种低脂肪百分比意味着保质期能更长。并且，由于缺乏常见的抗营养物质，如植酸盐或凝集素，能更大程度保证营养。

同样重要的是，NovoNutrients还在产品口感层面下了功夫，并且正在筹备专门的“试吃小组”。据已经试吃过多首席执行官Tze的描述，有“像肉汤一样的咸鲜香味”。

提及商业模式时，Tze 表示，公司的财务计划依赖于销售微生物以及建设、运营和维护设施的许可，并主要通过商业合作开展定制产品业务，NovoNutrients 也会负责产品的营销和业务开发。当前，NovoNutrients更多从宠物食品市场入手。从2023年开始，NovoNutrients 就在与宠物食品制造商洽谈，旨在为公司开辟新的潜在市场。根据 BENEO 对5个国家的 2500 名宠物主人进行的调查发现，80% 的受访者在为宠物选择食物时会考虑可持续性因素，超过一半的受访者会出于气候考虑选择植物蛋白。

2023年4月，公司与能源巨头Woodside Energy签署了一项价值300万美元的技术开发协议，以支持更大规模中试系统的建设和运营，NovoNutrients将建立一个试验规模的工厂。Woodside Energy为澳大利亚最大的独立石油和天然气公司，全球排名前十，市值高达372.6亿美元。同时，NovoNutrients宣布进军类胡萝卜素生产，规模已达到吨级，预计2025年扩大到数百或数千吨级。

类胡萝卜素是一类由植物和某些光合微生物生成的呈红色、橘黄色或者黄色的亲脂性异戊二烯类色素，一般在波长 300～600 nm之间有吸收峰。类胡萝卜素具有抗氧化剂的作用，是主要存在于植物和海洋生物中的天然色素，可产生鲜艳的颜色，例如胡萝卜中的橙色或西红柿中的红色。特定的类胡萝卜素为人类、狗、猫和鱼提供额外的适口性和其他益处，有助于良好的视力、免疫系统功能等。

目前，天然类胡萝卜素被认为是最有效的，其中又以作为酮式类胡萝卜素的虾青素最为出名。天然虾青素每公斤纯品价值超过7000 美元。与合成石化产品相比，它被认为具有更高的生物活性和生物利用度，合成虾青素的售价通常约为每公斤2000 美元。而NovoNutrients的创新技术通过生产高质量的天然类胡萝卜素来提供竞争优势，其售价接近合成石化产品价格。

而Expert Market Research也给予NovoNutrients高度评价，称其使天然类胡萝卜素能够以合成价格出售，并有望由此成为全球类胡萝卜素市场的主要参与者。目前已报告了约 850 种天然存在的类胡萝卜素，预计到2027年，天然类胡萝卜素的市场规模将达到23亿美元。

而与Woodside Energy的合作将巩固NovoNutrients对自身以服务为导向的定位：即授权其核心技术，为公司提供工厂建设和运营方面的建议，并帮助寻找终端产品的买家。

NovoNutrients于2024年7月宣布了在最新的A轮融资中筹集了1800万美元（1650 万欧元）。此轮融资正是由Woodside Energy领投，中国可持续材料投资公司CM Venture Capital 联合领投；IndieBio、Decarbonization Consortium、Happiness Capital、The Jeremy and Hannelore Grantham Environmental Trust和Audacy Ventures参投。正像是印证Woodside Energy的判断，NovoNutrients的资金池还在不断扩大，以支撑其持续扩张的业务。