你的食物中的“天然风味”是什么？生物技术使答案变得更加复杂。

英国一家公司可以将橙子中的化学物质转化为令人垂涎的葡萄柚风味。通过将橙子化合物与生物体产生的分子混合，Oxford Biotrans 无需打开葡萄柚就能创造出天然风味。

他们并不是唯一利用生物学将一种天然成分转化为另一种天然成分的人。其他公司也在利用微生物来制造玫瑰和其他植物或动物中常见的气味和风味。

Oxford Biotrans 首席执行官 Jason King 表示：“消费者对天然标签产品的偏好日益增长。各公司希望能够在货架上标明该产品采用的是纯天然调味料。”

使用生物技术可以满足部分需求。但它是如何工作的？科学家什么时候才能做到这一点？天然香料到底是什么？

首先，天然香料来自香料、水果、动物、酵母、树皮或其他生物材料，无论是直接提取，还是加热或发酵等自然过程的产物。

那么天然香料和人工香料之间有什么区别呢？区别不大。它们本质上是相同的化学物质，只是来源不同。明尼苏达大学食品科学与营养学系教授加里·雷内西乌斯 (Gary Reineccius) 表示：“大自然会制造苹果、橙子、梨子中的香料……而化学家会通过其他方式制造相同的香料。”

天然和人工香料均由化学家在实验室中制备。“你不能把橙子塞进汽水瓶里，然后以橙子汽水的名义出售，”雷内丘斯说。“你必须对天然调味材料进行某种分离才能使用它。”

它们并不完全相同——人工香料往往更简单（而且只采用经过安全测试的成分制成）。植物的天然香料可能含有 1,000 种不同的化学物质。雷内丘斯说，只需要其中的一小部分就可以在实验室中重现这种味道。

有些人对人工成分持怀疑态度。有些人工成分，如食用色素，与天然成分有很大不同。“但就口味而言，情况并非如此，”雷内丘斯说。“你必须使用与自然完全相同的化学物质，并且必须按照完全相同的比例使用它们，所以人们不应该将人工调味料与其他一些人工成分归为一类。”

一般来说，人工香料的价格会比较便宜。但有些情况下，采用人工香料也并不会便宜多少。柚子香精和调味品中使用的化学物质 Nootkatone 就是一个例子。

“就诺卡酮而言……合成的价格仍然相当昂贵，”金说道。

诺卡酮在很多地方都有出现，从甜点到沐浴露。但是，用葡萄柚制成的诺卡酮价格昂贵，而且容易短缺。葡萄柚的产量非常少；你需要大约 40 万公斤的葡萄柚才能生产出一公斤诺卡酮。而且葡萄柚的产量远低于其他作物——比如橙子。

为了制作天然葡萄柚味，Oxford Biotrans 从橙子中分离出一种名为巴伦烯的化学物质。他们还使用一种酶——生物用来刺激体内化学反应的分子——存在于细菌、植物和动物中。该团队对其复杂结构进行了一些调整，并对大肠杆菌进行了改造，以制作出改进的版本。当与巴伦烯混合时，这些酶会引发化学反应，将氧气添加到橙子味中，将其转化为诺卡酮。“本质上，这与葡萄柚内部必须发生的过程相同，但我们是在细胞外进行的，”金说。

人工合成的诺卡酮其实也是用橙子制成的，但需要依靠化学物质来添加氧气——而且实际上不会产生太多有用的物质。“这不是一个好的过程……产量很低，”金说。

另一种策略是利用微生物自己产生天然香味。酵母被用来制造香草醛，即香草背后的调味化合物。总部位于波士顿的 Ginkgo Bioworks 也在设计这种微小的真菌，使其在发酵过程中产生不同的化合物以产生能量。他们促使酵母产生一种叫做内酯的化合物，这种化合物在各种香气中发挥作用，而不是像酒精这样更常见的发酵副产品。他们还确定了植物用来制造玫瑰油的酶，并让酵母来制造它们。

与直接从大自然中获取相比，使用酶和微生物有几个优势。“农产品可能会出现干旱、疾病，”Ginkgo Bioworks 的测试工程师 Laura Stone 说。“工业发酵过程……可以年复一年地保持一致。”

这可能使龙涎香等稀有化合物（一种珍贵的香水成分，也是从海滩上捡来的抹香鲸呕吐物）更容易获得。此外，酵母等微生物也很方便，因为它们可以自我复制，斯通说。

有时，利用生物手段制造调味料可能比人工方法更有效。“根据你想要制造的分子的复杂程度，合成方法的难度会越来越大，”Stone 说。“生物合成可能很复杂，但因为你拥有丰富的生物催化剂和酶，所以有时你可以获得效率更高、生产率更高的反应。”

使用微生物或酶也可能让调香师能够精细地控制香味。“对于香味和香精，酶促/生物技术工艺也有机会制造出独特的分子混合物，从而产生有趣的成分，并发挥化学合成不擅长的作用，”Gingko Bioworks 创意总监 Christina Agapakis 在一封电子邮件中说道。“例如，Clearwood 是一种培养的广藿香，它是由来自植物的多种不同化合物混合而成的，这些化合物全部在酵母中产生。”

那么哪种方法最好呢？这取决于所讨论的气味或味道，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这种化合物，科学家都可以将其制成既安全又美味的东西。