GEA New Food Application & Technology Center of Excellence

A cell cultivation and fermentation pilot line to fast-track innovations from the lab to commercial-scale manufacturing.

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New Food ATC featuring 50L and 500L bioreactors

細胞農業の新興分野のイノベーションをサポートするため、New Food Application and Technology Center of Excellence (ATC) が中央ハブとして設立されました。このGEAの施設は、最先端のバイオリアクターおよび精密発酵、および割り当てられた上流側と下流側の技術を非常に柔軟なパイロットスケールのセットアップに提供し、醗酵および細胞培養プロセスを試し、スケールアップに向けて作業することができるようにします。

数十年にわたる GEA の専門知識に支えられて

細胞農業の世界市場は2030年までに5,150億ドル以上に達すると予測されており、産業界はタンパク質、脂肪、その他の主要な栄養成分や組織を生成するための細胞ベースの戦略開発に多大な努力を続けています。

潜在的に広範囲にわたるニューフードへの応用に向けて業界のプロセスの開発を迅速に行えるようにするため、専用のGEA New Food Application and Technology Center of Excellenceを設立しました。GEA の最先端の施設内にあるこのエンジニアリングおよび知識ハブでは、当社の応用および技術の専門家と協力して、柔軟なモジュール式のパイロットスケールの加工ラインで細胞農業のための新規プロセスのプロトタイプを試作する機会が得られます。

ATC により、移行可能なパイロットスケールでニューフード製造プロセスを評価する機会が与えられます。ATCでは、上流側および下流側工程の段階に関連する50～500リットルのバイオリアクター/発酵槽を使用し、細胞培養や微生物発酵を用いた生産試験を柔軟に行うことができます。

スキッド取り付け済み

ATCは現在、業界で認められている食品規制に対応した8つの技術が組み合わされています。これらには、中核要素として2種類のサイズのGEA醗酵および細胞培養ユニットに加え、ブレンドおよび高剪断混合機器、上流の UHT 滅菌および滅菌ろ過技術、下流の均質化、セルの分離およびマイクロ限外ろ過技術が含まれます。追加または繰り返しのプロセスのステップにより、製品収率およびその品質を最大限高めるため、ラインの柔軟性を設定することもできます。

設備投資なしで運用費も低減

ATC で私たちと一緒に仕事をしましょう。資本も他の投資コストもかかりません。当社では、お客様のプロセスのコンセプトを実証し、食品または栄養成分の細胞および微生物ベースの商用製造へのスケールアップを目指したビジネスモデルをサポートしています。

お客様の栽培・発酵プロジェクトの仕様に合ったプロセスラインを構成するため、当社ではお客様と協力して作業を進めます。お客様のレシピやプロセスでまだ現場に導入されていない追加装置が必要な場合、垂直統合ポートフォリオの関連技術をATCに統合できるかもしれません。また、お客様のサイトでテストするためにGEAの特定のシステムをレンタルすることもできます。

その後、一歩前に進んで産業規模のソリューションに投資することを決定された場合、お客様のプロセスとビジネスニーズと合致するセットアップを構成および最適化するためにパートナーシップを継続することができます。

最終製品がウシ細胞由来の培養肉であれ、精密発酵によって生産される組換え生物の代謝物であれ、細胞農業プロセスの開発は数リットル未満程度の液体培地を生産する、製品収量の低い実験装置を用いてベンチスケールからスタートします。作業の初期段階においては、レシピとプロセスが細胞の増殖と目的となる最終製品の生産に耐えうるかを実験的に証明するという点に重点が置かれています。

ただ、ベンチテスト規模のプロセスで最も有望な結果でさえ、プロセスの規模を拡大すれば経済的に実行可能な商業スケールでの生産が可能になるという保証はありません。ラボ環境で成長した細胞は、持続可能かつ高い生産性で数百キロの製品を生産するように設計されている産業スケールのプロセスラインと必ずしも同じように機能するとは限りません。

そのため、商業規模での収量が目標値に達しない場合や、成長に時間がかかりすぎたり、生物が産業界のストレスに対処できない、資源やエネルギー関連コストが高すぎる、下流工程が非効率的であるなどの場合には、産業生産が不経済であることが証明されることがあります。関連する課題に取り組まないと、最終製品が消費者にとって高すぎることになるかもしれません。

実証されていないものへの投資という選択肢

理論上、概念実証が可能な規模における培養と発酵の性能評価は可能とされています。ただそのためには、科学者が新しいレシピの変更やテスト、培地や成分の変更の評価、生産性や再現性を高めるためのプロセスパラメータの変更などを行えるというのが前提条件となっています。しかも、それらを産業規模の生産に適した設備にて、巨額の投資なしに行う必要があります。これまでは、食品に特化した培養・発酵プロセスにおけるベンチテストからパイロットスケールの産業プロセス検証に移るためには、一般的にデモプラントへの多額の投資が必要となる上、成功は保証されていませんでした。

充実のパイロットプラント

GEA New Food Application and Technology Center of Excellence (お問い合わせ)

新種のテストプラットフォームでこのギャップを埋め合わせるという現実的な要望にお応えし、GEAは微生物発酵用機能をフル装備したパイロットスケールの加工ラインを登場させました。ATCではほぼ産業規模での生産試験が可能ですが、産業規模の設備に投資する必要はありません。

このスケールで柔軟性の高いモジュール式の包括的な加工ラインをフル活用し、新しい食品加工プロセスを評価できるというのは、まったく新しいコンセプトです。それだけではなく、多様な細胞農業のコンセプトやプロセスをテストするための新しいオプションでもあります。

細胞やプロセスへの理解

重要なのは、当社の発酵槽/バイオリアクターユニットではあらゆる種類の細胞を用いて、好気性・嫌気性培養や発酵反応の試験を行うことができるという点です。また、このプラットフォームでは熱処理の必要性やレベルをテストし、各種ガスの注入や供給方法を評価することができるため、細胞の動作を理解し、バッチ間やレシピの切り替え時に細胞タイプやプロセス間の汚染リスクを低減することができます。

当社の機器ではプロセスの各段階で細胞の状態を監視し、マスバランス方式によって最適な順序を見出して、バッチ間の再現性と最終収率を評価し、効率の変化を確認することができます。その後パラメータを修正し、異なる段階の順番を入れ替えてプロセスを改善するとともに、トラブルシューティングも可能です。非常に汎用性が高く、ユーザーフレンドリーで、設定が簡単なバイオリアクター/発酵ラインは、新しい実現可能性の研究の機会を広げ、社内に移すプロセスと生産に関する貴重な専門知識を得ることができると信じています。また、ラボスケールでのテストとは異なり、ATCでのパイロットスケールでの生産では、噴霧乾燥や凍結乾燥（フリーズドライ）など、下流工程でテストを行うのに十分な製品を作り出せるようになります。

当社の目的は、成功するプロセスを導き出すことで、製品開発に対して将来投資するための強固なビジネスモデルを生み出すことができるようにすることです。