在2024年,由于气候变化、病害流行、供应链中断以及部分产区(如西非主要产区)的劳动力和伦理问题等多重因素的叠加,传统可可豆的供应受到严重限制,导致全球市场上可可豆价格大幅上涨。
2024年全球巧克力零售价平均上涨11.6%,韩国、马来西亚等地品牌已上调产品价格12%-15%。高昂的原料成本直接推高了巧克力生产成本,使得传统生产方式面临成本压力和供应不稳定的双重挑战。
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传统可可的困境与替代技术的崛起
传统可可生产高度集中于西非地区(科特迪瓦占全球产量40%以上),但其种植模式导致森林砍伐、土壤退化及重金属污染等问题。而2024年科特迪瓦可可到港量同比减少74%,交易所认证库存降至19年最低点,进一步加剧市场恐慌。与此同时,消费者对“清洁标签”和伦理供应链的需求日益增长,促使企业探索更可控的生产方式。
在此背景下,细胞培养技术成为突破方向。该技术通过实验室培养可可细胞,直接合成可可脂、多酚等核心成分,其原理与流程包括:
细胞分离与筛选:从优质可可豆中提取目标细胞,例如瑞士Food Brewer公司通过显微分析和AI筛选出具有理想风味特征的细胞系;
规模化增殖:在生物反应器中优化营养液(含糖类、维生素、矿物质)和环境参数(温度、pH),如以色列Kokomodo公司利用液体培养基实现细胞高效扩增;
代谢产物诱导:通过调整激素浓度或压力条件,刺激细胞合成可可脂及风味物质,例如美国California Cultured通过模拟自然环境激活特定代谢路径;
后处理工艺:收获的生物质需经干燥、烘焙等工序,瑞士Food Brewer的“类发酵”处理技术可保留可可的复杂香气层次这一过程类似于细胞培养肉技术的原理,即不依赖传统种植和采摘,而是通过体外培养直接获得目标食品成分。这种方法可以更精确地控制生产环境,从而在理论上实现产品质量和成分的一致性,同时减少对环境和劳动力的依赖。
技术优势与商业化进展
虽然代可可脂的成本更为低廉,但只在外观和部分物理指标上可以模仿可可脂,但往往由于脂肪酸组成和结晶结构的不同,导致口感较粗糙、融化速度较慢,且风味层次和香气较为单一。而且代可可脂通常含有较高比例的饱和脂肪,部分产品在制造过程中可能经过部分氢化,产生反式脂肪酸,这类脂肪对心血管健康不利。
而细胞培养方法依托生物反应器、培养基和精细调控的生长条件,能够在体外模拟可可细胞的天然合成过程,这种方法有望保留可可细胞原有的生物活性成分和天然脂肪酸比例,这样生产的原料更接近天然可可脂的成分和结构。在口中具有独特的丝滑融化特性和浓郁的可可香味,这正是高品质巧克力的核心竞争力。
目前在食品工业中,细胞培养技术已较为常见于细胞培养肉、细胞培养奶等领域,已有多家初创企业和科研团队在积极探索和研发。不过,利用细胞培养技术生产巧克力原料仍属于新兴领域,目前还处于研发和试验阶段,尚未像细胞培养肉那样进入大规模商业化生产。以下是一些在该领域积极研发的企业:
California Cultured
这是一家总部位于美国加州戴维斯的食品科技公司,成立于2020年,致力于使用细胞培养技术生产可可产品。他们从具有理想感官特性的可可植物中采集样本,收获细胞,然后在模拟可可生长环境的生物反应器中培养这些细胞。该公司已获得400万美元的投资,用于推进其技术研发。
Celleste Bio
这是一家细胞培养可可的初创公司,近期获得了450万美元的种子轮融资,投资者包括奥利奥制造商Mondelez International。利用AI优化细胞培养流程,声称单次培养1吨可可脂仅需1-2颗豆子,化学指标与传统产品一致。
Food Brewer
这是一家瑞士初创公司,正在通过细胞培养技术革新可可和咖啡的生产方式。他们从可可豆中提取细胞,在营养凝胶上培养,随后将其放入含有糖分、维生素、矿物质等的营养液生物反应器中进行培养。该公司计划到2026年与合作伙伴一起将细胞培育巧克力推向市场。
Kokomodo
这是一家以色列初创公司,利用植物细胞技术在生物反应器中本地化生产可可。他们的目标是通过细胞农业技术,确保全年稳定、可持续的优质可可供应,减少对土地、气候和热带地区的依赖。
明治控股公司
这家日本食品巨头正在利用细胞技术培育巧克力原料可可。他们从天然可可中提取细胞,利用培养装置让细胞增殖,以应对可可供应的不稳定性。
挑战与未来展望
尽管前景广阔,该技术仍面临多重挑战:
成本瓶颈:培养基配方复杂(含70-100种化学成分),规模化生产设备投入高,当前成本约为传统可可的2-3倍;
法规壁垒:各国对细胞培养食品的审批标准不一,例如美国FDA要求2025年提交安全性数据,欧盟则需额外进行伦理评估;
消费者接受度:市场调研显示,40%消费者对“实验室巧克力”存在认知壁垒,需通过透明化生产流程增强信任。
行业预测显示,到2030年全球细胞培养可可产值将达1.07亿美元,年复合增长率23%。随着技术迭代与政策支持(如中国《全链条支持创新药发展实施方案》推动培养基国产化),这一技术或将成为重塑巧克力产业的关键力量,甚至催生“零碳巧克力”“定制风味巧克力”等新品类,为全球食品工业的可持续发展提供范式。