美科学家让微生物跨界发酵香水

香料已走进人们生活的各个角落：洗护、化妆、医药、食品……但纯天然香料的供应远远不能满足需求，以香草和檀香为例，就可看出端倪。

香草有“食品香料之王”的美称。香草的果荚里有香兰素，广泛用作咖啡、巧克力等食品的调香原料。香兰素年需求量高达1.8万吨，但消费的“纯天然”香兰素只有很小一部分，因为受产量影响太大。

马达加斯加出口全球80%以上的香兰豆，但受热带飓风、政局动荡、劳工薪酬、病虫灾害等影响，价格波动极大，高时达400美元/千克，低时跌至32美元/千克。利用化学原料人工合成的香兰素，每千克仅需16美元。但消费者大多只对“纯天然”香兰素感兴趣。

檀香油也存在类似的尴尬局面。历史上，全球约90%的檀香油产自印度。但因过度采伐檀香树、政策失误和非法走私，产量急剧下滑。据估计，全球对檀香油的年需求高达80～120吨，其中约20吨是“纯天然”生产的，其余都只能以化学合成品代替。看准天然檀香油巨大市场的业界巨头，开始扩大檀香树种植规模，但树木成长需要时间，远水难解近渴。

危机的存在往往酝酿着商机。考虑到天然香水的稀缺性，被誉为“合成生物学教父”的美国科学家汤姆·奈特，决心用基因技术解决天然香料供不应求的难题。

奈特是麻省理工学院人工智能实验室研究人员上世纪六七十年代发明了阿帕网（APPANET）（互联网前身）；还发明了首个单片机光学鼠标等，取得了30多项技术专利。奈特是人工智能领域的专家，却对合成生物学兴趣浓厚。已然是泰斗级计算机专家的他，竟和他的学生一起学分子生物的大学课程，跨界做起了生物实验。在实验室里，奈特创造性地提出利用“生物积木”（经过加工、具特定功能的DNA小片段），进行排列，搭建新的生命系统，并创立了“银杏生物工作室”（下简称“银杏”）。

基因排序成本大幅下降促成了这家机构的诞生。从上世纪70年代开始，人们合成、组装和测序DNA序列，改造生物功能的能力不断增强。以前合成一个碱基对的价格是1美元，合成一条基因需要5000美元；而现在已经下降到了几美分。

受发酵工艺的启发，“银杏”利用基因工程和计算机技术，对天然花卉或树木的基因进行“拼接”和“改造”，移植到酵母身上，最终“制造”出作用类似酒曲的微生物。这种特殊微生物分解营养物质、发酵后酿造的是散发奇特香气的“香水”。

机器自动排序，生产速度快，10天左右就能将微生物“制造”出来。这与改良一种花卉品种所需要的时间显然不可同日而语。这种生物合成方法不像传统香水制作工艺那样，为了得到一瓶香水就要“摧残”掉成千上万朵花，是一种可以多次重复、低成本的做法；也不会像化学香水那样被追求“纯天然”的消费者唾弃。

“银杏”制造的玫瑰香水，是150年来香水市场上第一种用微生物制造的玫瑰香水。自然界中带有这种香味的玫瑰花十分稀有，只有土耳其和保加利亚有种植，而且只能靠手工采摘，十分辛苦。

如今，“银杏”已注册8种微生物，用于香水生产、烘焙、调味等产业，可为客户节约50%的成本。为了打消公众对转基因、微生物的顾虑，银杏还将“车间”定期向社会开放，邀请人们目睹香水的生产过程。

“银杏”的产品都装在试管里，其创意总监克里斯蒂娜笑称，将来希望能有100种试管（意味着100种香型），没准还能让已经灭绝的古老花卉“芬芳重现”！