代替タンパク質の開発と商業化の課題を克服する技術の進歩

R&Dとイノベーションへの取り組みに関する展望

持続可能で倫理的な食品源に対する世界の需要の高まりは、代替タンパク質の著しい進歩につながっています。植物性タンパク質から細胞農業や新しい発酵技術に至るまで、研究者や業界のパイオニアはバイオテクノロジー、データ分析、プロセス最適化を活用して代替タンパク質生産の効率性と拡張性を高めています。スマート発酵技術、遺伝子編集戦略、機械学習支援ツール、押出抽出プロセス、せん断混合技術などは、生産コスト、味と食感の最適化、消費者の受容に関するハードルを克服するために採用されている技術の一部です。このフロスト＆サリバンの分析では、現在の代替タンパク質の生産と採用における潜在的な課題を特定し、加工と製剤の観点からこれらの問題のいくつかに対処するために技術がどのように進歩しているかを明らかにしています。

この調査では、代替肉、代替乳製品、代替卵、代替魚介類などの特定の製品セグメントにおける、特定の植物性、昆虫性、微生物性、培養タンパク質の製造、加工、採用に関する問題の解決に役立つ将来の技術進歩を特定しています。動向分析はまた、トレンド評価に焦点を当て、今後5年間におけるタンパク質メーカーと食品・飲料企業の両方にとっての魅力的な機会を特定します。サプライチェーン、技術、生産のスケールアップに関する課題に取り組んでいる企業の成功例を紹介するケーススタディや、タンパク質メーカーと食品・飲料企業の注目すべき協力関係もいくつか取り上げています。投資と特許の動向は、主要な受益者、投資動向、いくつかの注目すべき資金調達イニシアチブを特定するために分析されています。高度な培養技術、風味最適化のための機械学習、CRISPRに裏打ちされたソリューションなど、将来の成長機会も取り上げています。

目次

戦略的課題

• なぜ成長が難しくなっているのか？The Strategic Imperative 8（TM）：成長を阻む要因
• The Strategic Imperative 8（中略）
• 代替タンパク質への戦略的重要課題トップ3の影響
• 成長機会がGrowth Pipeline Engine（TM）を促進
• 調査手法

成長機会分析

• 植物タンパク質
• 微生物
• 食用昆虫
• 培養タンパク質
• 代替タンパク質の課題
• 成長促進要因
• 成長抑制要因
• 調査範囲と主な疑問点

代替食肉生産の課題に対処する技術的進歩

• 代替食肉における配合と加工技術の問題への対応
• 消費者体験の向上と製品範囲の拡大をもたらす植物性タンパク質
• 真菌タンパク質の可能性を引き出す新技術
• 新たな用途における昆虫タンパク質
• 有害添加物を含まない培養肉への嗜好性
• 代替乳製品における加工と配合の課題

代替乳製品の課題に対処する技術の進歩

• 代替乳製品のミルク調合における課題
• 乳製品を含まないミルクや植物性タンパク質製品との競合
• 乳製品を含まない代替ミルクに含まれる微生物性タンパク質
• 乳製品を含まない代替ミルクに含まれる真菌タンパク質
• ラボグロウンミルクの破壊的可能性

卵代替物生産における課題解決に向けた技術の進歩

• 卵代替技術および製剤の課題
• 最適な植物性卵代替物の発見
• 卵白代替物に含まれる微生物

シーフード代替品の課題解決に向けた技術の進歩

• 天然魚、フィレ、エビの栄養成分を模倣したシーフード代替食品
• 魚の一般的な食感と風味を再現した植物性魚介類
• 藻類から培養したシーフード

業界の取り組み

• 植物性タンパク質に傾斜する特許動向
• USTPOで最高の特許出願数
• コンジュゲーションとボタニカルによる新成分開発の探索研究
• 規制のシナリオ
• パートナーシップによるブランドの拡大とリーチの拡大
• 大学・研究機関のデジタル戦略
• 開発と商業化のための公的・民間資金調達

代替タンパク質に関する課題の克服に関する利害関係者の使用事例

• 持続可能な原料調達の重視ケーススタディ：Bell Food Group
• タンパク質生産拠点の拡大ケーススタディ：Thomas Foods International
• 植物由来の食肉製品の開発の拡大ケーススタディ：Unilever
• 競争優位のための植物由来製品の発売ケーススタディ：Nestle
• タンパク源として農作物を利用する農家の募集ケーススタディ：Arla Goods
• 植物由来の乳製品ビジネスの成長ケーススタディ：Danone
• 卵代替食品のタンパク質テクスチャーデザインケーススタディ：Simple Eggless
• 生産規模を拡大するための最適なタンパク質抽出ケーススタディ：EastJust Inc.
• 酵母改変タンパク質のスケーラビリティケーススタディ：The Every Company
• CAPEXを削減する細胞懸濁液技術の創造ケーススタディ：BlueNalu, Inc.
• 生産規模を拡大するための資金調達ケーススタディ：Wild Type Foods

アナリストの視点

• 生産における課題を解決する破壊的技術
• 特性再現の課題に対処する破壊的技術
• 採用の障壁となる個人の嗜好
• 供給源、抽出方法、従来のタンパク質との類似性
• パートナーシップによるサプライチェーンの強化

成長機会領域

• 成長機会1：高度な培養技術
• 成長機会2：風味の最適化
• 成長機会3：CRISPRに基づく成分強化
• 成長機会4：新たな精密発酵技術

付録

次のステップ

A Visionary Perspective on R&D and Innovation Effort

The growing global demand for sustainable and ethical food sources has led to significant advancements in alternative proteins. From plant-based proteins to cellular agriculture and novel fermentation techniques, researchers and industry pioneers are leveraging biotechnology, data analytics, and process optimization to enhance the efficiency and scalability of alternative protein production. Smart fermentation techniques, gene-editing strategies, machine-learning-backed tools, extrusion extraction processes, and shear mixing techniques are some of the technologies being adopted to overcome hurdles related to cost of production, taste and texture optimization, and consumer acceptance. This Frost & Sullivan analytics identifies the potential challenges in current alternative protein production and adoption and how technologies are advancing to handle some of these issues more from a processing and formulation standpoint.

The study identifies future technology advances to help solve the manufacturing, processing, and adoption issues of specific plant, insect, microbial, and cultured proteins in specific product segments like alternative meat, alternative dairy, egg replacers, and seafood replacers. The analytics also focuses on trend assessments and identifies attractive opportunities for both protein manufacturers and food and beverage companies in the next five years. A few case studies that showcase successful examples of companies addressing challenges related to supply chain, technology, and production scale-up, and noteworthy collaborations of protein manufacturers and F&B companies are highlighted. Investment and patent trends have been analyzed to identify key beneficiaries, investment trends, and some notable funding initiatives. Growth opportunities of the future such as advanced culturing techniques, machine learning for flavor optimization, and CRISPR-backed solutions are also highlighted.

Table of Contents

Strategic Imperatives

• Why Is It Increasingly Difficult to Grow?The Strategic Imperative 8™: Factors Creating Pressure on Growth
• The Strategic Imperative 8™
• The Impact of the Top 3 Strategic Imperatives on Alternative Proteins
• Growth Opportunities Fuel the Growth Pipeline Engine™
• Research Methodology

Growth Opportunity Analysis

• Plant Proteins
• Microbes
• Edible Insects
• Cultured Proteins
• Challenges to Alternative Proteins
• Growth Drivers
• Growth Restraints
• Research Scope and Key Questions the Study Will Answer

Technological Advances that Address the Challenges in Alternative Meat Production

• Handling Issues in Formulation and Processing Techniques in Alternative Meat
• Plant Proteins to Improve Consumer Experience and Expand Range
• New Technologies to Harness the Potential of Fungal Proteins
• Insect Proteins in Emerging Applications
• Preference for Cultured Meat Devoid of Harmful Additives
• Processing and Formulation Challenges in Alternative Dairy

Technological Advances to Address Challenges in Alternative Dairy

• Challenges in Alternative Dairy Milk Formulation
• Competition from Dairy-free Milks and Plant-Protein Products
• Microbial Proteins in Dairy-free Milk Alternatives
• Fungal Proteins in Dairy-free Milk Alternatives
• Disruptive Potential of Lab-Grown Milk

Technology Advances to Address Challenges in Egg Replacer Production

• Challenges to Egg Replacement Technology and Formulation
• Finding Optimal Plant-based Egg Substitute
• Microbes in Egg White Alternatives

Technological Advances to Address Challenges in Seafood Replacers

• Seafood Replacers that Mimic the Dietary Offerings of Natural Fish, Fillet, and Shrimps
• Plant-based Fish and Seafood that Replicate the Common Texture and Flavor of Fish
• Seafood Lab Grown from Algae

Industry Effort

• Patent Trends that Lean Toward Plant-Based Proteins
• Highest Patent Filing in the USTPO
• Explorative Research in New Ingredient Development by Conjugation and Botanicals
• Regulatory Scenario
• Partnerships to Magnify Brand and Extend Reach
• Digital Strategies Adopted by Universities and Research Institutes
• Public and Private Funding for Development and Commercialization

Stakeholder Use Cases on Overcoming Challenges Related to Alternative Proteins

• Emphasis on Sustainable Material SourcingCase Study: Bell Food Group
• Expansion of Protein Production SitesCase Study: Thomas Foods International
• Scaling up Development of Plant-based Meat ProductsCase Study: Unilever
• Launching Plant-based Products for Competitive EdgeCase Study: Nestle
• Recruiting Farmers to Use Crops as Protein SourceCase Study: Arla Goods
• Growing a Plant-based Dairy BusinessCase Study: Danone
• Protein Texture Designing of Egg SubstitutesCase Study: Simple Eggless
• Slide 76: Optimal Protein Extraction to Scale ProductionCase Study: EastJust Inc.
• Scalability of Yeast Engineered ProteinsCase Study: The Every Company
• Creating Cell Suspension Technology to Reduce CAPEXCase Study: BlueNalu, Inc.
• Raising Funds to Scale ProductionCase Study: Wild Type Foods

Analyst Perspective

• Disruptive Technology that will Address Challenges in Production
• Disruptive Technology that will Address Challenges in Replicating Characteristics
• Individual Preference as a Barrier to Adoption
• Source, Extractions Method, and Similarity to Traditional Proteins
• Strengthening Supply Chain through Partnerships

Growth Opportunity Universe

• Growth Opportunity 1: Advanced Culturing Techniques
• Growth Opportunity 2: Flavor Optimization
• Growth Opportunity 3: CRISPR-Based Ingredient Enhancement
• Growth Opportunity 4: New Precision Fermentation Techniques

Appendix

• Technology Readiness Levels (TRL): Explanation

Next Steps

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