「藻類から肉を作る」：微細藻類と大豆が未来のカツレツになる方法

フライパン惑星のための新しいタンパク質を、誰に託せばいいのだろうか？材料科学者のステファン・グルディン氏（TUM/TUMCREATE、Proteins4Singaporeプロジェクト）は、型破りな答えを提示した。微細藻類と大豆の組み合わせだ。ネイチャー誌の最新論文で、グルディン氏は、60～70%のタンパク質を含む単細胞培養物から原料を採取し、その自己組織化と食感を「調整」することで、「肉」のような歯ごたえとジューシーさを模倣した方法を解説している。これは、土地の限られた環境において、2030年までに食料の30%を地元で生産するというシンガポールの「30 by 30」目標を背景としており、コンパクトな藻類バイオリアクターは特に理にかなっていると言えるだろう。

研究の背景

代替タンパク質源は単なる流行の気まぐれではなく、人口増加、気候制約、土地と水の不足、そして一部の大都市における輸入依存のサプライチェーンの脆弱性といった、複数のボトルネックへの対応策です。シンガポールはその好例です。同国は食料の大部分を輸入しており、「30x30」目標を掲げています。これは、2030年までに食糧の30%を国内生産するというものです。このような地理的条件において、小型バイオリアクターや微細藻類を用いた閉鎖型フォトバイオリアクターは理にかなっています。土壌をほとんど必要とせず、年間を通して稼働し、「ヘクタール単位」ではなく「都市単位」で拡張できるからです。

微細藻類は、その「垂直」生産という点だけにとどまりません。多くの菌株（クロレラ、ナンノクロロプシス、アルスロスピラ／「スピルリナ」）は、乾燥物中のタンパク質含有量が50～70%で、多価不飽和脂肪酸、色素、抗酸化物質もタンパク質に含まれています。これらのバイオマスからは、タンパク質濃縮物やタンパク質アイソレーターが得られ、食品システムの「構成要素」となります。多くの陸上作物に比べて、微細藻類は栽培条件の制御による組成の柔軟性と季節性の影響を受けないという利点があり、生産バッチの標準化が容易です。

しかし、「グリーンパウダー」はそのままでは「カツレツ」にはなりません。藻類タンパク質は、独特の風味と香り（クロロフィル、「マリン」ノート）を持ち、溶解性とゲル化の度合いも様々です。また、強固な細胞壁のため、適切に処理しないと消化が困難です。そのため、分画、漂白・脱臭、機能特性（乳化、保水性、粘弾性）の調整といった技術コンベヤーが求められます。同時に、バイオマスの乾燥と分離はエネルギー効率の高い方法で行われなければなりません。さもなければ、環境への配慮と価格面でのメリットの一部が失われてしまいます。さらに、「新規食品」規制とアレルゲン問題も加われば、反応器からカウンターまでの道のりが長い理由が明らかになります。

「肉」体験の鍵は構造化です。タンパク質濃縮物は、弾力のある「噛みごたえ」を提供し、肉汁と脂肪分を保持する繊維状の層状微細構造へと自己組織化する必要があります。これは、せん断場、押し出し成形、ミクロ相分離制御、そして脂質／芳香族前駆体の添加によって実現されます。実際には、藻類タンパク質は大豆タンパク質とブレンドされることが多く、これにより適切なアミノ酸組成を実現しやすくなり、食感が向上し、藻類の風味を「抑える」ことができます。最後の障壁は消費者です。地域料理のレシピ、ブラインドテイスティング、そして明確なラベル表示が必要です。だからこそ、材料科学と官能評価ツールが食品化学アルゴリズムに追加されるのです。これらがなければ、「藻類肉」は実験室でのデモンストレーションに留まり、人々が二度目に購入する製品にはならないでしょう。

なぜ微細藻類なのか？

• タンパク質がたっぷり。種類によっては、乾燥物中のタンパク質含有量が60～70%にも達します。これは一般的なタンパク質源と同等、あるいはそれ以上です。
• 都市型。リアクター内で栽培するため、土地をほとんど必要とせず、水の使用量も少ない。シンガポールのような大都市には最適だ。
• 柔軟な処理。バイオマスからタンパク質分画を抽出し、テクスチャー「コンストラクター」として使用できます。

グルディンのチームは何をしているのですか?

研究の焦点は、植物性タンパク質をいかにして「肉」のように機能させるかにあります。ここでは材料科学的なアプローチが決定的な役割を果たします。タンパク質の糸の自己組織化と水や脂肪との相互作用を制御することで、層状、繊維状、弾力性といった望ましい微細構造を形成できます。まさに「ソフトマターの物理学」が味覚に作用するのです。

• 原材料：微細藻類と大豆タンパク質の混合物 - 味、栄養、価格のバランス。
• プロセス：抽出 → 自己組織化条件の選択 → ミント/噛みごたえとジューシーさのテスト → レシピの調整。
• 会場: TUMCREATE/Proteins4Singapore コンソーシアム - 都市国家のニーズを満たすための財団と食品技術の架け橋。

すでに明らかになっていることと、藻類の「代替肉」の普及を遅らせているもの

• 長所:
  • 多くの種において、高いタンパク質密度と完全なアミノ酸プロファイルを備えています。
  • クローズドシステムにおけるスケーラビリティ
  • 炭素と水のフットプリントを削減する見通し。
• 課題:
  • 味と香り（クロロフィル、「マリン」ノート）を表現するには、色素のマスキングと漂白が必要です。
  • 機能特性（溶解性、ゲル化）は種によって異なり、加工方法に依存します。
  • 経済と規制：作物のサプライチェーンの安定性、タンパク質濃縮物の標準化。

シンガポール（そしてシンガポールだけではない）にこれが必要な理由

シンガポールは食料の90%以上を輸入しており、2030年までに食料の30%を国内生産することを目指しています。コンパクトな微細藻類リアクターとタンパク質加工による「肉」製品の製造は、1平方メートルあたりのタンパク質含有量を高め、供給ショックに対する脆弱性を軽減する手段となります。これは、土地と水が不足している都市にも当てはまります。

「グリーンポリッジ」から「ミートバイト」を作る方法

• 構造: タンパク質繊維のミクロ相分離と配向 (押し出し、せん断場) を制御します。これにより、噛んだときに繊維状になり、「波状」になります。
• ジューシーさ: 脂肪をカプセル化し、親水コロイドで水を結合 - 「肉汁」を模倣。
• 味: 発酵、脂質プロファイルと芳香前駆物質の選択 - 「海藻」の風味から「うま味」へと変化。

Proteins4Singaporeの今後の展望

• 研究室からミニワークショップまで: バッチ安定性、保存期間、冷蔵物流。
• 栄養学と安全性：植物性タンパク質のアレルゲン、消化率、表示。
• 消費者テスト：アジア料理のブラインドテイスティングと行動調査 – Taste Matters。

著者のコメント

この素材は実用的で「工学的」な楽観論に聞こえる。微細藻類は、誇大宣伝のための珍しい素材ではなく、材料科学者の視点から見れば、タンパク質製品の真の構築材料となる。鍵となるのは、単にタンパク質を60～70%含むバイオマスを培養するだけでなく、タンパク質分画を「肉」のような微細構造に組み立て、同時に風味、ジューシーさ、価格を維持することだ。したがって、微細藻類と大豆の組み合わせに賭けるべきだ。前者はタンパク質密度が高く、生産量もコンパクトであり、後者は優れた食感と「柔らかな」風味プロファイルを持つ。

著者は、しばしば「語られない」いくつかの重要な点を強調しています。

• 食感と感覚はスローガンよりも重要です。「グリーン」フットプリントはプラス要素ですが、人々は噛み心地が良く、食べて美味しいものを買います。だからこそ、タンパク質、食物繊維、そして脂肪と果汁の保持力の自己組織化に重点が置かれているのです。
• 分類よりも機能が重要です。「どのような藻類か」というよりも、分離されたタンパク質分画が加工後にどのような機能特性（溶解性、ゲル化、乳化性）をもたらすかが重要です。
• このブレンドは妥協ではなく、戦略です。藻類と大豆タンパク質の混合は、アミノ酸組成、技術的効果、そして「マリン」な香りの中和という3つの課題を同時に達成するのに役立ちます。
• 都市生産の論理。シンガポールや巨大都市にとって鍵となるのは「タンパク質/m²」と季節の独立性、つまり閉鎖型リアクター、短いサプライチェーン、バッチ安定性です。
• 経済とエネルギーは現実を捉えるフィルターです。安価な脱水・漂白と小規模工場の規模拡大がボトルネックとなっています。これらがなければ、エコロジーと価格は加工段階で「蒸発」してしまう可能性があります。
• 規制と信頼。「新規食品」とは、基準、アレルゲン、ラベル表示、消費者テスト、そして地元の料理（単に「ハンバーガー形式」だけではない）を指します。

著者によると、「海藻肉」がデモから大量生産へと移行するには、次に何が起こる必要があるのだろうか。

• タンパク質濃縮物を標準化します (タンパク質含有率だけでなく、機能指標によってバッチごとに標準化します)。
• 栄養素を失わずに、水の分離、脱臭/漂白などの「汚れた」ステップをエネルギー効率よく解決します。
• リアクターからパイロット押出ライン、冷蔵物流まで、市内に小規模生産チェーンを立ち上げます。
• 実際の行動テストのために、レシピを料理（アジア/ヨーロッパ）のコンテキスト（香り、脂肪、スパイス）にリンクします。
• 実験室のグラムではなく、実際のスケールで LCA (炭素/水/エネルギー) を正直に計算します。

主なメッセージ：代替タンパク質は単一の「スーパー原料」ではなく、材料科学と食品ソリューションの組み合わせです。微細藻類は緻密さとタンパク質密度を提供し、大豆は確かな食感の「強化」を提供し、そして優れたエンジニアリングによって、二度食べたくなる製品へと昇華させます。

結論

微細藻類は未来の空想ではなく、土地が乏しくタンパク質が不足している都市のための技術プラットフォームです。グルディン氏らの研究は、タンパク質の自己組織化と組織構造を制御すれば、「グリーン」な濃縮物が真の「肉」製品へと変化することを示しています。これはシンガポールの30x30食品持続可能性戦略に論理的に合致しています。そして、香り、コスト、基準、そして消費者の愛着といった、長期的な課題が待ち受けています。

出典：クリスティン・ロー「原材料：藻類タンパク質を模造肉に変える」 Nature、2025年8月18日；S. グルディン氏（TUM/TUMCREATE、Proteins4Singapore）へのインタビュー。追加情報：30×30の目標とProteins4Singaporeに関する資料。doi : https://doi.org/10.1038/d41586-025-02622-7