資訊 > 食品原材料 > 合成生物學(xué)——香精香料行業(yè)的未來
日前,安徽華業(yè)香料股份有限公司收購?fù)悬S山科宏生物香料股份有限公司。此前,華業(yè)香料一直專注于經(jīng)營香料業(yè)務(wù),主要從事內(nèi)酯系列合成香料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,交易完成后,將大大增強(qiáng)公司在生物技術(shù)香料領(lǐng)域競爭力,實現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。
無獨有偶,近一段時間以來,國際巨頭紛紛通過合作和收購布局香精香料領(lǐng)域的合成生物開發(fā)。在可持續(xù)性應(yīng)用潮流的推動下,國內(nèi)外香精香料行業(yè)正在積極擁抱合成生物技術(shù)。
行業(yè)巨頭加強(qiáng)與生物技術(shù)公司合作
芬美意很早就看到了合成生物在香精香料領(lǐng)域的應(yīng)用前景,10多年前的價格過于高昂,但是技術(shù)進(jìn)步令芬美意看到了可行性。2010年,芬美意和可再生化學(xué)品公司Amyris展開合作,開發(fā)出3種香精香料成分。負(fù)責(zé)研究業(yè)務(wù)的高級副總裁Sarah Reisinger指出,芬美意堅持布局生物技術(shù)的原因,在于生產(chǎn)特定產(chǎn)品時酶驚人的高效率,以及能夠使用基于植物的碳和可持續(xù)工藝來制造難以從自然中獲取的產(chǎn)品。
2016年,日本高砂香料收購了美國公司Centre Ingredient Technology。通過其官網(wǎng)可以了解到,該公司目前的方向也是提倡利用前沿生物技術(shù)和可再生原料。
2019年,巴斯夫收購了荷蘭生物技術(shù)企業(yè)Isobionics,新增了巴倫西亞橘烯、圓柚酮等10種發(fā)酵技術(shù)香料產(chǎn)品;同年與生物科技公司Conagen簽署了合作協(xié)議,生產(chǎn)天然發(fā)酵香蘭素。
2021年,帝斯曼(DSM)收購美國生物技術(shù)公司Amyris的香精和香水業(yè)務(wù)。同年8月,國際香精香料巨頭奇華頓宣布與領(lǐng)先合成生物公司Ginkgo Bioworks(DNA.US)合作。
國內(nèi)香料行業(yè)中,華業(yè)香料以合成香料為主,科宏生物主要產(chǎn)品為天然香料。值得關(guān)注的是,科宏生物自成立以來,通過與中國科學(xué)院、浙江大學(xué)合作,逐步由原來傳統(tǒng)的化學(xué)合成技術(shù)向現(xiàn)代生物發(fā)酵技術(shù)轉(zhuǎn)型,從而滿足人們對食品、藥品、化妝品等行業(yè)“天然、安全”的消費要求,其通過合成生物學(xué)技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有巨大市場前景。
對此,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,生物技術(shù)在香精香料行業(yè)的應(yīng)用早就出現(xiàn)了,但成本太高,消費者無力承擔(dān),隨著技術(shù)的進(jìn)步,如今可行性已經(jīng)越來越高?!坝性絹碓蕉嗟纳锛夹g(shù)香精香料投入生產(chǎn),一旦發(fā)酵成本取得突破,將出現(xiàn)爆發(fā)性增長?!倍辔粯I(yè)內(nèi)人士表示。
攜手讓行業(yè)更穩(wěn)定更高效更可持續(xù)
芬美意研究運(yùn)營高級副總裁Sarah Reisinger曾表示,之所以看重生物技術(shù),一是它的高效,P450酶能夠高效實現(xiàn)位點特異性氧化;二是它能夠可持續(xù)生產(chǎn)難以獲取的天然原材料。
據(jù)了解,目前香精香料生產(chǎn)的主要方式是香料植物的天然提取或化工產(chǎn)品的化學(xué)合成。但是香料植物容易受自然界氣候影響,年產(chǎn)出不均衡,造成原材料供應(yīng)量和價格不穩(wěn)定。而化工產(chǎn)品的原材料價格直接受到國際石油價格波動的影響。近年來石油價格波動頻繁,對香精香料生產(chǎn)商造成了較大的困難。
此外,隨著生活質(zhì)量的提升,人們的消費觀念也在發(fā)生轉(zhuǎn)變,對自身健康和環(huán)境保護(hù)越來越重視。由于天然概念包括了健康安全、綠色、可持續(xù)發(fā)展等多重含義,天然來源的香精香料近年來受到消費者的追捧。另外,利用合成生物學(xué)技術(shù),通過微生物發(fā)酵逐漸成為天然提取與化學(xué)合成之外的又一香精香料重要生產(chǎn)技術(shù)。
事實上,合成生物技術(shù)為行業(yè)帶來了許多好處。例如,再現(xiàn)一些不能自然提取的原料香味、重現(xiàn)一種短暫且非物質(zhì)的氣味、降低成本等。
許多香精香料分子在植物中的含量極低,需要通過大片農(nóng)田種植、收獲再提取。這樣的生產(chǎn)方式占地面積大、提取工藝復(fù)雜、容易受自然天氣影響。比如,近年來因為柑橘黃龍病以及氣候變化導(dǎo)致的溫度異常和極端天氣等,導(dǎo)致葡萄橘和其他柑橘的生產(chǎn)量驟減。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù),1996—1997年,佛羅里達(dá)州收獲5900萬箱葡萄柚,但2021年第一季度僅460萬箱。與此同時,市場對天然柑橘味添加劑的需求在不斷飆升。
而通過研究天然的生化反應(yīng)途徑,確定途徑中所需酶的遺傳密碼,將其整合進(jìn)特定的微生物底盤細(xì)胞,通過發(fā)酵罐生產(chǎn),利用微生物將糖轉(zhuǎn)化為目標(biāo)分子,就能制造出所需要的香料和香精分子。發(fā)酵罐可以從幾百升規(guī)模擴(kuò)展到數(shù)千噸規(guī)模,這將大量節(jié)省農(nóng)業(yè)用地,簡化生產(chǎn)工藝,能夠穩(wěn)定地按訂單量批次生產(chǎn),既更有效,又更具可持續(xù)性。
微生物發(fā)酵的另一個好處是,其本質(zhì)上還是生物學(xué),模仿了真實自然環(huán)境下的生化過程。在多數(shù)情況下,發(fā)酵所使用的酶和天然酶完全相同,能夠生產(chǎn)許多化學(xué)工程無法合成的分子。
植物來源的香精香料含量極其復(fù)雜,比如香草精,主要的香味成分是香草醛,香草中的其他化學(xué)物質(zhì)還提供其他復(fù)雜的味道,包括煙熏、辛辣、硫磺、甜味和奶油味等,但是并非每個分子對風(fēng)味和功能都很重要,有些分子沒有任何作用,甚至?xí)a(chǎn)生負(fù)面影響。比如,從甜菊葉中提取的甜菊糖苷,富含RebA,給甜菊糖苷帶來了苦味。而通過合成生物學(xué),可以將RebA轉(zhuǎn)化為更美味的甜味劑RebM。
化學(xué)合成帶來的大量碳足跡,是推動生物合成的另一個原因。而合成生物技術(shù)可以通過利用可再生碳、提高合成中的碳效率、最大化可生物降解碳、增加每種碳的氣味影響等方式,來減少生產(chǎn)過程中的碳足跡。合成生物學(xué)專家還認(rèn)為,合成生物學(xué)能夠提供超過100%的現(xiàn)有市場產(chǎn)品?!俺酥圃熳匀唤缰写嬖诘乃衅婷畹姆肿又猓氵€可以制造出全新的分子,而這些分子目前還不存在,這就是超過100%的來源。”
在2021年與奇華頓建立新合作伙伴關(guān)系的Ginkgo Bioworks,通過搭建一個平臺,讓客戶能夠像編程計算機(jī)一樣輕松地對細(xì)胞進(jìn)行編程。目前,Ginkgo已經(jīng)有3種香料分子實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。其中,法國香精和添加劑制造公司Robertet正在使用兩種由Ginkgo設(shè)計的酵母產(chǎn)生的分子:一種是具有強(qiáng)烈桃子氣味的γ-癸內(nèi)酯;另一種是透明的液體馬索亞內(nèi)酯。后者用作調(diào)味劑售價可達(dá)到1200美元/公斤,而通過發(fā)酵工藝,該產(chǎn)品每年產(chǎn)值可達(dá)數(shù)百萬美元。
這些企業(yè)堅信,在客戶希望堅持天然來源的前提下,生物技術(shù)香精香料能夠有效規(guī)避天氣異常、季節(jié)性因素、地緣政治不穩(wěn)定、質(zhì)量參差不齊、重金屬和農(nóng)藥殘留、化工原料漲價等供應(yīng)鏈問題。
未來的香精香料行業(yè)會是什么樣?“在未來十年,生物技術(shù)產(chǎn)品將占據(jù)30%的香精香料市場?!盉lue California的香精香料主管Katy Oglesby在2021年的SynBioBeta食品和農(nóng)業(yè)會上如此說道。
國際香精香料巨頭在華布局的加速,進(jìn)一步助推了國內(nèi)香精香料市場規(guī)模的增長。同時,對于我國本土企業(yè)而言,則將面臨更加嚴(yán)峻的競爭與挑戰(zhàn)。
目前,全球香精香料市場壟斷在前10家巨頭企業(yè)手中,奇華頓公司(Givaudan Roure)、國際香料香精公司、德之馨公司(Symrise)、美意公司(Firmenich),這四大巨頭占據(jù)了全球76%的市場份額。
豆類一直都是人類發(fā)展過程中不可或缺的食品之一,其不僅營養(yǎng)價值豐富,而且豆類種類龐雜,是平衡營養(yǎng)膳食的重要品類,我國自古就有“五谷宜為養(yǎng),失豆則不良”、“寧可食無肉,不可食無豆”的說法,足見豆類的重要價值。
歐防風(fēng)(Peucedanum ostruthium),又名白甘筍、歐洲獨活或防風(fēng)草,是一種歷史悠久的傘形科植物,早在古希臘和古羅馬時期便被廣泛種植。其肥厚的白色根部是主要食用部分,質(zhì)地疏松,中心柱隨生長時間延長而逐漸變硬,帶有獨特的清甜和堅果香氣。
2025年7月2日,國家衛(wèi)健委正式發(fā)布《關(guān)于D-阿洛酮糖等20種“三新食品”的公告》,正式批準(zhǔn)D-阿洛酮糖等5種物質(zhì)作為新食品原料,這意味著阿洛酮糖在我國食品領(lǐng)域擁有了合法身份,有望在食品行業(yè)掀起新的變革。那么,阿洛酮糖究竟是什么?它有哪些獨特的性質(zhì)和功能?在食品行業(yè)中又有怎樣的應(yīng)用前景呢?
旋振篩是一種用于粉狀、顆粒狀及液體物料精密篩分的機(jī)械設(shè)備。旋振篩通過振動電機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)振動,使物料在篩面上作旋轉(zhuǎn)、跳躍和分級運(yùn)動,從而實現(xiàn)不同粒徑物料的分離。
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