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你食物中的“天然香料”是什么? 生物技术使得答案更加复杂。

2021

英国的一家公司可以将橙子中的化学物质转化为令人垂涎的葡萄柚味。 通过将橙色化合物与活生物体制成的分子混合,Oxford Biotrans可以创造出天然的风味,而不必打开葡萄柚。

他们并不是唯一一个使用生物学来制造一种天然成分的人。 其他公司正在使用微生物来制造玫瑰和其他植物或动物中常见的气味和香味。

“消费者对天然标签产品的偏好越来越大,”Oxford Biotrans首席执行官Jason King说。 “公司希望能够将货物放在货架上,说这种产品使用的是所有天然香料。”

使用生物技术可以满足一些这种需求。 但它是如何运作的,科学家什么时候可以做到的? 无论如何,天然的味道是什么?

首先,天然香料来自香料,水果,动物,酵母,树皮或其他生物材料,无论是直接提取,还是加热或发酵和其他自然过程的产物。

那天然香料和人造香料有什么区别呢? 不多。 它们基本上是来自不同来源的相同化学品。 明尼苏达大学食品科学与营养系教授Gary Reineccius说:“大自然继续前进,制造出苹果,橘子,梨......而实际上化学家通过其他方式生产相同的化学品。”

天然和人造香料都是由实验室的化学家准备的。 Reineccius说:“你不能拿橙子把它塞进一个流行的瓶子里,把它卖成橙色流行音乐。” “你必须对天然调味料进行隔离才能使用它。”

它们并不完全相同 - 人造香料往往更简单(并且仅由经过安全性测试的成分制成)。 植物的天然调味料可能含有1, 000种不同的化学物质。 Reineccius说,只需少量这些就可以在实验室中重现这种味道。

有些人怀疑人造成分。 一些人造成分,如食用色素,与天然版本有很大不同。 “但就味道而言,Reineccius说道。”你必须使用完全相同的化学品,你必须以与大自然完全相同的比例使用它们,所以人们不应该将人造香料混合在同一类别中做一些其他的人造成分。“

通常,香料的人造版本将更便宜。 在某些情况下,人工路线实际上并不便宜得多。 Nootkatone是葡萄柚香精和调味品中使用的化学品,就是这种情况。

在nootkatone的情况下,合成物仍然相当昂贵, 金说。

Nootkatone在许多地方出现,从甜点到沐浴露。 但来自葡萄柚的诺卡酮价格昂贵且容易出现短缺。 葡萄柚很少吃; 你需要大约400, 000公斤的葡萄柚来制作一公斤的诺卡酮。 葡萄柚比其他农作物(如橙子)丰富得多。

为了制作天然葡萄柚的味道,Oxford Biotrans从桔子中分离出一种名为朱栾倍半萜的化学物质。 它们还使用一种酶分子,生物用它来刺激体内的化学反应,发现细菌,植物和动物。 该团队对其复杂的结构进行了一些调整,并对大肠杆菌进行了改造以制作改进版本。 当与朱栾倍半萜混合时,酶促进化学反应,向橙色香料中加入氧气,使其变成诺卡酮。 “实质上它与葡萄柚必须发生的过程相同,但我们是在一个细胞外进行的。金说。

nootkatone的人造版本实际上也是由橙子制成,但依靠化学品来添加氧气,并且实际上并不是非常有用的材料。 金说,这不是一个很好的过程,而且收益率很低。

另一种策略是使用微生物自己抽出天然香料。 酵母已被用于制造香草醛,香草素背后的香味化合物。 总部位于波士顿的Ginkgo Bioworks公司也正在设计这种微小的真菌,在它们进行发酵以产生能量时产生不同的化合物。 它们促使酵母制造称为内酯的化合物,这种化合物在各种香气中起作用,而不是像酒精那样更熟悉的发酵副产物。 他们还确定了植物用来制造玫瑰油和酵母制作它们的酶。

与直接从自然中收获相比,使用酶和微生物具有一些优势。 “对于农产品,可能存在干旱,疾病,”Ginkgo Bioworks的测试工程师Laura Stone说。 “工业发酵过程......每年都可以更加一致。”

这可能会产生罕见的化合物,如龙涎香 - 一种珍贵的香水成分,也恰好是从海滩中清除的抹香鲸 - 更容易接近。 Stone说,像酵母这样的微生物很方便,因为它们可以自我复制。

有时,使用生物学来制作口味可能比人工路线更有效。 “根据你想要制造的分子的复杂程度,这将是一种越来越难以合成的方法,Stone说。”生物合成可能很复杂,但因为你有丰富的生物催化剂和酶,你有时可以有更高的效率,更高的生产力反应。“

使用微生物或酶也可以使调香师精确控制香味。 “对于香水和香精,还有一些机会,其中酶/生物技术过程将形成独特的分子混合物,这将成为一种有趣的成分,并做化学合成不好的事情,Gingko Bioworks的创意总监Christina Agapakis说道。例如,Clearwood是一种培养的广藿香,它是一系列来自植物的不同化合物的混合物,所有这些化合物都是在酵母中产生的。

那么哪种方法最好? 这取决于所讨论的气味或味道,以及它将如何使用。 但无论你是从微生物,水果还是人工来源获取这种化合物,科学家们都可以把它鞭打成既安全又美味的东西。

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