行业背景
总述
是指在体外模拟体内环境，使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法，是在受控环境中（如实验室）生长和维持植物细胞或组织的过程。同时，植物干细胞生物反应所供给的基础营养成分价格低廉，与哺乳动物、昆虫、酵母细胞培养体系相比，成本效益更加显著。
随着新型药用植物的研究和先进技术的投入，越来越多的具有高生物活性的药用植物新次生代谢产物被发现，对植物资源的需求越来越大。除野生采集外，药用植物人工栽培仍是提供原料的主要方式。人工栽培对植物种子、土壤、气候条件等要求较高，栽培过程中易感染病害，部分药用植物栽培时间长，管理成本高。与此同时，药用植物种植与农作物种植的矛盾日益突出，高活性植物次生代谢产物供需紧张。目前，利用植物干细胞生物反应技术在体外大规模喂养诱导的植物单细胞，获得大量高活性的产物，是解决药用植物资源问题的有效途径。
植物细胞培养技术已经存在了几十年，作为在自然环境之外的受控人工环境中生长和维护植物细胞或组织的一种手段，例如在实验室环境中。现今它通常用于制药和化妆品应用，以生产植物提取物和药物的。但现在食品和饮料公司正在以全新的眼光看待这项技术---细胞培养技术能更广泛的应用于食品饮料中成为改变我们食物系统的答案吗？细胞培养会是未来农业的发展方向吗？
可持续、标准化、连续和受控
■作物的稳定供应，更高的生产效率，减少水和能源使用，以及对极端天气的一些适应能力。通过在受控环境中生产粮食，无论地理限制如何，都可以在传统农业面临限制的地区提高粮食生产，如可耕地有限、极端气候或缺水。
■也有助于减少食物浪费。通过生产特定的，如豆类（咖啡和可可）、或植物成分，而无需整个植物，就有可能更有效地利用资源。
■标准化统一的培养体系，保证了植物细胞培养产物质量的一致性。
■植物细胞培养还可以促进在细胞水平上生产、定制和修改食物中的特定提取物或成分。它提供了通过操纵培养细胞的成分来创造新风味、质地和营养特征的机会。因此，它特别适合、植物成分、维生素和生物活性物质。
■或工程细胞并非完整的植株品种，面临更少的上问题。但是，非模式植物原生干细胞获取具有不确定性，高度复杂的代谢网络调控机制也给生物合成工作带来了前所未有的挑战。
应用端发展情况
植物细胞培养领域海外主要玩家
■AetheraBiotech（意大利蔬菜作物植物细胞系培养研发）
■AyanaBio（植物细胞生物技术，用于生产用于健康和保健的生物活性成分，美国）
■BioharvestSciences（加拿大葡萄、橄榄和石榴细胞的植物细胞生物学）
■CaliforniaCultured（美国生产可可的植物细胞培养技术）
■CellesteBio（具有植物细胞培养技术的可可，以色列）
■ChiBotanic（开发世界上第一个合成生物学管道，以利用植物细胞的力量，美国）
■ErgoBioscience（美国生物技术初创公司，专注于通过植物细胞精密发酵开发复杂的动物蛋白质）
■FoodBrewer（使用植物细胞培养物的食品配料公司，瑞士）
■GreenBioactives（英国安全、可持续的植物生物分子的开发和生物制造）
■Novella（培养下一代植物产品，以色列）
■PlantaeBioscience（以色列植物细胞培养的广泛工作）
■Reagenics（以色列生物反应器中分子化合物的植物细胞培养）
■STEM®（法国细胞培养咖啡）
■案例1：ChiBotanic
核心技术与产品:
首先，ChiBotanic建立了他们感兴趣的400多种。考虑了植物的市场规模、目标植物组织、与生产该产品相关的社会和环境问题等等，最终选出了他们的目标产品。该公司主要产品有植物细胞培养得到的无毒素芦荟、香草、香根草、柑橘类香料。
脱毒芦荟:
在ChiBotanic，正在使用与酵母和细菌相同类型的，并将其应用于植物细胞，来用最有效的方式找到我们目标的含有益化合物的细胞。ChiBotanic生产的芦荟叶还含有有益化合物（某些活性酶、黄酮类化合物和维生素），这些化合物在今天货架上的芦荟中找不到，因为必须对芦荟叶进行处理以去除毒素（芦荟素）。ChiBotanic成功去除了，解决了该行业面临的一个主要问题。
柑橘供应链挑战:
植物细胞培养还能提高柑橘类产品的生产效率。香橙（Yuzu）是一种起源于中国的柑橘类水果，其油的价值与鱼子酱一样高。该植物生长缓慢，十年结一次果生产效率非常低，生产一公斤柚子油需要一整英亩的土地。
此外，陈皮油目前是一种商业化程度比较高的商品，但其它很多柑橘品种提取物尚未被商业化使用。植物细胞培养为其它柑橘类植物提取的油提供了商业化的机会，这使得植物细胞培养的经济效益更加引人注目。
香草2.0:
ChiBotanic的另一个关键机遇领域是香草，鉴于香草植物的稀缺，该市场仍以石化衍生物合成的（即“人造”香草香料）为主。通过使用植物细胞培养，ChiBotanic可以复刻天然香草所需的特性，其中含有烟熏、奶油和硫磺的味道，这是单独从香草醛中无法获得的。
商业模式与进展:
ChiBotanic的商业模式是建立合作伙伴关系，提供化妆品、食品和香料行业所需的成分，同时建立一个可扩展的平台。目前的投资者包括BetterVentures、IndieBio、MayfieldFund和AdvisorsFund。
此外，ChiBotanic刚刚获得了美国农业部60万美元的第二阶段SBIR拨款，并且在2022年春季，ChiBotanic开始为在化妆品合作伙伴生产不含毒素的芦荟，为市场上推出相关产品做准备。
ChiBotanic在4轮融资中筹集了总计220万美元的资金。他们的最新资金于2023年5月4日通过一轮赠款筹集。ChiBotanic由9名投资者资助。美国农业部和国家食品与农业研究所是最新投资者。
■案例2：CellesteBio
以色列初创公司CellesteBio成立于2022年，正在采用生产高价值可可成分，消除了可可树种植的需求。Celleste由来自农业食品部门的四位企业家创立，特别是在领域。
Celeste选择可可作为植物细胞培养技术的产品的主要原因是：首先，可可树对于极端天气非常敏感，产量会发生比较大的波动。其次，该行业面临着森林砍伐的问题以及人权侵权的问题。所以，可可的植物细胞培养会有比较好的前景。
产品优势:
该公司希望他们能够以合理的价格向大众提供可可，用于巧克力——定位在高端优质的可可，并且能够实现大规模量产。Celleste说，用细胞培养方法生产可可成分的技术可以确保持续的的可可成分供应，同时顺应消费者对更环保食品选择日益增长的需求。
商业进展:
目前，这家初创公司得到了的支持和未披露的种子资金。
■案例3：Novella
Novella是一家使用植物细胞种植水果和蔬菜的营养技术初创公司，就像种植肉类对动物产品所做的那样。
技术与产品：
因此，Novella的过程不是在实验室中培养整个植物及其所有细胞，而是筛选特定的（例如茎、叶子、花朵、水果），筛选所需活性成分的最高浓度组织。一旦确定了这些活性成分组织，就可以在生物反应器中大规模种植它们。用细胞培养技术生产出的产品成品活性成分浓度更高，非常适合需求不断增长的营养品市场。
虽然这种方法的灵感可能来自栽培肉类，但这家初创公司表示，种植植物比在试管中重新制作动物肉要简单得多。在中生长的植物细胞还允许Novella在受控的环境中培养成分，精确监测光线和温度等因素。
■案例4：STEM
STEM®是一家巴黎的生物科技初创公司，专注于建立一种细胞农业解决方案，可利用咖啡衍生的细胞系生产咖啡。
技术与产品：
分离优质咖啡植株干细胞保存，取样液体悬浮培养，干燥烘烤生成粉末状物质。产品从罐装即饮冷炮咖啡开始进入市场。STEM的咖啡粉末的粒度非常接近消费者想要的滴滤咖啡，无需任何研磨。STEM并不打算与超高质量的精品咖啡竞争，咖啡产品定位在中高端市场。
商业进展:
STEM于2022年8月在法国注册成立。STEM成功地从一家领先的日本饮料集团那里获得了种子前资金，并在几个月后在苏黎世的Chahan实验室制进行了概念验证。目前STEM正在筹集450万欧元（490万美元的种子轮资金。
植物细胞培养领域国内主要玩家
在中国，细胞农业将是未来的大势发展方向。相较于全球，中国细胞农业行业起步较晚。在植物细胞培养的领域，目前我国从事植物细胞培养的单位主要为实验室等研究机构，但相对于动物细胞领域来说，通过植物细胞培养获取的化合物的市场商业化程度相对更高，目前国内已有金木集团、普瑞康、安赛博等企业布局。
■案例1：山东安然纳米实业发展有限公司
山东安然纳米实业发展有限公司隶属于安然集团旗下的全资子公司，是一家以、介质电容物理提取技术、植物干细胞技术为主体的集研发、生产、销售、服务、教育于一体的健康产业集团。
技术与产品：
在技术成就方面，安然的干细胞技术，筛选、分离、提取并培养濒危植物及具有重要药用价值的珍稀植物中生物活性高的，截至今日，安然公司该技术已取得了相关发明专利证书。
安然植物细胞培养的主要产品是野山参。2023年截止2023年7月，累计获得人参干细胞相关技术国家发明专利26项。随着安然植物干细胞科技产业园的建设，植物干细胞技术从实验室到产业化的进程再上新台阶，真正实现珍稀资源从克到吨的产能飞跃。
商业化模式与进度:
安然实施自产自销，生产销售服务一体的商业模式。目前安然的产品已上市。
■案例2：植慧植物干细胞研究院
植慧植物干细胞研究院建立了世界首个，将系统地收集和保存“中国传奇植物个体”或具有重要意义的植物资源，基于“”，原样保存最优秀植物个体的核心单元（如“野山参中的彭祖，红豆杉中的爱因斯坦”等能够产生更多优质有效成分的植物）；同时搭建珍稀濒危植物活体干细胞库，永久保存植物体全部遗传信息，并展开研发及产业化，让各种最卓越的植物智能，可以不受时空局限，成为人类的资源宝库。
技术价值：
植物干细胞银行整个工艺可以分为三步，首先利用专利性技术，活体分离未分化的植物干细胞，通过系列身份验证，确认其为优质个体分化的相关植物的干细胞后，进行冷冻保存和常温保存，最后研究团队绘制相关植物的干细胞基因组，了解并保存珍稀优质植物的，进而可以在政产学研用各个领域发挥作用。可以说，植物干细胞银行是人类史上一次空前的植物智能革命，改变传统的保存珍稀植物的模式，更加有效地保护植物物种多样性，能够发挥珍稀植物的经济价值，研究价值和文化价值。
商业模式：
植慧拥有野山参、红豆杉、银杏、番茄、艾蒿等20多个珍稀物种的。目前植慧与友欣公司密切合作，友欣搭建。友欣出品的护肤产品都含有智慧研究院从植物干细胞银行提取的。
■案例3：安赛搏生物
安赛搏生物是全球植物细胞规模化培养平台技术领导者和细胞农业引领者之一，为客户提供低成本、标准化、可定制的，原材料应用涉及化妆品、功能性食品、药用化合物和其它多种工业应用，目前公司植物细胞库包括28种无菌苗和53条细胞线。
主要产品：
安赛博为食品、化妆品、药品提供天然稀有原料。主要产品有天山雪莲、海茴香、高山火绒草、人参等稀有植物的提取物。其中天山雪莲、海茴香和高火绒草草提取物可作为化妆品原料，有美白、祛皱、保湿、抗衰老的效果。人参作为珍稀药用植物，被用于保健药品。
商业化程度：目前安赛博在2018年获得了第二轮融资。2020年正式成立安赛博生物技术有限公司。2021年四月，与北京工商大学合作，使公司化妆品原料逐步完成市场所需资料，协助公司进行原料功效的检测数据与推广，为公司技术产品的商业化进程做准备。
■案例4：金木集团
金木集团于2020年建立精准创新中药研发细胞工厂，工厂核心技术是精准细胞培植技术，通过细胞工程和基因工程技术，经标准化无菌、精准液体悬浮培植，所获得的一类不受环境影响、无污染、高安全技术、高药效成分的新型植物原料，该工厂可重点实现包括铁皮石斛胚芽、人参不定根、大麻CBD、红豆紫杉醇、脱碱白背三七等特效品种的精准培植技术体系。
商业化模式与进展：
金木集团牵手北京御本堂控股集团，将集团本身及旗下企业的中药产品及大健康产品，直接进入终端销售。
总结
随着全球气候变化，以及随着人口日益增长的需求增长，、、和对植物细胞培养的兴趣日益浓厚，原因是它们所提供的优势可以用以下形容词来概括：可扩展、无污染、可持续、标准化、连续和受控。但是，整体上看，规模放大难等问题仍然是植物细胞技术大规模应用面临的重大挑战，大多数植物细胞培养技术仍旧停留在实验室研究水平，成本过高也限制了该技术在化妆品领域的广泛应用，植物细胞培养的工程化放大、规模化技术研究与开发以及产品的商业化成为当前迫切需要解决的重大产业问题。
国家监管法规是产品商业化、工程化、规模化路上必须要考虑到的重要依据。知耕了解，对于植物细胞培养所得产品，国内外没有类似对于细胞培养肉产品具体的监督法规。但是对于植物细胞培养所得化妆品原料等产品，需根据国家药品监督管理局规定的《》或者其它相关规定申请备案。国家正在完善该技术产品商业化的相关法规，为该产品领域的广泛应用铺垫基石。
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