สื่อการเจริญเติบโตเป็นต้นทุนที่ใหญ่ที่สุดในการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง คิดเป็น 55%–95% ของค่าใช้จ่ายในการผลิตทั้งหมด ปัจจัยที่มีส่วนร่วมมากที่สุดคือปัจจัยการเจริญเติบโตเช่น FGF-2 และ TGF-β ซึ่งสามารถคิดเป็น 98% ของต้นทุนสื่อในบางสูตร โปรตีนเหล่านี้มีราคาแพงเนื่องจากการผลิตที่ซับซ้อนและความเสถียรที่สั้น สื่อพื้นฐาน โปรตีนรีคอมบิแนนท์ และอาหารเสริมก็เพิ่มต้นทุนเช่นกัน แม้จะในระดับที่น้อยกว่าก็ตาม
ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญได้แก่:
- ปัจจัยการเจริญเติบโตครองต้นทุน: สูงสุดถึง 99% ของค่าใช้จ่ายสื่อในสูตรที่ปราศจากเซรั่ม
- การประหยัดสื่อพื้นฐาน: การเปลี่ยนไปใช้ส่วนประกอบเกรดอาหารสามารถลดต้นทุนได้ประมาณ 82%
- วิธีการผลิตมีความสำคัญ: เทคนิคเช่นการรีไซเคิลสื่อ การกู้คืนสารอาหาร และปัจจัยการเจริญเติบโตที่มีความเสถียรช่วยลดการบริโภค
- กลยุทธ์การลดต้นทุน: การขยายการผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตด้วย E.coli, การทำฟาร์มโมเลกุลและระบบที่ปราศจากเซลล์เป็นวิธีการที่มีแนวโน้มดี
เครื่องมือจัดซื้อจัดจ้างเช่น
การแบ่งต้นทุนของสื่อการเจริญเติบโตสำหรับการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง
องค์ประกอบต้นทุนหลักในสื่อการเจริญเติบโต
ปัจจัยการเจริญเติบโต: ต้นทุนที่ใหญ่ที่สุด
ปัจจัยการเจริญเติบโตครองค่าใช้จ่ายในการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง โดยคิดเป็นระหว่าง 55% ถึง 95% ของต้นทุนการผลิต และมากถึง 99% ของต้นทุนสื่อในสูตรเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ในสื่อ Essential 8 เกือบ 98% ของต้นทุนมาจาก FGF-2 และ TGF-β[2].
ต้นทุนสูงของปัจจัยการเจริญเติบโตนั้นเชื่อมโยงกับข้อกำหนดการผลิตที่ซับซ้อน โปรตีนเหล่านี้ต้องการการพับที่แม่นยำและการดัดแปลงหลังการแปล - เช่น ไกลโคซิเลชัน, ฟอสโฟรีเลชัน, และการสร้างพันธะไดซัลไฟด์ - เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง โดยทั่วไปแล้วสิ่งนี้จำเป็นต้องใช้ระบบเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีค่าใช้จ่ายสูง เช่น เซลล์รังไข่หนูแฮมสเตอร์จีน (CHO) [1]. ความไม่เสถียรของพวกมันเพิ่มความยากอีกชั้นหนึ่ง; โดยมีครึ่งชีวิตตั้งแต่นาทีถึงวัน ความเข้มข้นสูงมักจำเป็นต้องใช้เพื่อต่อต้านการสลายตัวอย่างรวดเร็วในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ[1].
ในขณะที่ปัจจัยการเจริญเติบโตมีส่วนแบ่งต้นทุนมากที่สุด สื่อพื้นฐานและโปรตีนรีคอมบิแนนท์ก็มีบทบาทสำคัญในโครงสร้างต้นทุนโดยรวมเช่นกัน
สื่อพื้นฐานและโปรตีนรีคอมบิแนนท์
สื่อพื้นฐานให้สารอาหารที่จำเป็นสำหรับการเผาผลาญของเซลล์ รวมถึงกรดอะมิโน วิตามิน กลูโคส และเกลืออนินทรีย์[2]. เมื่อเทียบกับปัจจัยการเจริญเติบโต ส่วนประกอบเหล่านี้มีส่วนร่วมในต้นทุนรวมที่น้อยกว่า ตัวอย่างเช่น ในสูตรสื่อที่ไม่ได้ปรับแต่งสำหรับเซลล์ดาวเทียมของวัว สื่อพื้นฐานคิดเป็นเพียง 3.7% ของต้นทุน ในขณะที่ปัจจัยการเจริญเติบโตและโปรตีนรีคอมบิแนนท์คิดเป็น 91.3%[3]. อย่างไรก็ตาม ในสูตรที่ปรับแต่งแล้ว สื่อพื้นฐานสามารถคิดเป็นถึง 47.1% ของต้นทุนรวมเมื่อค่าใช้จ่ายของปัจจัยการเจริญเติบโตลดลง[3].
โปรตีนรีคอมบิแนนท์ เช่น อัลบูมิน อินซูลิน และทรานส์เฟอร์ริน มีความสำคัญในบทบาทของพวกเขาในฐานะตัวพาและตัวควบคุมการเผาผลาญพวกมันจำเป็นต้องใช้ในความเข้มข้นที่ค่อนข้างสูง (มิลลิกรัมต่อลิตร) ทำให้เป็นปัจจัยที่มีค่าใช้จ่ายสูงซึ่งยากที่จะจัดการได้ด้วยวิศวกรรมพันธุกรรมเพียงอย่างเดียว[2]. ในเดือนมกราคม 2024, Mosa Meat, ร่วมมือกับ Nutreco, แทนที่ 99.2% ของอาหารเซลล์พื้นฐานของพวกเขาตามน้ำหนักด้วยส่วนประกอบเกรดอาหารในขณะที่ยังคงอัตราการเจริญเติบโตของเซลล์ที่เทียบเคียงได้[2]. วัสดุเกรดอาหารเสนอการประหยัดที่มาก โดยมีค่าใช้จ่ายเฉลี่ยน้อยกว่าทางเลือกเกรดยา 82%[2].
อาหารเสริมและสารเติมแต่ง
อาหารเสริมและสารเติมแต่งถูกใช้เพื่อปรับแต่งสภาพแวดล้อมของเซลล์ ตัวอย่างเช่น HEPES ช่วยรักษาเสถียรภาพของ pH, ไขมันช่วยในการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์, และไฮโดรคอร์ติโซนสนับสนุนการสร้างเซลล์ไขมัน[2][3]. ในบางสูตรสำหรับไฟโบรบลาสต์ของไก่ สารเสริมและสารเติมแต่งสามารถคิดเป็น 52.9% ของต้นทุนสื่อทั้งหมด[3]. สิ่งนี้เน้นย้ำว่าในขณะที่การลดค่าใช้จ่ายของปัจจัยการเจริญเติบโตสามารถลดต้นทุนได้ แต่ก็อาจเปลี่ยนภาระทางการเงินไปยังส่วนประกอบอื่นแทนที่จะกำจัดมันทั้งหมด
การใช้สื่อมีผลต่อค่าใช้จ่ายในการผลิตอย่างไร
ปริมาณสื่อต่อกิโลกรัมของเนื้อสัตว์
ปริมาณของสื่อการเจริญเติบโตที่ต้องการต่อกิโลกรัมของเนื้อสัตว์เป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดค่าใช้จ่ายในการผลิต ปัจจัยการเจริญเติบโตและโปรตีนรีคอมบิแนนท์เพียงอย่างเดียวสามารถมีส่วนร่วมได้ถึง 99% ของค่าใช้จ่ายสื่อ ซึ่งหมายความว่าปริมาณทั้งหมดที่ใช้ต่อกิโลกรัมของเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงมีผลโดยตรงต่อค่าใช้จ่ายทั้งหมด[1].
ผลพลอยได้จากการเผาผลาญเช่นแอมโมเนียและแลคเตทจำกัดการใช้งานของสื่อโดยการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ ซึ่งมักจะต้องมีการเปลี่ยนหรือเติมสื่อบ่อยครั้ง[2]. ระบบการเพาะเลี้ยงที่ไม่มีประสิทธิภาพทำให้ปัญหานี้รุนแรงขึ้นโดยการใช้สื่อในปริมาณที่มากเกินไป สื่อที่ปราศจากเซรั่มโดยเฉพาะยังคงเป็นตัวขับเคลื่อนต้นทุนตัวแปรหลัก[2].
การปรับปรุงความเสถียรของสื่อสามารถลดการบริโภคได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น ปัจจัยการเจริญเติบโตที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นช่วยลดความจำเป็นในการเติมบ่อยๆ ในทำนองเดียวกัน สูตรการปลดปล่อยช้าเช่น PODS จะรวมปัจจัยการเจริญเติบโตในประมาณ 1% ของระบบการเพาะเลี้ยง - โดยเฉพาะที่เซลล์กำลังเติบโต - จึงลดปริมาณของส่วนประกอบที่มีราคาแพงที่จำเป็นลง[1].
ดังนั้น การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้สื่อจึงมีความสำคัญ และวิธีการที่ใช้ในการเพาะเลี้ยงเซลล์มีบทบาทสำคัญในการบรรลุเป้าหมายนี้
วิธีการเพาะเลี้ยงเซลล์มีผลต่อการบริโภคสื่ออย่างไร
วิธีการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่แตกต่างกันมีอัตราการบริโภคสื่อที่แตกต่างกันการแทนที่ส่วนประกอบแบบดั้งเดิมด้วยทางเลือกที่ไม่ก่อให้เกิดแอมโมเนีย เช่น α-ketoglutarate, glutamate, หรือ pyruvate และการแทนที่กลูโคสด้วยมอลโทสสามารถช่วยลดการสะสมของผลพลอยได้ ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตเซลล์ และยืดอายุการใช้งานของสื่อ[2].
เทคนิคใหม่ๆ เช่น การรีไซเคิลสื่อและระบบการกู้คืนสารอาหารยังพิสูจน์ได้ว่ามีประสิทธิภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้สื่อ วิธีการเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การแก้ไขสาเหตุพื้นฐานของการเสื่อมสภาพของสื่อแทนที่จะชดเชยด้วยปริมาณสื่อที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงเสนอวิธีที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้นในการลดต้นทุน[2].
ปัจจัยขับเคลื่อนต้นทุนการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง
sbb-itb-ffee270
วิธีการลดต้นทุนสื่อการเจริญเติบโต
การแก้ไขปัญหาการบริโภคสื่อ วิธีการเหล่านี้ให้วิธีการที่เป็นประโยชน์ในการลดค่าใช้จ่ายของสื่อการเจริญเติบโต
การเพิ่มขนาดการผลิตปัจจัยการเจริญเติบโต
วิธีการที่มีประสิทธิภาพวิธีหนึ่งคือการเพิ่มขนาดการผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตโดยใช้ระบบการแสดงออกทางเลือก ในขณะที่การเพาะเลี้ยงเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีค่าใช้จ่ายสูงในการดูแล การเปลี่ยนไปใช้การหมัก E. coli เสนอทางออกที่ประหยัดกว่า ตัวอย่างเช่น การผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตภายในองค์กรด้วย E. coli สามารถลดส่วนแบ่งค่าใช้จ่ายในสื่อ Essential 8 จาก 86% เหลือเพียง 2% [2] .
วิธีการนวัตกรรมอื่น ๆ รวมถึงการทำฟาร์มโมเลกุลและแพลตฟอร์มเซลล์ฟรีจากพืช บริษัทเช่น BioBetter ใช้พืชยาสูบดัดแปลงพันธุกรรมในการผลิตอินซูลิน ทรานส์เฟอร์ริน และ FGF2 ในขณะที่ระบบ BY2 ของ LenioBio สามารถผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตและโปรตีนรีคอมบิแนนท์ได้ประมาณ 3 กรัม/ลิตร วิธีการเหล่านี้สามารถขยายขนาดได้สูงและมีประสิทธิภาพด้านต้นทุนต่างจากวิธีการแบบดั้งเดิม ระบบการแสดงออกของโปรตีนแบบไร้เซลล์สามารถสังเคราะห์โปรตีนได้ภายใน 24–48 ชั่วโมง โดยไม่จำเป็นต้องรักษาวัฒนธรรมที่มีชีวิต [2] [4]. ความสามารถในการขยายขนาดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะเมื่อพิจารณาว่าการผลิตอัลบูมินรีคอมบิแนนท์ให้เพียงพอเพื่อทดแทนเพียง 1% ของตลาดเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงทั่วโลกต้องการโปรตีนหลายล้านกิโลกรัม [4].
การพัฒนาสื่อที่ปราศจากเซรั่มและโปรตีน
การปรับสูตรส่วนประกอบของสื่อเป็นอีกวิธีหนึ่งในการลดต้นทุน การเปลี่ยนจากส่วนผสมเกรดยาเป็นส่วนผสมเกรดอาหารสามารถนำไปสู่การประหยัดได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น Mosa Meat ร่วมกับ Nutreco พบว่าส่วนประกอบของสื่อเกรดอาหารมีราคาถูกกว่าเกรดรีเอเจนต์โดยเฉลี่ย 82% ที่ขนาด 1 กิโลกรัม [2].
การแทนที่อัลบูมินซีรั่มมนุษย์ที่ผลิตจากการสังเคราะห์ด้วยสารคงตัวเกรดอาหาร เช่น เมทิลเซลลูโลสที่ 0.1125 กรัม/ลิตร สามารถลดต้นทุนการคงตัวลงได้ถึง 370 เท่า [4]. Believer Meats ยังได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของสื่อที่ปราศจากซีรั่มโดยการปรับความเข้มข้นของส่วนประกอบอย่างระมัดระวังและแทนที่อัลบูมินด้วยทางเลือกที่มีราคาถูกกว่า [2] .
การจัดหาทางเลือกและชีววิทยาสังเคราะห์
กลยุทธ์การจัดหาทางเลือกเสนอโอกาสในการประหยัดต้นทุนเพิ่มเติม การวิศวกรรมสายเซลล์เนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงให้ผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตของตัวเองผ่านการส่งสัญญาณออโตครินช่วยลดการพึ่งพาการเสริมจากภายนอก Upside Foods ได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับการวิศวกรรมไฟโบรบลาสต์ของไก่เพื่อแสดงออก FGF2 และ IGF1 ทำให้เซลล์เหล่านี้สามารถเจริญเติบโตได้โดยไม่ต้องเพิ่มปัจจัยการเจริญเติบโต [2] .
การหมักที่มีความแม่นยำยังมีบทบาทสำคัญในการลดต้นทุน โฮสต์จุลินทรีย์ที่ได้รับการออกแบบเช่น E. coli และ Pichia pastoris ผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์ด้วยความสม่ำเสมอที่มากขึ้นและมีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับเวอร์ชันที่ได้จากสัตว์ [5] [2]. นอกจากนี้ ไฮโดรไลเซตที่ได้จากพืชจากถั่วเหลือง ข้าวสาลี หรือข้าว - พร้อมกับผลพลอยได้ทางการเกษตรเช่นโปรตีนจากเมล็ดเรพ - เสนอทางเลือกที่มีสารอาหารสูงและต้นทุนต่ำกว่าสื่อพื้นฐานเกรดยา ไฮโดรไลเซตเหล่านี้สามารถลดต้นทุนกรดอะมิโนได้อย่างมาก [2].
อย่างไร Cellbase สนับสนุนการจัดหาสื่อการเจริญเติบโต

ตลาดเฉพาะทางสำหรับสื่อการเจริญเติบโต
สำหรับผู้ผลิตเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยง การนำทางผ่านแคตตาล็อกเภสัชกรรมที่เต็มไปด้วยผลิตภัณฑ์นับแสนรายการ - ส่วนใหญ่ไม่เกี่ยวข้อง - อาจเป็นงานที่น่าหงุดหงิดและใช้เวลามาก David Bell ผู้ก่อตั้ง Cultigen Group, สรุปปัญหานี้:
ทุกบริษัทเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงที่เราพูดคุยด้วยเสียเวลาไปกับปัญหาการจัดหาที่เหมือนกัน... การนำทางผ่านแคตตาล็อกที่มีผลิตภัณฑ์ 300,000 รายการที่ 299,950 รายการไม่เกี่ยวข้อง [6].
ทีมจัดซื้อสามารถปรับปรุงการค้นหาของพวกเขาตามเกณฑ์สำคัญ เช่น สถานะเกรดอาหาร การปฏิบัติตามกฎระเบียบ ความสามารถในการขยายขนาด สูตรที่ปราศจากแหล่งกำเนิดจากสัตว์ และสถานะการตรวจสอบความถูกต้อง สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบที่เลือกในระหว่างการวิจัยและพัฒนา (R&D) สามารถเปลี่ยนไปสู่การผลิตในระดับเชิงพาณิชย์ได้อย่างราบรื่น ซัพพลายเออร์เช่น
การจัดหาที่โปร่งใสและการจัดซื้อที่มีประสิทธิภาพ
สำหรับรายการที่มีความอ่อนไหว เช่น ปัจจัยการเจริญเติบโตและไซโตไคน์
บทสรุป
สื่อการเจริญเติบโตยังคงเป็นต้นทุนแปรผันที่ใหญ่ที่สุดในการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง ส่วนใหญ่เนื่องจากส่วนประกอบที่มีราคาแพงบางอย่าง [1][2]. ในสูตรที่ปราศจากเซรั่ม ปัจจัยการเจริญเติบโตและโปรตีนรีคอมบิแนนท์สามารถคิดเป็นถึง 99% ของค่าใช้จ่ายสื่อทั้งหมด [1]. ตัวอย่างเช่น ในสื่อ Essential 8 เกือบ 98% ของต้นทุนผูกติดอยู่กับเพียงสองส่วนประกอบ - FGF-2 และ TGF-β [2]. หากไม่มีการลดต้นทุนเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ การบรรลุความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจสำหรับเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงยังคงเป็นความท้าทาย.
การลดต้นทุนจะต้องใช้วิธีการหลายด้าน การเปลี่ยนจากส่วนประกอบเกรดยาเป็นเกรดอาหารสามารถลดต้นทุนสื่อพื้นฐานได้ประมาณ 77% [2]. นอกจากนี้ ความก้าวหน้าในด้านการเกษตรระดับโมเลกุลและวิศวพันธุกรรมยังนำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้เพื่อลดค่าใช้จ่ายสูงที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยการเจริญเติบโต เหตุการณ์สำคัญในอุตสาหกรรมได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการลดต้นทุนที่มีความหมายอยู่ในระยะเอื้อมถึง [2].
กลยุทธ์การจัดหาที่ปรับปรุงแล้วยังมีบทบาทสำคัญในการลดต้นทุน วิธีการจัดหาแบบดั้งเดิมมักจะให้ผลิตภัณฑ์ที่ไม่เฉพาะเจาะจง ซึ่งอาจทำให้ความพยายามในการขยายขนาดซับซ้อนขึ้น แพลตฟอร์มเช่น
คำถามที่พบบ่อย
ทำไมปัจจัยการเจริญเติบโตถึงมีราคาแพงในสื่อเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง?
ปัจจัยการเจริญเติบโตเป็นค่าใช้จ่ายหลักในสื่อเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง โดยมักจะคิดเป็นถึง 99% ของต้นทุนสื่อทั้งหมด ในบรรดานี้ ปัจจัยการเจริญเติบโตที่จำเป็นเช่น FGF2 (Fibroblast Growth Factor 2) มีราคาสูงเป็นพิเศษ ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญในการขยายการผลิตในลักษณะที่คุ้มค่า ทำให้เป็นความท้าทายที่สำคัญที่อุตสาหกรรมเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงต้องแก้ไข
ส่วนประกอบของสื่อใดบ้างที่สามารถเปลี่ยนเป็นเกรดอาหารได้โดยไม่ส่งผลต่อการเจริญเติบโต?
การเปลี่ยนส่วนประกอบของสื่อพื้นฐานและปัจจัยการเจริญเติบโตบางอย่างเป็นตัวเลือกเกรดอาหารนั้นค่อนข้างตรงไปตรงมาและไม่ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของเซลล์อย่างมีนัยสำคัญความก้าวหน้าล่าสุดมุ่งเน้นไปที่การสร้างสารทดแทนที่ใช้ในอาหารและปรับแต่งการใช้งานเพื่อให้มั่นใจว่ามีประสิทธิภาพเทียบเท่ากัน
บริษัทสามารถลดการใช้สื่อในการผลิตเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงต่อกิโลกรัมได้อย่างไร
บริษัทสามารถลดการใช้สื่อได้โดยการปรับแต่งองค์ประกอบของสื่อการเจริญเติบโตเพื่อทำให้กระบวนการมีประสิทธิภาพมากขึ้นในขณะที่ลดของเสีย โดยการปรับแต่งสารอาหารเช่นกลูโคส กรดอะมิโน และปัจจัยการเจริญเติบโตให้ตรงกับความต้องการเฉพาะของประเภทเซลล์และระยะการผลิต การเพิ่มจำนวนเซลล์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ นอกจากนี้ เทคโนโลยีการรีไซเคิลเช่น Tangential Flow Filtration (TFF) และการรวมส่วนประกอบสื่อที่ใช้ในอาหารที่มีต้นทุนต่ำยังช่วยลดการใช้สื่ออีกด้วย กลยุทธ์เหล่านี้ช่วยให้การผลิตเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น