香氣總是能給人帶來舒適與愉悅的感受。
但你知道嗎？多年以前，香水還是僅限貴族使用的奢侈品，難以走進(jìn)千家萬戶。
傳統(tǒng)香料依賴天然動(dòng)植物提取，成本高昂，3000kg新鮮玫瑰花瓣能萃取1kg玫瑰精油（溶劑萃取法）。
天然提取法不僅出油率極低，還容易受到氣候條件的影響。
近日，來自天津大學(xué)的科研人員利用合成生物學(xué)技術(shù)，成功生成玫瑰香氣中的核心物質(zhì)——玫瑰醇。
此項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品已經(jīng)在天津大學(xué)合成生物技術(shù)研究院完成了中試。應(yīng)用該玫瑰醇作原料生產(chǎn)的首批2萬瓶香水產(chǎn)品，即將于近期投入市場(chǎng)。
把玫瑰“種進(jìn)”酵母里
玫瑰醇是玫瑰香型香精的核心成分，正是它才賦予了玫瑰濃郁和優(yōu)雅的香氣。
此外，玫瑰醇還具有多功能性，在日化、食品、煙草及香水工業(yè)中占據(jù)重要地位。在食品添加中，玫瑰醇能夠增強(qiáng)增強(qiáng)草莓、葡萄、櫻桃、巧克力等食用香精的甜香底韻。
此外，玫瑰醇還適用于鈴蘭、紫丁香、晚香玉、香羅蘭、金合歡、橙花、桂花、蘭花等其他香型。
天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)通過基因改造釀酒酵母細(xì)胞，在其中安裝玫瑰醇的代謝模塊，增強(qiáng)了玫瑰醇合成的前體物香葉基焦磷酸。
此外，團(tuán)隊(duì)還優(yōu)選了關(guān)鍵外源基因香葉醇合成酶和玫瑰醇合成酶，在酵母中實(shí)現(xiàn)天然玫瑰醇的精準(zhǔn)合成，不僅復(fù)刻出玫瑰的香氣，還能在可控條件下持續(xù)高效生產(chǎn)。
使用該項(xiàng)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)表示，占地面積不到5平方米的10噸發(fā)酵罐就可以生產(chǎn)出約200公斤的玫瑰醇。而且生產(chǎn)周期和生產(chǎn)成本也大為降低。
目前，此項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品已經(jīng)在天津大學(xué)合成生物技術(shù)研究院完成了中試。應(yīng)用該玫瑰醇作原料生產(chǎn)的首批2萬瓶香水產(chǎn)品，即將于近期投入市場(chǎng)。
團(tuán)隊(duì)還表示，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開發(fā)了60多種香型的精油，未來根據(jù)市場(chǎng)需要可以陸續(xù)進(jìn)一步放大中試，最終開啟產(chǎn)業(yè)化。
千億賽道新機(jī)遇
Technavio數(shù)據(jù)顯示，2024年全球香料香精市場(chǎng)規(guī)模突破380億美元（約合人民幣2,774億元）。
其中，奇華頓、芬美意、 IFF 和德之馨四家企業(yè)占據(jù)60%以上的份額。
此前，香料行業(yè)一直依賴天然提取技術(shù)，香料植物容易受自然界氣候影響，年產(chǎn)出不均衡，導(dǎo)致原材料價(jià)格波動(dòng)巨大。
而后通過化學(xué)合成法合成香料價(jià)格低廉，開始占據(jù)行業(yè)主流。化學(xué)合成香料主要使用石油等不可再生資源，合成過程常伴隨高能耗、有毒溶劑以及廢料等，對(duì)環(huán)境并不友好。
此外，化學(xué)合成香料可能含有鄰苯二甲酸鹽、苯并衍生物等有害物質(zhì)，對(duì)人體危害較大。
相較于天然提取和化學(xué)合成，生物發(fā)酵法正逐漸成為一種重要的香料生產(chǎn)技術(shù)，具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，其生產(chǎn)成本可降低 50%以上，且產(chǎn)品可被視同天然香料。
例如，Conagen是食品和日用香料行業(yè)革命性的公司之一。
公司通過酶轉(zhuǎn)化或細(xì)菌和酵母的培養(yǎng)來生產(chǎn)的大部分香料和香精產(chǎn)品。同時(shí)，究氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪酸、內(nèi)酯和脂質(zhì)，以及酚類和類黃酮分子，以創(chuàng)造完整的食用香精和日用香料產(chǎn)品組合。
其一方面對(duì)包括檀香、橙皮香精、薄荷香精等在內(nèi)的，常見的香精香料進(jìn)行開發(fā)和制造；另一方面還支持對(duì)合作伙伴需求的，特定的香精香料產(chǎn)品進(jìn)行定制化開發(fā)。
瑞士公司Evolva通過基因工程改造微生物的代謝途徑，成功通過生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)香蘭素，替代了傳統(tǒng)天然提取和化學(xué)合成方法。隨后，Evolva與IFF（國(guó)際香精香料公司）合作，實(shí)現(xiàn)香蘭素商業(yè)化生產(chǎn)。
合成生物學(xué)昔日霸主Amyris的香精和香水業(yè)務(wù)，則被化工巨頭帝斯曼DSM以1.5億美元收購(gòu)。
國(guó)內(nèi)也有多家公司探索運(yùn)用合成生物技術(shù)合成香精香料。
例如國(guó)內(nèi)最大的維生素生產(chǎn)商新合成，基于多年累積的發(fā)酵技術(shù)，布局包括二氫茉莉酮酸甲酯、檸檬醛、覆盆子酮、芳樟醇系列、葉醇系列等產(chǎn)品。
亞香股份與江南大學(xué)戰(zhàn)略合作，建立合成生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)酶催化法和發(fā)酵法工藝，當(dāng)前香蘭素已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
國(guó)內(nèi)初創(chuàng)公司中，智峪生科已經(jīng)成功運(yùn)用AI 技術(shù)輔助設(shè)計(jì)天然香蘭素，并在江蘇常州落地百噸級(jí)生物合成天然香料工廠。
依諾基科聯(lián)合上市公司恒興新材重點(diǎn)布局香料賽道；合生科技成功合成橙花叔醇，廣泛適用于橙花、水仙、蘋果、柑橘等多種香型。
目前，化學(xué)合成香料因?yàn)榈统杀?，高效率仍然是產(chǎn)業(yè)界主流，但生物發(fā)酵技術(shù)憑借天然性和環(huán)保的特性，成為替代化學(xué)合成法中不可忽視的力量。
—The End—
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