ニューフードの転換点

2025年7月21日

その一例となるのが、酵素と微生物を取り扱うグローバル企業、Novonesis です。GEA はネブラスカ州にて、効率性とサニタリ仕様、そして連続稼働を追求した植植物由来タンパク質製造の新拠点を支えるバイオプロセスシステムを納入しています。
 
もうひとつの例として挙げられるのは、空気と再生可能な電力を使って製造される微生物タンパク質 Solein（ソレイン）を生産する Solar Foods です。同社では、GEA のプロセス設計と下流側技術の統合に支えられて、独自のガス発酵生産のスケールアップに成功しています。

より優れたバイオリアクターで灌流におけるブレークスルーを実現

培養肉生産のスケールアップに取り組む企業にとって、依然として中心的な課題となっているのが、プロセスの安定性とコスト効率を確保しながら、いかにして細胞収量を増やすかということです。そしてこの問題のカギを握るのが、バイオリアクターの機能性。

GEA では、エンジニアのチームが灌流ベースのプロセスを進めています。これは、より高い細胞密度と生産性、そして連続的な細胞採取を可能にする、バッチプロセスや流加培養プロセスに代わる方法です。「当社の研究とモデリングは、灌流こそが生産能力を達成するための方法であることを示しています」と話すのは、GEA のニューフード部門にて技術管理責任者を務めるタチアナ・クランピッツ。「連続稼働を可能にするため、スマートなプロセス制御と最適な灌流性能を組み合わせて、タイミングの良い（部分的または連続的）収穫と供給戦略を可能にしています」と、言葉を続けます。
 
こういった洞察が元になり、GEA は2024年、Axenic P バイオリアクターとシングルユースのセパレーター Kytero を含む、無菌パイロットプロジェクト向けエントリーレベルの灌流プラットフォームを発表しました。このユニークな組み合わせによって高密度細胞培養が可能になり、遠心分離機のおかげで連続的な細胞採取が合理化されるとともに、洗浄と滅菌の労力を軽減されます。

GEA のニューフード研究開発部門では、プロセス制御（ミキシングの改善など）や機械学習（効率的なプランニングとスケジューリングによる収率の向上）、業務効率の改善（ダウンタイムの削減と生産培地の確保）といった分野においても着々と前進しています。

次のイノベーションは循環型のニューフードプロセス

生産チェーン全体にわたるエンジニアリングの専門知識を有する GEA では、ニューフードを全体的な視点で捉えています。当社では食品の製造方法を見直すだけでなく、長期的な効率性と持続可能性を実現するため、製造業者が製造工程を（再）構造化するよう促しているのです。

この総合的なアプローチで活かされているのは、加熱、冷凍、バイオプロセス、プラントの最適化における GEA の豊富な知識に他なりません。GEA では、デフォルトで規模を拡大するのではなく、食品会社やバイオテクノロジー企業が、エネルギー効率や循環性、リアルワールド性能実現のために構築された、よりスマートな工場を設計できるよう支援しています。

「効率化とは単にアウトプットを指すのではありません。エネルギー回収や自動化、市場の進化に適応する柔軟なプラットフォームといったように、最初からよりスマートに機能するシステムを構築することなんです。それはまた、品質や歩留まりで妥協することなく、資源をスマートに使うということでもあります」と、タチアナ・クランピッツは説明します。

この総合的なアプローチの一例は、オランダのロッテルダムに位置する、世界初のカーボンニュートラルなジュースとスムージーの製造工場、innocent drinks と GEA のコラボレーションです。GEA のチームは、最初に工場を設計してから必要なエネルギー量を計算するのではなく、初日からエネルギー必要量に焦点を合わせて工場を設計しています。そのため、完全に再生可能なグリーン電力を用いた施設を完成させることができ、冷凍の廃熱を回収してその他のプロセスで再利用することができるのです。

飲料業界におけるもうひとつの脱炭素化の例を挙げてみましょう。2026年には、とある大手飲料メーカーが、ヨーロッパ初となるカーボンニュートラル醸造所で最初のビールを製造する予定となっていますが、この醸造所でも GEA の循環型エネルギーシステムが採用されています。醸造には大量の暖房と冷房が必要となりますが、GEA のヒートポンプと機械式蒸気再圧縮システムにより、冷凍と麦汁沸騰の廃熱を回収することで、熱エネルギー使用量を最大90%削減できるようになっているのです。

醸造所の論理をニューフードに応用

GEA でビール・アルコール飲料部門のテクニカル・エンジニアリングディレクターを務めるアダム・ミンヒャーは、同じ論理が代替タンパク質にも通じると見ています。「ニューフードのおかげで、多くの人が持続不可能と考える工業型農業に代わる別の選択肢ができます。ただ、特にプラントの稼働にエネルギーが必要であることも考慮すると、気候変動にどれほどの恩恵をもたらすかについてはまだ疑問が残ります。もし最初からエネルギーを自給自足し、循環型になるように設計すれば、効率面でまったく新しい可能性が生まれるんです。つまり、醸造所でネットゼロを実現できるなら、精密発酵でも同じことが可能なはずなんですよ」と、力説します。

ただ、醸造所とは異なり、多くの場合、ニューフードシステム稼働時のエネルギー負荷はもっと安定しているため、熱回収により適しているとも付け加えています。

スケールの再考とプロセスがサイズに勝る理由

GEA のエンジニアにとっての目標は、食品の設置面積フットプリントを縮小することだけでなく、食品製造を自然本来の原理を活かす方向にシフトさせていくということでもあります。バイオテクノロジー応用マネージャーのモーテン・ホルム・クリステンセンに言わせると、「微生物の代謝によって製品が生まれると同時に、水と CO2 も排出されますが、いずれも回収して再利用できるんです。まるで SF のように聞こえるかもしれませんが、これは自然の摂理とまったく同じなんですよ」とのこと。

ほんの数年前まで、代替タンパク質が大きな脚光を浴びる際には、主に実験室での実験から工業生産へのスケールアップに焦点が当てられていました。もちろん、規模が重要であることに変わりはありません。ただ、今日では多くの専門家が、プロセス効率はもっと重要かもしれないと主張するようになっています。連続稼働やスマートなエネルギー利用、より優れたバイオリアクター設計が、サイズ単体よりも強力であることが証明されつつあります。

「既成の製造業では、単に大型施設を建設するよりも、プロセス効率を微調整する方が、コストや持続可能性にはるかに大きな影響を与えることが多いんですよ。ニューフードに必要なのは単なるスチールではなく、よりスマートなシステムなんです」と、クリステンセンは説明します。 

この考え方は最近のマッキンゼーの分析によっても裏打ちされています。マッキンゼーの調査結果によると、発酵食品の売上原価を改善するには、規模を拡大するだけでは不十分で、プロセスを改善することにより最大で60%の改善が可能だとのこと。プラント規模を2倍にすることにより、単位当たりのコストを20～50%削減できる一方、製品の濃度や発酵性能、菌株の安定性といったプロセスパラメーターを改善することで、単位当たりのコストを最大60%削減できるというのです。

精密発酵のため、クリステンセンは、よりスマートなプロセスが不可欠な3つの分野を指摘しています。 

バイオリアクター1基か2万5000頭の乳牛か

これら3つの側面において性能が向上すれば、生産性が飛躍的にアップする可能性があります。「現時点では、1基の大型バイオリアクターが取って代わることができるのは、2,500頭の乳牛によるタンパク質生産能力かもしれません。それでも、菌株工学や安定性、バイオリアクター技術が（期待通りに）並行して進歩すれば、相乗効果によって、同じリアクターが2万5000頭の乳牛に匹敵する生産能力を発揮できるようになる可能性があります」。

クリステンセンの楽観論の源となっているのは、商業規模の精密発酵向けインフラの多くがすでに整っているという点です。「培地調製であれ、滅菌、分離、ろ過、精製、噴霧乾燥、あるいは粉末処理であれ、GEA のラインナップは、特に下流側で必要なものをすでにカバーしているんです。バイオリアクターでは最終的に熱が生み出されます。GEA のエネルギー回収システムをここに加えれば、さらにパワフルになりますよ」、と続けて説明します。

転換点はすぐそこに

技術、経済、社会における切迫したニーズが一致しつつあります。クリステンセンにとって、ニューフードの転換点はもう手の届くところまできており、それとともに業界の勢力図も変化するでしょう。「最終的なボトルネックは解決されつつあります。頑丈な生産系統をコントロールする企業がリードしていくでしょう。特にスケールアップ可能で安定した菌株を保有する企業は、大きくリードしていますね」、とのこと。

注意を促しているのではなく、タイミングが大切だと言いたいのです。「ニューフードに関してはまだ手遅れではありません。でも、一旦波に乗ると追いつくのは難しいでしょうね」と、話しています。