经过“改造”的酵母竟然能产生玫瑰花香,这样神奇的一幕在位于武清京津产业新城的天津大学合成生物前沿研究院变为了现实。科研人员利用合成生物学技术,把玫瑰的基因成功“种进”酵母里,令其像玫瑰花一样产生芳香物质——玫瑰醇。以此项技术转化的产品已经在天津大学合成生物技术研究院完成了中试。应用该玫瑰醇作原料生产的首批2万瓶香水产品,即将于近期投入市场。
团队成员姚明东告诉记者,该技术使用的底座细胞就是我们日常烘焙、酿酒时经常用到的酵母。团队将玫瑰中生产关键香气物质玫瑰醇的代谢模块,安装到酿酒酵母细胞中。凭借实验室在酵母基因组合成、代谢路径重构以及底盘细胞改造等方面的基础和技术,增强了玫瑰醇合成的前体物香叶基焦磷酸,优选了关键外源基因香叶醇合成酶和玫瑰醇合成酶,在酵母中实现天然玫瑰醇的精准合成,不仅复刻出玫瑰的香气,还能在可控条件下持续高效生产,完成了植物天然产物到微生物发酵生产的完整闭环。
在自然界,玫瑰醇存在于玫瑰油、玫瑰木油等许多精油中,是玫瑰芳香的主要成分。姚明东介绍,在传统生产方式下,种植225亩玫瑰可以产出大约18吨的玫瑰花,最终只能生产出约5公斤的玫瑰精油。而使用该项技术,占地面积不到5平方米的10吨发酵罐就可以生产出约200公斤的玫瑰醇。而且生产周期和生产成本也大为降低。
此外,在自然环境下生长的玫瑰花的品质会因气候、种植管理、生长时间等因素的变化而受到影响。生产出来的玫瑰精油风味也有所差别。然而在实验室环境中,只要确保发酵环境不变,那么产生出来的玫瑰醇的品质就是不变的、纯净的。在后期调制过程中,更容易保持香水香气的稳定性。
目前,团队还只是“小试牛刀”。不仅仅是玫瑰,檀香、沉香、鸢尾花等也在合成生物技术的改造下,成功华丽变身新型香水产品。“我们在实验室已经开发了60多种香型的精油,未来根据市场需要可以陆续进一步放大中试、优化成本,达到产业化目标。几乎所有自然界的香气我们都能在实验室里‘种’出来。”姚明东说。
该款香水产品的成功问世是天津大学合成生物前沿研究院在探索发展新质生产力上的一次生动实践。研究院建有合成生物技术国家重点实验室、教育部珠峰计划天津大学合成生物学前沿科学中心等多个国家及省部级创新平台,取得了一系列代表性科研成果。未来还将继续着力提升合成生物和生物制造原始创新能力,突破工业菌株、工业酶和仪器试剂“卡脖子”瓶颈,致力于打造合成生物原创引领、卓越人才培养、概念验证、中试熟化和成果转化高地,助力新质生产力发展。
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来源:天津园区招商网
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