气候变化、人口的持续增长、逐渐减少的耕地，以及人们对健康的需求，让粮食问题成为一个全球性问题——如何保障安全、营养和可持续的食品供给面临巨大挑战。这些挑战也对未来食品供给方式和功能提出了新的要求。
如今，我们已经走到了食品变革的前夜，在合成生物技术下，各种各样的“新食品”应运而生。从耕地资源生产食物，转变为全方位、多途径开发食物资源，创新蛋白来源、食品原料和食品工业配料，开发用于食品生产的细胞工厂。可以说，人类正在以科技手段赋能食品产业，拓展食品边界。
变革食品生产方式
合成生物学是继“DNA双螺旋结构的发现”和“人类基因组计划”之后，以工程化的手段设计合成基因组为标志的第三次生物技术革命。作为一门前沿交叉学科，合成生物学汇聚并融合了生命科学、工程学、基因组学等诸多学科，并展现出极其广阔应用前景。在食品方面，合成生物正在成为推动新食品发展的关键技术。
在今天，由于环境污染、气候变化和人口增长，传统食品获取方式和供给模式日益面临巨大挑战。以肉类食品为例，自年至今，全球人口翻了一番人类对动物制品的消费已经增长了5倍，这一数字还将继续增长。更严峻的是，包括印度在内等原本较为贫穷的国家变得越来越富裕，许多以前主要以植物性饮食为主的人，开始转向需要大量肉类、鸡蛋和乳制品的美式饮食。
并且，肉类生产与气候变化息息相关。在人类排放的所有温室气体中，14.5%来自畜牧业——畜牧业的温室气体排放量与所有交通工具的排放总量，包括乘用车、卡车、轮船、飞机等差不多。肉牛和乳牛不仅会透过肠道发酵和粪便排放甲烷、导致土地发生变化，还会在生产饲料、消耗能源、运蝓的过程中间接排放温室气体，是甲烷和温室气体的最大排放源。
相关挑战对未来食品供给方式和功能提出了新的要求。食品获取方式和功能的改变将成为人类未来生产方法和生活方式改变的代表性问题，未来食品应该具备“更安全、更营养、更方便、更美味、更持续”的特征。
在这样的情况，合成生物学为食品重要组分、功能性食品配料和重要功能营养因子的生物制造提供了关键技术和方法支撑。食品合成生物学其实就是在传统食品制造技术基础上，采用合成生物学技术，特别是食品微生物基因组设计与组装、食品组分合成途径设计与构建等，实现更安全、更营养、更健康和可持续的食品获取方式。
首先，食品合成生物学可以改善传统的食品生产和制造，比如合成肉类，合成生物学的出现使得肉类类似物在外观和色香味等特征上能够模拟真实的肉。从而满足消费者对食品数量和质量日益增长的需求。其次，食品合成生物技术使得人们将能够定制设计、生产所需的食物成分，从而改善食品的营养和补充食品新功能。最后，合成生物学可以改造传统发酵生产方式，构建工程微生物，从而将可再生原料转化为主要食品成分、功能性食品添加剂和营养化学物质，比如，开发菌株使其直接利用二氧化碳等新原料，实现无需植物参与的负碳生产。
当前，食品正在成为全球合成生物市场重要增长极。近年来，许多企业逐步从平台型全能企业，分化出专注于某一垂直领域的企业，并在细分市场站稳脚跟后，开始布局更有技术优势和产品壁垒的新兴市场。可以说，今天，合成生物学已经成为推动新食品发展的关键技术。
食品“未来式”
目前来看，食品合成生物学最受
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