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“风很大”的合成生物技术，在香精香料行业擦出了怎样的火花？ 来源 | 聚美丽 作者 | 小栗子 2022年9月23日，合成生物技术碳捕获公司LanzaTech与香精香料巨头奇华顿（Givaudan）达成了一项协作协议：双方将共同开发，应用合成生物技术碳捕获，消费奇华顿产品组合中所运用的关键香氛成分。 近两年，合成生物学在化装品研发中越发抢手，有观念以为该技术能提供“超越100%”的市场现有产品，更有人将其称为“惹起消费改造的新能源”。上述协作意味着合成生物学的这股“浪潮”也席卷到了香水香氛这一细分范畴。 事实上，合成生物技术在香精香料的应用很早就惹起了部分企业的关注，一些香精香料企业和生物公司也曾经推出了具有香味的生物合成原料。 基因改造，以“细胞工厂”消费自然产物
LanzaTech的中心技术依托于一种名为“产乙醇梭菌”的自养微生物：该类细菌具有最古老的碳固定代谢途径Wood-Ljungdahl，能够将两个二氧化碳分子转化成为乙酸。产乙醇梭菌，正如其名，这是一种能够自然固碳，最终消费乙醇的细菌。 依据专利抵消费2-苯乙醇的描画显现，从Wood-Ljungdahl碳固定途径开端，产乙醇梭菌能够应用合成气自然产生“苯丙酮酸盐（Phenylpyruvate）”，以此为起始，经过设计导入异源酶基因（脱羧酶和苯乙醛恢复酶），便能够完成2步反响消费得到2-苯乙醇。 研讨人员还同时异源地表白了莽草酸盐途径的3个基因（DAHP合酶、莽草酸脱氢酶、双官能分支酸变位酶/预苯酸脱水酶），并中止了组合测试。 最终， 在产乙醇梭菌改造了5个基因和组合测试下，LanzaTech的研讨人员胜利完成：应用合成气碳捕获消费2-苯乙醇，产量为200mg/L。 文章开头所提到的该公司与奇华顿的协作也正是基于“产乙醇梭菌”的进一步改造，以消费出所需的香精香料成分。
芬美意科学家 从广藿香植物中发现并分别出了广藿香醇合成酶的基因，将其植入酵母中，以蔗糖为起始原料，经过酵母发酵取得Clearwood这款原料。 这款原料由于没有蒸馏过程，Clearwood中不含铁离子，比起传统藿香油，不会呈现氧化、变色、蜕变的状况。 广藿香油作为基础的木香原料，普遍应用于近40%的日化香精和高级香水配方中。Clearwood能够像藿香油一样运用或高剂量运用，用以构建一种全新的木香香韵。它固然富含藿香醇，但不会取代自然藿香油，从色谱对比图来看，与自然藿香油存在一定差别，可作为一种藿香香韵的弥补。 但该原料的自然等级曾遭到质疑，不只是由于消费过程中呈现了转基因生物（酵母经过基因改造），还由于存在广藿香醇乙醚，该物质未列入广藿香精油130种已发布的成分中，之前在自然界中也未被审定。
檀香油是另一种重要的草本自然成分，自然檀香油的传统提取方式是经过水蒸气蒸馏檀香木心而取得的。自然檀香油主要由倍半萜烯醇组成，其中(Z)-α-檀香醇和(Z)-β-檀香醇占80-90%，通常以为这些檀香醇是檀香香气的主要贡献物质。 生物合成研讨提示了一种常见的倍半萜合酶在檀香属植物中的作用，它能够将金合欢基二磷酸（FPP）转化为α-和β-檀香烯、反式β-香柠檬烯、(Z)-β-檀香烯和(Z)-β-金合欢烯。经过P450单加氧酶对α-和β-檀香烯中止化学选择性羟基化，可构成檀香的芳香倍半萜醇。 研发企业 经过在重组细胞中克隆这些基因，能够工业化实施发酵过程，消费出Dreamwood。
奇华顿在专利申请中表示， Akigalawood的消费应用了表白葡萄和广藿香倍半萜合成酶的重组微生物，以FPP消费α-愈创木烯和莎草奥酮。该专利提到微生物能够在体内从糖中消费FPP，但该特定点未在专利阐明中列出。之前的研讨中已阐明了葡萄中α-愈创木烯的生物合成，并审定了相关基因。 莎草奥酮是一种有气息的倍半萜类物质，存在于多种自然产品中，特别是红葡萄酒中，具有辛辣、木香的嗅觉感受。
Ambrofix的消费采取了 应用改性酵母的生物技术制造工艺。在改造的酿酒酵母中，金合欢烯合酶异源表白，FPP在该酶的催化下产生(E)-β-金合欢烯。且高度(E)-β-金合欢烯可被酿酒酵母所耐受，故该工艺具有较高的消费力。 （100g葡萄糖可消费高达3.8 g的(E)-β-金合欢烯） (E)-β-金合欢烯可经过两步化学反响转化为(E,E)-均金合欢醇，(E,E)-均金合欢醇经过角鲨烯-霍普烯环化酶（SHC）酶环化为(-)-龙涎呋喃，该酶可由微生物分别或异源表白。 龙涎香是抹香鲸（Physetter macrocephalus）的一种病理性分泌物，难以获取，该香料又较为知名，故龙涎香相关化合物的合成不时以来遭到普遍关注。 芬美意曾推出AmbroxSuper和Z11两项专利，均为龙涎香相关的成分（从目前透露的资料来看，似乎触及生物技术，但与合成生物技术无关）。巴斯夫的一项专利也提到了一种均金合欢醇龙涎香烷环化酶，它能够从柠檬醛中得到(-)-降龙涎醚。 而经过发酵中止生物合成的龙涎香原料在范围上或许更具优势。 除上述描画的这些原料外，还有不少企业也推出了生物合成原料，例如：法国香精制造商Robertet曾分离Ginkgo Bioworks消费出具有激烈桃子气息的 γ-癸内酯以及玫瑰精油成分；巴斯夫和生物科技公司Conagen协作消费香兰素等等。 并且，一些相关的研讨项目虽未完成产业化，但曾经有了成果， 合成生物学在香精香料上的研发正被持续推进着。 中科院大连化学物理研讨所以酵母为细胞工厂，完成了香紫苏醇（龙涎香前体）高效生物合成，其产量抵达20g/L；且其树立的分别纯化措施使得纯度能够抵达99.8%。 2021年的国际基因工程机器大赛上，ELIXIO项目团队应用合成生物学线路，运用工程化的酵母与蓝藻，使其分别消费自然产物紫罗兰酮、芳樟醇和紫罗兰叶醛。同时，该团队应用合成微生物组共培育优势，循环应用二氧化碳，减少碳源的投入。 生物合成缓解香料困境——低成本、稳定、可持续 在过去， 自然香精香料的来源主要是动物和植物。随着各国与动物维护有关的禁令相继发布，以及消费者对“零残忍”的请求不时提升，往常的企业尽量避免采用动物性原料。 而植物性原料受天气、地域等影响，质量和成本并不稳定；同时部分植物原料的获取需求时间的沉淀，其中一些植物已处于濒危状态等，这些都成为了制香产业亟待处置的问题。 为了应对上述问题，香精香料很早就开端探求取代自然原资料的方式， 最初运用的便是化学合成方式，随着科技的展开，才将 眼光投向了生物合成。 无论是化学还是生物合成， 合成技术都带来了许多益处： 1）能再现一些不易自然提取的或者濒危动植物的成分，如降龙涎醚的化学合成遭到行业内的普遍关注； 2）能保障原资料的稳定性，合成在肯定的环境和规划的流程下中止，避免了自然界的各种不肯定要素以及致敏原； 3）能够降低消费成本。 但是，当今的消费者相比较化学合成，更崇尚“自然”，且化学合成消费中带来的环境污染也是一大问题。 经过基因工程，应用微生物消费出香味成分的方式比起化学合成更接近“自然”，这相当于为消费搭建了“生物工厂”。 且美国和欧洲现行法规显现，经过微生物发酵消费的生物合成产品，被以为是“自然”或基本上同等于“植物衍消费品”。相比之下，一些以石油成分为起始原料的化学合成香精香料不能贴上“自然”标签。除此之外，生物合成的方式关于环境也愈加友好。 从长期视角来看，以合成生物学中止的原料消费成本更低，产量更高，也更可持续，这也引得多个香精香料巨头纷繁在这一技术范畴规划。
△注：此表依据公开信息不完整统计 并且，在香水品牌端， 一些生物合成原料曾经被运用到香水和个护产品中。 例如，宝格丽极低冰峰男士淡香水的配方中就添加了Clearwood作为基调，这是一款合适一年四季的木质调香水；范思哲迪伦蓝女士淡香水中也将此作为基调。
△图：左为宝格丽极低冰峰男士淡香水，右为范思哲迪伦蓝女士淡香水 芬美意的另一款合成原料Dreamwood在不少产品中有所添加，例如冰希黎的泡沫情人和午夜紫檀精粹香水，前者整体为柑橘木香调，后者的尾调中则能够感遭到Dreamwood的檀香。
△图：左为泡沫情人，右为午夜紫檀 而奇华顿的Akigalawood似乎在香水中应用得更为普遍，Miu Miu的两款香水（Miu Miu Eau de Parfume和Miu Miu L'Eau Bleue）均以此作为基调；Parfums de Marly Valaya则以此作为降调，整体为花香型果味调。
△图：左为Miu Miu香水，右为Parfums de Marly Valaya 随着合成生物学在香精香料的应用推行，香水香氛细分范畴不只能完成自然可持续，具有质量稳定的来源，在新香味的开发上也将具有更多可能。合成生物技术正推进着行业不时向前展开。 那么，除了香水中的这些生物合成原料，在化装品中你还知道哪些？即日起，针对 优秀（有观念）的留言，聚美丽将送出最新一期 《美丽商业启示》，该刊物为化装品行业高层决策内参，错误外出卖哦。 信息来源：公众号蓝晶微生物Bluepha，元气资本，创新枣庄，解码合成生物，中外香料香精第一资讯，竹学园，小红书 视觉设计：乐乐 微信排版：高高 义务编辑：木头 ———聚美丽2023年度特辑——— 科技是真正的狠活，能给行业带来真正的推翻性变更。在全行业崇尚科学、积极推进科技与效果的今天，带来哪些科技狠活产品。同时，树立科学品牌、科学地树立品牌，将成为2023年品牌竞争的中心。 在2023年伊始，聚美丽持续推出主题为“美妆狠活”的系列选题。 第一篇章
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