什么是嘉必优？食品生物科创板第一股，合成生物解码hmos-九游会

提到合成生物，人们也许会联想到科技、dna、细胞、菌株等词汇，充满未来感。

事实上，早在20世纪70年代，科学家们就已开始探索合成生物的关键技术——基因重组。[1] 如今，合成生物正飞速发展，应用于食品、生物医药、农业等各个领域，预计到2028年，市场规模将达到近500亿美元。[2]

聚焦食品饮料行业，在天然资源有限的情况下，合成生物被视为替代传统生产方式的重要手段，有望解决无法大规模量产的问题，还能以更高效、清洁且纯净的方式，为人类生产所需的营养产品。

2024年8月，嘉必优通过生物合成技术推出的hmos——2'-岩藻糖基乳糖（2'-fl），即母乳中第三大营养成分，正式获得国家卫生健康委员会批准，[3] 这标志着其合成生物技术从实验室走向了市场。经过二十多年的积累，嘉必优现已建成从基础研究到产品生产的生物制造全技术链条，打造了八大核心技术平台，掌握基因合成与编辑、智能发酵及代谢精细调控等关键技术，加速助推合成生物从理论走向实践。

本文将带您走进合成生物，了解国内第一家食品生物领域科创板上市公司——嘉必优，揭示其生物制造全技术链条及核心技术，并介绍嘉必优以hmos为核心的生物活性物产品落地实例。

目录

一、基因魔法：合成生物

二、嘉必优：生物制造全技术链条

三、嘉必优：合成生物的落地

四、嘉必优九游会的简介

五、联系嘉必优

六、参考来源

一、基因魔法：合成生物

(一)什么是合成生物？

合成生物学（synthetic biology）是一门新兴的交叉学科，结合生物、工程、数学、计算机等多个领域。[1] 简单来说，合成生物就像是给微生物“写程序”，通过修改它们的基因，赋予它们以前没有的能力。这些全新的“人工生命”，能够帮助人类量产更多富有价值的产品。

20世纪70年代是合成生物的起源年代，当时的科学家们正开始探索基因的重组技术，[1] 进入21世纪后，随着基因测序、基因编辑、高通量筛选等底层技术的突破，合成生物正迅速发展，应用于食品、生物医药、农业等各个领域。其中，在食品与营养方面，合成生物的主要应用场景有替代蛋白、营养添加剂、食品添加剂和配料等。

(二)全球发展趋势

过去五年，全球合成生物产业的市场规模从2018年的53亿美元，增长到2023年的超过170亿美元，平均年增长率达27%，预计到2028年，这一市场将进一步扩大至近500亿美元。[2] 尤其在食品饮料行业，随着食品添加剂和配料需求的快速增长，合成生物获得了广阔的市场空间。

聚焦中国市场，2024年，工信部等7部门发布了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出加快细胞和基因技术、合成生物、生物育种等前沿技术的产业化，为合成生物产业的发展提供了政策支持。[4] 据中商产业研究院，2023年中国合成生物市场规模约为86.26亿元，2024年预计增长至105.16亿元，[5] 发展势头强劲。

二、嘉必优：生物制造全技术链条

(一)从“高门槛”到“护城河”

合成生物技术的核心挑战，在于制造出自然界中本不存在的物质，因此涉及菌种选育、发酵工艺优化、分离纯化等复杂工艺，技术门槛很高，但掌握这种技术，将为未来食品绿色、可持续、高效的制造提供有力支持，且能减少我国对于进口原料及产品的依赖，从而解决关键技术受制于人的“卡脖子”问题。

在国内，嘉必优是最早涉足生物制造和产业转化的企业之一，现已成功构建以合成生物为核心的生物制造全技术链条，涵盖生物信息与生物计算、基因合成与基因编辑、细胞工厂铸造、智能发酵及代谢精细调控、高效智能分离精制、产品应用技术开发、高通量分析测试及生物技术成果中试转化八大核心技术平台。

此外，嘉必优正积极打造武汉合成生物创新中心，该中心致力于推动产业链上下游的融通发展，实现国内外先进技术的对接联合，促成合成生物学产业集群发展，助力解决我国关键技术依赖问题，并在全球市场中提升竞争力。

(二)嘉必优核心技术突破

基于核心技术平台，嘉必优完成了菌种选育技术、发酵技术、提取精制技术、微胶囊技术、工程化技术、应用技术、高精度检测分析技术等多个技术环节的全面创新集成，正实现合成生物学技术成果快速工程化、产业化。此外，嘉必优在前沿研发、工程化应用、产业化推广及技术应用层面探索突破。

目前，嘉必优在核心技术层面主要取得了以下进展：

1. ai技术

随着ai技术与合成生物深度融合，科学研究变得“更快更便宜”，拓宽了食品创新的可能。[6] 这一背景下，嘉必优持续强化其智能研发平台，现已建立完备的生物信息学平台，通过分析和挖掘不同底盘细胞和dna生物元件的信息，结合蛋白质建模和ai技术，构建了合成生物模式下，菌株的基因及代谢关系的知识图谱。

结合ai辅助的机器学习技术，以及人工定向进化技术，嘉必优设计、筛选及进化出了具有催化功能的高价值系列酶，这些酶的功能被精确匹配，用于构建特定产品，应用到不同的场景中。

目前，该平台已经分析和预测了hmos系列合成途径、多不饱和脂肪酸合成途径中超过31种酶的结构。此类成果可作为全细胞模拟、深度辅助dna设计的重要生物信息基础，进而加速菌株迭代优化，并建成大肠杆菌、芽孢杆菌、酿酒酵母、解脂酵母、裂殖壶菌等细胞表达平台。

2. 基因合成和精准编辑技术

在基因合成领域，嘉必优结合体内组装方法，利用酿酒酵母、枯草芽孢杆菌等，打造出了高通量模块化的dna大片段合成平台，致力于开发pca组装、重叠延伸pcr（oe-pcr）、golden gate、gibson等体外dna组装技术。

基因编辑技术则可以精确设计与高效改造目标基因，从而改良品种特性。[7] 在精准编辑方面，嘉必优建立了dna编辑平台，依托生物计算和生物信息学，开发了高效的基因编辑系统，并新增开发了基于裂殖壶菌的非模式菌株基因编辑系统，扩大了基因编辑的应用领域，有利于为食品领域提供高产、优质、安全的九游会的解决方案。

3. 人工重排技术及发酵精细调控技术

基因组重排技术可以加速酵母菌株的进化过程，而通过精细调控发酵过程，又能进一步优化时间、生物量、营养和能量的分配。相比传统方法，微生物发酵不仅效率高、能耗低，还对环境更加友好。[8]

嘉必优已经开发完成了人工基因组重排技术和发酵精细控制技术，它与天津大学元英进院士团队合作，参与了国家重点专项项目“工业菌种基因组人工重排技术”。研究团队基于数字化发酵过程精细调控模型，预测出了发酵罐复杂动态变化条件下的发酵体积和底物消耗速率，从而提供出精准的“补料策略”，即何时需要补充所需营养物质或其它发酵原料。这种技术为重排工业菌株的中试放大提供了更优的控制策略，促成了中试放大示范生产线的建立，为后续的大规模商业化生产打下了基础。

4. 生物智能制造技术

在生物智能制造方面，嘉必优实现了技术升级与应用落地。其搭建了基于气液相离子诱变和光谱识别的高通量菌种选育平台，集成了发酵环境自响应调控技术，开发了胞壁动态调控-低温物理精炼工艺，技术体系覆盖了从原料到生产婴幼儿配方奶粉的整个过程。

这些举措大幅提升了筛选微生物的效率，改善了发酵过程的反馈速度，并提高了最终产品的纯度和产量。同时，在此基础上，嘉必优完成了dha藻油新工艺的放大验证，使得成本显著下降，为生物制造领域的持续创新和升级提供了有力支持。

三、嘉必优：合成生物的落地

(一)嘉必优hmos

1. 免疫护盾：hmos

随着健康消费在整体消费支出的占比逐年提升，一些具有功能属性的新食品原料或保健成分正逐渐走进消费者视野，代表成分有母乳低聚糖（ hmos ）、麦角硫因、透明质酸等。[9] 其中，hmos是近年的热门配料，作为母乳中除脂肪和乳糖之外的第三大固形物成分，hmos具有独特的益生元作用，能够帮助婴儿逐渐建立起自己的免疫系统。[10]

早在2014年，hmos就已获得美国和欧洲市场监管许可。[11] 到2023年，hmos中的两种类型2'-fl（2'-岩藻糖基乳糖）、lnnt（乳糖-n-新四糖）正式在中国被批准为食品营养强化剂，可用于调制乳粉（仅限儿童用乳粉）、婴儿配方食品、较大婴儿和幼儿配方食品以及特殊医学用途婴儿配方食品。[12]

天然情况下，hmos主要存在于母乳中，产量有限，但随着合成生物学技术的发展，微生物发酵合成hmos正成为更高效且适合大规模工业生产的方法。随着婴幼儿奶粉市场高端化与差异化需求的持续增长，hmos在中国市场的应用前景广阔，未来，中国有望成为全球hmos市场的重要增长极。

2. 2'-fl的产业化

2024年8月，嘉必优通过生物合成方式获得的第一款产品——2'-岩藻糖基乳糖（2'-fl），正式获得中华人民共和国国家卫生健康委员会批准。[3] 9月底，国家食品安全风险评估中心公开发布了3-岩藻糖基乳糖（3-fl）应用场景扩大，2'-fl使用范围扩大等征求意见。[13]

这款产品通过高通量筛选和蛋白结构理性设计分析，筛选出了对底物具有高特异性的关键酶，从而实现了高产量和高纯度的hmos的生物合成。依托智能工厂，2'-fl的中试产能目前已达到200-300吨，嘉必优可根据市场需求配置共线生产，灵活调整产能配比，达到资源优化和市场协同发展。下游客户也正积极筹备配方注册工作，hmos销售进展顺利。

与此同时，在人类营养领域，嘉必优已开展婴幼儿配方奶粉，特殊医学用途配方食品等领域的应用研究，同步布局多种hmos在肠道微生态，脑部发育及特殊疾病中的功能研究，推进lnnt、3-fl、3'-sl和6'-sl等多种hmos的研发和产业化生产，助力婴配乳粉产业以及营养健康产业升级换代。

(二)多元发展矩阵

嘉必优也在持续推出更多新的生物活性物产品，其通过生物科技实现产品突破的实例包括花生四烯酸（ara）、二十二碳六烯酸（dha）等。相比传统的动物来源的提取方法，运用微生物发酵技术更加高效，提取的原料品质也更加稳定，且环境友好，符合可持续发展的要求。

产品	简介	应用
	采用等离子诱变育种技术选育出高山被孢霉菌种，利用微生物发酵技术可实现工业化量产 通过欧盟novel food和美国fda gras的认证	出生前后是脑发育和视力发育的关键期，ara对于婴幼儿大脑和神经系统的发育十分重要。
	筛选出高产裂殖壶菌和双鞭甲藻菌种，采用微生物发酵技术可进行持续化工业量产 通过美国fda gras、美国有机认证，及欧盟novel food认可	具有促进神经和视网膜组织发育的作用。
	通过生物合成方式获得 高纯度，具有天然提取物属性	广泛应用于食品饮料领域，化妆品领域亦有巨大的开发潜力。
	通过高通量筛选、蛋白结构理性设计分析，筛选出对底物具有高特异性的关键酶，采取生物合成方式获得 高产量，高纯度 获得国家卫健委批准审查，并取得食品生产许可证	有助于抗菌抗病毒、免疫调节、促进大脑发育，在促进婴幼儿生长发育和调节肠道菌群等方面具有重要意义。
	通过微生物发酵技术可实现量产 纯度可达98%以上	具有多种不同的生物学功能，如神经传递、促进大脑发育、助于美容美白、促进益生菌生长等，被广泛应用于食品饮料、功能性健康食品、个人护理等领域。

嘉必优生物科技突破产品实例 

四、嘉必优九游会的简介

嘉必优生物技术（武汉）股份有限公司，简称嘉必优，成立于2004年，由中国传统食品配料制造企业向生物发酵的合成生物科创企业转型，并于2019年登陆中国科创板市场（股票代码：688089），成为中国第一家食品生物领域科创板上市公司。

作为较早以微生物合成技术为核心的生物智能制造的高新技术企业之一，嘉必优致力于通过可持续的生物制造方式，为全球营养与健康领域的客户提供高品质的营养素产品与创新九游会的解决方案。截至2024年6月30日，嘉必优共获得授权专利179件，其中中国发明专利163件。

目前，嘉必优的主要产品包括多不饱和脂肪酸类花生四烯酸（ara）、二十二碳六烯酸（dha）、萜类物质 β-胡萝卜素（bc）、虾青素等，糖类物质 n-乙酰神经氨酸（sa）和 hmos 等，覆盖婴幼儿配方奶粉、大健康食品、动物营养、个人护理及美妆等领域，是全球ara和dha重要原料供应商之一。此外，嘉必优也在陆续进行类胡萝卜素(番茄红素等)及个人护理功能性原料(γ-pga、α-熊果苷等)生物活性物新品的研发工作，以拓展新的应用场景和服务领域。

嘉必优现已建立以合成生物为核心的生物制造全技术链条，拥有符合国际标准的三大生产基地，以及完善的国际供应链与服务体系。其多样化产品销售区域覆盖中国、美国、欧洲、澳大利亚、新西兰、东南亚等30多个国家和地区，并与雀巢、、嘉吉、、伊利、、、、等500 企业建立了长期的合作关系。

五、联系嘉必优

嘉必优生物技术（武汉）股份有限公司

公司总部地址：中国湖北省武汉市

公司总机： 86 027-8130-9858

市场： 86 027-8130-9866

公司九游会官网：www.cabio.cn

微信公众号

九游会的联系方式

汪山英

市场品牌经理

电话： 86 138-7109-4829（微信同号）

邮箱：shanying_wang@cabio.cn

六、参考来源

[1] 第一财经 (2024), 《未来产业系列白皮书丨合成生物篇》

[2] 波士顿咨询公司、上海合成生物学创新中心 & bcapital (2024), 《中国合成生物学产业白皮书2024》

[3] 国家卫生健康委 (2024), 《关于阿拉伯木聚糖等8种“三新食品”的公告》

[4] 经济日报 (2024), 《合成生物产业化提速》

[5] 中商产业研究院 (2024), 《2024-2029年中国合成生物行业前景预测与投资战略规划分析报告》

[6] 头豹研究院 (2024), 《中国合成生物行业研究报告》

[7] 中国科学院院刊 (2020), 《基因编辑的技术分析与思考》

[8] 生命科学 (2019), 《人工基因组合成与重排研究进展》

[9] deeptech (2023), 《2023合成生物学在食品微生物制造中的应用与前景研究》

[10] 中国食品科学技术学会 (2023), 《母乳低聚糖（hmos）的科学共识》

[11] 中国食品报网 (2022), 《母乳低聚糖：国内婴配粉可望可及》

[12] 中国政府网 (2023), 《解读《关于桃胶等15种“三新食品”的公告》（2023年第8号）》

[13] 国家食品安全风险评估中心 (2024), 《关于公开征求谷氨酰胺转氨酶等11种食品添加剂新品种意见》

未标注图片来源：嘉必优

本文作者：aimee, foodtalks

七、联系作者

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