加州大学戴维斯分校化学系的研究人员制造出香味比来自新鲜香蕉、花朵、蓝莓等的气味更甜些。因为他们利用工程菌来生成酯,该分子广泛存在于香料和调味品中。相关研究成果发表于2014年3月9日的《自然-化学生物学》期刊。
几乎所有的工业化学品,从人造香料到油漆都是由石油衍生的。全球香水和香料的市场规模约为200亿美元,开发生物基来源的产品市场潜力巨大。
酯是由一个氧原子连接两条碳链的分子,通过有机酸与醇反应所得。这种反应的热力学决定了降解酯比生产酯更容易。而生物生产酯比化学反应要容易的多。例如,酵母菌不需要高温和其他特殊条件就能产生少量的酯,为葡萄酒和啤酒带来香甜的气味。自然界使用一类称为醇基O-乙酰转移酶将酰基辅酶A(Co-A)生成酯。这个过程包括可变长度的碳链与辅酶A亚基相结合,辅酶A脱落为反应过程提供能量,推动后续反应的进行。改变酰基辅酶A的酰基部分可以改变生成酯的类型。
研究小组将酵母生化途径的相关基因导入大肠杆菌。通过调整酰基辅酶A途径,可以分别操纵两个半酯,最终制成完整的酯。该技术开启了利用生物系统生产多种不同酯类的新天地,目前已获得专利。细菌可利用来源于可再生生物质的糖类合成酯。研究人员希望能进一步将这一途径导入蓝绿藻中。