一家英国公司可以将橙子中的化学物质转化为人们梦寐以求的葡萄柚风味。通过将橙子化合物与生物体产生的分子混合，牛津生物转化公司（Oxford Biotrans）在无需剥开一个葡萄柚的情况下，便能制造出天然风味。
而且，他们并非唯一利用生物学将一种天然成分转化为另一种的公司。其他公司也正在利用微生物来仿造玫瑰和其他植物或动物中原本存在的香气和风味。
“消费者对带有天然标签的产品的偏好日益增长，”牛津生物转化公司首席执行官杰森·金（Jason King）说。“公司希望能在货架上摆放的商品上标注‘本产品采用全天然调味剂’。”
利用生物技术可以满足部分这种需求。但它是如何运作的？科学家何时能够做到？而且，天然风味究竟是什么？
首先，天然风味来自香料、水果、动物、酵母、树皮或其他生物材料，无论是直接提取的，还是通过加热、发酵和其他天然过程产生的。
那么，天然风味和人工风味有什么区别？区别不大。它们本质上是相同的化学物质，只是来源不同。“大自然会去制造苹果、橙子、梨中的风味……事实上，化学家也能通过其他方式制造出相同的化学物质，”明尼苏达大学食品科学与营养学系的教授加里·雷内西斯（Gary Reineccius）说。
而且，天然和人工风味都需要化学家在实验室进行准备。“你不能把一个橙子塞进汽水瓶里，然后当橙味汽水卖，”雷内西斯说。“你必须对天然风味物质进行分离，才能使用它。”
它们并不完全相同——人工风味往往更简单（且仅由经过安全性测试的成分制成）。一种植物的天然风味可能含有1000种不同的化学物质。雷内西斯说，只需其中一小部分即可在实验室重现这种味道。
有些人对人工成分持怀疑态度。而且，一些人工成分，如食用色素，与天然版本非常不同。“但在风味方面，情况并非如此，”雷内西斯说。“你必须使用完全相同的化学物质，并且必须以完全相同的比例使用，就像大自然所做的那样，所以人们不应该把人工风味与其他一些人工成分归为同一类。”
通常，人工风味版本的价格会更便宜。但有些情况下，走人工路线并不真的便宜多少。木质二酮（Nootkatone），用于葡萄柚香精和风味的化学物质，就是其中一种。
“就木质二酮而言……合成的成本仍然相当高，”金说。
木质二酮出现在许多地方，从甜点到沐浴露。但来自葡萄柚的木质二酮价格昂贵且容易短缺。葡萄柚产生的木质二酮非常少；你可能需要大约40万公斤的葡萄柚才能生产1公斤的木质二酮。而且葡萄柚的产量远不如其他作物——比如橙子。
为了制造天然葡萄柚风味，牛津生物转化公司从橙子中分离出一种叫做香橙烯（valencene）的化学物质。他们还使用一种存在于细菌、植物和动物体内的酶——生物体用于促进体内化学反应的分子。该团队对这种酶的复杂结构进行了一些调整，并对大肠杆菌进行了工程改造，使其能够产生改进版本。当与香橙烯混合时，这些酶会引发一种化学反应，向橙子风味中添加氧，将其转化为木质二酮。“本质上，这与发生在葡萄柚体内的过程相同，但我们是在细胞外进行，”金说。
木质二酮的人工版本实际上也是由橙子制成的，但它依赖化学物质来添加氧——而且实际上并没有产生多少有用的材料。“这不是一个很好的过程……产率相当低，”金说。
另一种策略是利用微生物直接产生天然风味。酵母一直被用来制造香草（vanilla）风味的化合物——香兰素（vanillin）。总部位于波士顿的Ginkgo Bioworks公司也在改造微小的真菌，当它们进行发酵以产生能量时，会产生不同的化合物。它们促使酵母产生称为内酯（lactones）的化合物，这类化合物在各种香气中发挥作用，而不是像酒精那样更常见的发酵副产物。它们还在识别植物用于制造玫瑰精油的酶，并让酵母负责生产它们。
与直接从自然界采摘相比，使用酶和微生物有几个优势。“农业产品可能会受到干旱、疾病的影响，”Ginkgo Bioworks公司的测试工程师劳拉·斯通（Laura Stone）说。“工业发酵过程……可以逐年保持更稳定。”
这使得龙涎香（ambergris）等稀有化合物——一种珍贵的香水成分，碰巧也是抹香鲸的呕吐物，在海滩上被搜集而来——更容易获得。斯通说，此外，像酵母这样的微生物很方便，因为它们可以自我复制。
而且，有时使用生物学制造风味可能比人工路线更有效。“这取决于你想要制造的分子有多复杂，合成方法也会变得越来越困难，”斯通说。“生物合成可能很复杂，但因为我们拥有丰富的生物催化剂和酶，所以有时可以实现更高效率、更高产量的反应。”
使用微生物或酶也可能让调香师对香气获得精细的控制。“对于香精和香料，酶法/生物技术工艺也有机会创造出独特的分子混合物，从而制成有趣的成分，并完成化学合成难以做到的事情，”Ginkgo Bioworks创意总监克里斯蒂娜·阿帕里斯（Christina Agapakis）在一封电子邮件中说。“例如，Clearwood 是一种培养的广藿香，它是由植物中多种化合物的混合物，全部在酵母中生产出来的。”
那么哪种方法最好呢？这取决于具体的香气或风味，以及它的用途。但无论你是从微生物、水果还是人工来源获取化合物，科学家们都能将其制成既安全又美味的产品。
