作者：李圣蓉

出品：元氣資本

核心內容

1、香精巨頭們紛紛與生物技術公司合作，生產更多創新和可持續的成分。

2、天然原材料供給減少、農業供應鏈不穩定、動物原材料飽受詬病，香精行業從天然（化學）提取走向合成。

3、生物合成在效率、“天然”和可持續性上優于基于石油的化學合成，但如何解決成本問題仍受質疑。

近一段時間國際巨頭紛紛通過合作和收購布局香精領域的合成生物開發。

2021年8月，國際香精香料巨頭奇華頓（GIVN.SW）宣布與領先合成生物公司Ginkgo Bioworks（DNA.US），“通過發酵生產更多創新和可持續的成分”。這不是奇華頓第一次布局生物科技，在此之前，奇華頓和MIT教授創立的生物制造公司Manus Bio已展開多年合作，2020年收購了法國生物科技公司Alderys。

2010年，芬美意和可再生化學品公司Amyris展開合作，開發三種香精香料成分。2016年，日本高砂香料收購Centre Ingredient Technology。2019年，巴斯夫(BASFY.US)收購了荷蘭生物技術企業Isobionics；同年與生物科技公司Conagen簽署了合作協議，生產天然發酵香蘭素。2021年，帝斯曼（DSM）收購美國生物技術公司Amyris的香精和香水業務。

來源：奇華頓

芬美意很早就看到了合成生物在香精領域的應用前景，但20年前的價格過于高昂，技術進步令芬美意看到了可行性。負責研究業務的高級副總裁Sarah Reisinger指出，芬美意堅持布局生物技術的原因，在于生產特定產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工藝來制造難以從自然中獲取的產品。

奇華頓的合作目標包括制造“自然界中只有極少量的產品”以及開發天然和可持續的材料”。巴斯夫則表示，生物技術可滿足對天然成分不斷增長的需求，同時避免了采購植物性物質的陷阱。

Allied Market Research的一份報告顯示，2019年全球香料成分市場價值136億美元，預計到2027年將達到161億美元，2020年至2027年復合年增長率為3.8%。對環保、天然和定制香水的需求增加以及更高的生活水平，是預測期內推動市場增長的關鍵因素。

香精行業面臨的挑戰：動物福利與環境生態壓力

天然香精的原料主要來自動物和植物。

麝香是典型的動物成分。在成為瀕危物種之前，為了生產一公斤麝香成分，有140頭麝被殺。隨著消費者對“零殘忍”的要求不斷提升，疊加各國與動物保護有關的禁令，香精公司已逐漸放棄了天然麝香。

來自樹木的天然植物原料也越來越難獲取。例如沉香，香味來自一種含有香氣的樹脂，每100棵沉香樹，約7棵含有這種樹脂。因為無法預先檢測，沉香樹被過度采伐，該物種在大部分自然范圍內處于極度瀕危狀態。另一個例子是檀香，檀香樹需要20年或更長時間才能成熟，并且生長需要特定條件，數十年的過度采伐已經威脅到天然檀香的生產。

基于種植的原料也面臨挑戰。天氣惡劣、季節性和收成質量不一致等問題，會導致供應波動。疫情期間，全球檸檬烯價格飆升。檸檬烯在工業上被用作食品的風味來源以及化妝品和家用產品，它還是很多醫藥產品的起始原料、溶劑和脫脂清潔劑。疫情期間清潔產品需求激增，但全球范圍內的停產，導致柑橘收獲和加工延遲。

即使在疫情之前，檸檬烯也會因柑橘綠化（Citrus greening，一種由害蟲傳播的細菌感染）影響，在一年內價格產生倍數級別的波動。隨著全球氣候變化，不可預測的天氣增多，為了穩定生產成本，下游公司更愿意使用可靠的合成來源。

柑橘綠化（來源：Modern Farmer）

此外，香精原料也一直受到可持續性方面的質疑。一些原材料生長在可能對生態或經濟敏感的地區，在這些地方，土地使用可能是一個道德問題。以及在欠發達原料產地，農民的待遇也受到歐美消費者的關注。

天然原料還可能帶來過敏。例如，香奈兒5號的配方正在修訂中，要替換一些源自天然苔蘚的木質香調。因為歐盟稱它們是過敏原，并已采取措施進行限制。

生物基合成原材料：更「天然」，更可持續

由于上述問題，香精行業很早就開始探索取代天然原材料的方式。但最初并不是使用生物合成，而是化學合成。據美國國家科學院估計，香料中使用的95%的合成成分是由石油合成的。

合成技術為香精帶來了許多好處。例如，再現一些不能自然提取的原料的香味；重現一種短暫且非物質的氣味，例如海浪的氣味；降低了香精的成本，使香水的使用民主化；由于合成材料的穩定性，提高了香水的質量和使用壽命；合成受到嚴格控制，因此含有更少的致敏成分，從而使配方更安全。

但對天然成分的偏愛依舊是重要的消費趨勢。

在2017年Harris Poll對1000多名美國美容消費者進行的調查中，38%的消費者更喜歡全天然護膚產品；19%的購物者表示購買全天然香水產品對他們來說很重要，這一比例比2016年增加了4%。當產品標注使用“天然”香精成分時，往往可以售賣更高的價格。

與基于石油的合成香精不同，生物基合成可以復刻天然成分，打上“天然”的標簽。

紐約時報的一篇文章提到，在美國，從轉基因酵母中提取的產品不要求標注為“GMO”（轉基因），這是因為工程酵母被認為是一種加工技術，而不是調味劑/香料產品的來源。根據美國和歐洲現行法規，通過微生物發酵生產的生物合成產品，被認為是“天然”或“基本上等同于”植物衍生產品。相比之下，從石油中提取的化學合成香精/香料不能貼上“天然”標簽。

用來生產已消失或稀缺的昂貴香料，可以帶來高額收入。例如，藏紅花是世界上最昂貴的香料之一，歷來是一種勞動密集型作物，也難以大規模種植。藏紅花醛是制造藏紅花的關鍵化合物。一家早期合成生物學公司欽奈實驗室的合成生物學家，找到了讓大腸桿菌生產藏紅花醛的方法。此外，貴重的檀香中的檀香烯也已成功進行基于生物基制造。

天然藏紅花田（來源：Food Unfolded）

化學合成帶來的大量碳足跡，是推動生物合成的另一個原因。前文提到的難以在天然獲取的麝香，后來主要由化學合成生產。合成麝香主要分為三大類：硝基麝香、多環麝香化合物和大環麝香化合物。前兩類被用于從化妝品到洗滌劑的多個領域，由合成石化化合物制成，被認為對環境和人體有傷害。合成生物公司Conagen正在基于植物提取，使用微生物發酵來生產大環麝香化合物。

對于基于碳生產的成分，合成生物技術也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，來減少生產過程中的碳足跡。

更可持續的供應鏈？

2020年，超過100家香精香料公司簽署了由國際香精協會（IFRA）和國際香精工業組織（IOFI）指定的可持續發展憲章。該憲章強調了五個重點領域：負責任的采購、減少環境足跡、員工福祉、產品安全以及透明度和合作伙伴關系。

在可持續性方面，供應鏈的透明和監管到位，往往是品牌對消費者關切的最好回應。但香水供應鏈的復雜性使得品牌難以實現全程監控，許多品牌因此逃避了從瀕危物種和森林砍伐，到農業社區開發等問題的責任。

在2021年的一篇文章中，香氛記者兼博主Victoria Frolova詳細介紹了乳香的困境。乳香可以從北非、西非、印度、阿曼和也門的乳香樹中提取，是許多當地人唯一的收入來源。不斷增長的需求和武裝沖突使過度采伐變得困難。環保人士預測，50%的野生乳香林可能會在數年內消失。但當Frolova采訪幾家含有乳香的香水品牌時，發現其中有些品牌并不知道這種成分瀕臨滅絕，而另一些則相信供應商會“追蹤其材料的來源”，不知道成分的確切來源。

基于生物合成，可以更好地打造品牌可持續形象，避免密集開發某些受保護的原材料或瀕臨滅絕的動物來保護物種，也允許追溯整個供應鏈條以實現透明和監管。

但就生物合成是否等于可持續這一點，也有不同的看法。Synbiowatch機構認為，關于生物燃料和生物能源的爭論表明，植物糖化學和水密集型農業是不可持續的。除了化學污染對生態的重大影響外，這些原料工業還與破壞性的林業作業、土地掠奪和土地清理有關。另外，合成生物學過程，本身可能會產生難以控制的意外污染物、毒素或過敏原。

商業化路徑：供需缺口切入，生物發酵技術降低成本

合成生物對香精供應鏈，帶來了更均勻、更連續的高價值原材料不間斷地的潛力。換句話說，公司將不受氣候、天氣、作物歉收、價格和政治波動，或從偏遠地區的農民和其他供應商那里采購原材料的物流復雜性的影響。選擇合成生物取代自然生產是一種長線趨勢。

合成生物技術高昂的開發和制造成本則是被質疑是否能實現商業化的最主要因素。除了不斷提升技術以降低成本之外，在香精市場，早期入局的合成生物公司通過本就存在巨大供需缺口的成分、稀缺貴重香料或傳統方法不具備成本優勢的產品入手。

香草是存在巨大供需缺口的例子，天然香草產量較小并不斷下降。從天然香草豆中提取的其他芳香和受歡迎的成分，如香草醛，每公斤的成本約為1500美元。合成生物公司Evolva香蘭素的合成生產改為使用轉基因酵母菌株的發酵，將成本大幅降低至每公斤約10-20美元。因此，目前絕大多數市場香草提取物現在依賴于生物技術提取，而不是香草豆來源。Evolva每年市場生產價值高達5億美元的合成香草精。

來源：Evolva

從自然界僅存微含量的香味來源中提取的傳統自然方法，往往不具備成本優勢。荷蘭生物技術公司Isobionics是從橙子和葡萄柚香氣的成分起步，避免了與老牌公司的直接正面競爭。Isobionics指出，用傳統方法從橙子和柚子皮和果汁中生產類異戊二烯既昂貴又費力。例如，被廣泛用于香水、個人護理和家庭清潔等市場的nootkatone成分，每生產一公斤需要消耗約40萬個葡萄柚；每公斤Valencene成分的生產需要250萬公斤橙子。