近日，科学家在非乳制品领域取得重大突破——通过基因改造大肠杆菌，成功实现无需动物成分的关键乳蛋白生产，为植物基乳制品替代品开辟了新路径。这类替代品不仅能在分子层面模拟传统乳制品，还具备可持续、无动物虐待等优势。

《生物技术趋势》最新研究公布了两种生产酪蛋白(牛奶核心蛋白)的方法，其营养与功能特性与牛酪蛋白高度相似。酪蛋白因富含必需氨基酸、易消化且能稳定钙质，成为全球乳制品市场的关键成分，2023年市场规模达27亿美元。然而，传统生产方式伴随动物虐待和环境污染问题，促使科研人员探索替代方案。

食品行业长期利用微生物生产生物分子，但重组酪蛋白的“磷酸化”难题(即蛋白质与钙结合的关键生物过程)长期制约技术落地。研究团队通过双策略突破：

基因改造细菌：共表达三种枯草芽孢杆菌蛋白激酶，实现酪蛋白丝氨酸残基的磷酸化，赋予其钙结合能力;

磷酸化模拟物：用天冬氨酸替代天然酪蛋白中需磷酸化的丝氨酸残基，模拟其负电荷及功能效应。

实验表明，两种方法生产的酪蛋白在钙结合能力、消化率及纳米级胶束结构形成上均与牛源酪蛋白相当，可有效输送生物可利用钙和磷酸盐。

研究人员指出，激酶介导的磷酸化路径更贴近天然酪蛋白，而拟磷酸化酪蛋白则简化了生产流程。尽管成果显著，团队强调需进一步开展定量分析，以优化微生物生产酪蛋白的效率，推动可持续、零残忍乳制品的商业化应用。

此项突破不仅为全球乳制品行业转型提供了技术支撑，也为应对气候变化、动物福利挑战提供了创新解决方案，标志着植物基乳制品从“替代”向“媲美”乃至“超越”传统产品的关键跨越。

更多信息： Suvasini Balasubramanian 等人，大肠杆菌中磷酸化和功能性 αs1-酪蛋白的产生，《生物技术趋势》 (2025)。