糧食需求與平均飲食品質的提升下，食肉需求大幅增加(如圖一)，然而畜牧業規模擴大，導致溫室氣體的排放與過度使用土地及水資源。隨著永續概念與健康意識的提升，由植物、微生物、昆蟲等來源提取的替代性蛋白質需求日增。近來，較受矚目的消息為2019年，美國主要人造肉生產公司Impossible Foods及Beyond Meat已從小型新創企業發展為大型食品公司，並與麥當勞和漢堡王等速食連鎖店達成供貨協議後，大幅提升了銷售量與知名度。

本報導摘錄Frost & Sullivan與世界經濟論壇(World Economic Forum)之報告，彙整替代蛋白在食品及飲料業中之相關技術、市場、創新指標與政經趨勢。

一、替代蛋白質分類與技術

(一) 植物來源的蛋白質
大豆和豌豆是主要的供給來源，而近年來小麥也備受矚目。植物蛋白的蛋白質消化率校正胺基酸評分 (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score) 較高，具有易於消化的優勢，但大多數植物不包含所有必需氨基酸，需要透過添加或混和不同種類之蛋白以強化特定營養成分。部分蛋白具有優異的功能特性，例如：鷹嘴豆和小扁豆等可以替代蛋黃醬等產品中的雞蛋。植物蛋白有獨特的風味，且具有黏度低與保水性低等特性，一般應用於營養棒、酸性飲料和低pH值產品。在智慧財產權佈局上，因應永續的理念，歐洲在植物性蛋白質的專利活動活躍。從趨勢上來看，2017-2019年的總體專利公開數逐年下降，顯示創新發展已從技術研發轉向至商業應用層面。同時，該領域申請專利合作條約(Patent Cooperation Treaty, PCT) 的比例很高，使技術保護範圍更廣泛且具全球應用之潛力。

(二) 昆蟲來源的蛋白質
比起動物來源，昆蟲是可消化性蛋白 (digestible proteins) 的豐富來源，且通常具低脂肪的特性。昆蟲蛋白的風味美味、且具有出色的起泡、膠凝和乳化能力，因此容易替代動物蛋白，主要應用於能量棒、烘焙和鹹味食品中。在環保方面亦具優異表現，相較於動物蛋白，昆蟲蛋白的生產效率高20倍，蛋甲烷生成量低80倍。在智財佈局上，基於傳統飲食習慣，亞太地區 (尤其是東南亞與南亞) 領導昆蟲蛋白質的專利活動。

(三) 人造肉/實驗室培養的蛋白質 (Cultured /Lab-Grown Meat)
        實驗室生長的蛋白質由纖維細胞和幹細胞培養，幹細胞的優勢為可根據末端應用的需求進行調整，透過不同營養或基因改造發展為任何類型的細胞。此類蛋白質在風味、口感與功能特性等皆與動物蛋白質相似，因此通常不需再額外加入添加劑以維持形狀或改善風味，一般使用於仿肉食品。然而，由於此類蛋白質是在實驗室中合成培養的，永續性為中等水平，但其數值仍優於動物衍生的蛋白質。在智財佈局上，人造肉相關專利趨勢預計在2020 - 2021年仍穩健成長，且歐美市場對於該產品的接受度也會提高。與基於昆蟲的蛋白質相同，由於區域專利申請量大，而PCT申請較少，使得商業化潛力較低。

(四) 微生物來源的蛋白質
藻類蛋白質領導微生物蛋白質的研發，而酵母和真菌蛋白可調節終止密碼子(Stop codon)，於微生物科技中具有應用與發展潛力。部分蛋白具有關鍵的功能特性，包含優異的膠凝、吸水、吸脂、乳化和發泡能力。且其來源通常富含維生素、胡蘿蔔素和碳水化合物等，胺基酸與蛋白品質亦高，因此常應用於營養保健食品領域。在環境方面，生產與栽培微藻等微生物不需依賴耕地，具較高的永續性。而智財佈局上，由於農產業壓力與強大的製造業，使中國的專利數占全球微生物蛋白質專利數的82.6%。

二、對經濟政策影響

蛋白替代產品的興起有可能對現有產業與經濟產生影響，主要是考量其對社會、消費者選擇，以及糧食系統的影響，以下將介紹對不同產業與利益關係人的影響，以及監管環境如何因應新型食品的挑戰，詳如圖二與圖三。

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(一) 食品供應鏈
目前，替代蛋白質已經上市，主要在中高收入地區銷售，但市場規模仍很小。整體而言，中國是目前替代性蛋白質專利申請的領導者；而歐美公司的研發部門成果豐厚，仍為此領域的技術領導者。目前僅有少量替代蛋白質種類已達規模化，其中以大豆、小麥或豆腐等植物性蛋白為主。

預計在十年後，替代蛋白質將從「小眾食品」轉變為「主流食品」，其主要因素有三：第一，在口味、質地和外觀上的重大技術進步，使現代替代蛋白質產品更具吸引力。第二，具有顯著的環境和健康益處，可說服政府透過監管或財政干預促進產業發展，類似1990和2000年代政府促進太陽能板產業。最後，主要食品公司對替代蛋白質的創投不斷增加，顯現業內人士看好其成長潛力。而目前阻礙其進一步普及的主要課題為產量和純度不均。

(二) 畜牧業＆飼料業
相關研究指出，替代蛋白質的普及將導致畜牧業減產，造成失業與牧場消失，但考慮到全球肉類需求增長的趨勢，情況或許不會變得如此嚴峻。

為了避免被取代，畜牧業將轉型為更精緻與小眾化，使價格提高，優點是提升畜牧質量，將鼓勵提升動物福利與環境標準的生產方式，使產業與社會效益最大化。然而，亦有反對者表示肉品價格提高將不利於低收入者，但如果替代蛋白質與動物蛋白質在價格和味覺上相等的話，則這類經濟外部性影響將會變小。

目前，畜牧業每年約消耗15億噸穀物，約佔穀物總生產量的57%。如果畜牧產量減少，飼料工業將受到嚴重影響；然而，可將產能或植物原料轉向投入替代蛋白質的生產，以彌補部分損失。

(三) 監管環境
面對新型態食品，監管機構必須訂定合適的規範與負責單位，以確保公眾免受健康風險影響之餘，仍可刺激產業創新並創造價值。此外，對於產品宣稱所具之環境效益的評估方法，也應有所規範。直至2018年11月，美國才決定應由食品藥品監督管理局 (FDA) 和美國農業部 (USDA) 共同監管人造肉 (Cultured meat)，而其他政府或監管機構 (包含宗教機構) 對於人造肉的監管機制目前尚不清楚。

在食品標示方面，部分歐美法案已擬定禁止使用「肉」、「牛排」和「香腸」等術語來銷售素食，這些規範的目的是避免替代蛋白質和畜牧產品的混淆與摻偽，然而，可能引起消費者對替代蛋白的不熟悉而延遲採用。

在可預見的將來，肉類和替代蛋白產業將並存，不論是業界、監管單位、或是生活態度上，我們應積極溝通與系統性合作，才能改變蛋白質體系，創造一個安全、永續、可負擔和健康的產業未來。​​​​​​​