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知耕Tech | EvodiaBio巧用精密发酵技术生香润味,开启无香型啤酒市场新征程
栏目:知耕Tech
日期:2023-02-09
浏览量:824
摘要:

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技术商业化亮点

  EvodiaBio  

核心技术价值

EvodiaBio通过基因工程改造酵母细胞,使其成为一个可以在发酵罐中生长并产生和释放香气的微型工厂,旨在使用精密发酵技术为食品饮料行业提供可持续的香气


产业痛点锚定

1)众多研究表明,喝酒有害健康,即使少量饮酒,也会增加癌症等疾病风险。对于大多数啤酒爱好者来说,无酒精啤酒味道寡淡,难以满足现有啤酒行业更纯正更健康的市场需求

2)传统酿造啤酒的过程具有运输耗能,栽育耗水等问题,需要耗费大量的人力财力物力资源。因此,该行业迫切需要寻求更有效更可持续更经济应对无香型啤酒的生物解决方案


应用场景选择

基于合成生物学的方式,EvodiaBio目前主要聚焦于无香型啤酒市场,未来还将为饮料、香水和其它系列细分市场开发生产香气,以及为未来的监管工作做准备


市场探索进程

1) EvodiaBio走在芳香创新的前沿,通过应用发酵工程来生产天然环保的香气来重新设定新的征程,无酒精啤酒将是要解决的首个细分市场,然后,逐步渗透更广泛的食品和饮料行业,有望成为开发、生产及商业化天然芳香物质的全球性企业

2) 目前EvodiaBio已与投资领域的Symrise,Nordic FoodTech VC以及Thia Ventures VC等多家跨国知名企业建立合作关系,逐步搭建起其国际化合作网络。未来EvodiaBio将寻求更多食品与饮料行业的商务合作可能


国内借鉴意义

1) EvodiaBio专注于通过基因工程等生物技术来生产香气改造食品和饮料行业的原料问题,带来了更健康更环保的可持续发展方案。为更多使用生物技术的企业进行食品改造等项目提供了新思路

2) EvodiaBio依托于生物创新研究所和其它大型企业的资金支持,有利于其持续验证自身技术平台和产品的市场可行性,能够为自身建立更有效更有力的业务能力背书

3) EvodiaBio由点及面的商业化布局,集中资源重点开发一个存在显著需求的市场形成局部优势,再不断横向开拓更多潜在应用场景目标市场



随着人们对健康越来越重视,近年来,无酒精啤酒销量得到了大幅增长,但实际上,无酒精啤酒味道寡淡,故而并未得到大多数啤酒爱好者的喜爱和认可。无酒精啤酒在生产时会通过蒸馏等加热方式来去除酒精,由于啤酒花需要酒精才能将其独特的风味传递给啤酒,这也就导致啤酒花香气随着酒精的挥发而消除。基于现状,丹麦的合成生物学初创公司EvodiaBio利用基因工程改造酵母细胞生产啤酒花的香气分子,只要在无酒精啤酒酿造结束时添加上他们,就能使其恢复失去的啤酒味,制造出不含酒精但风味不变的啤酒。


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图源:EvodiaBio官网


近日,丹麦合成生物学初创公司EvodiaBio获得640万美元融资,将用于该公司新技术平台,该平台能使用精密发酵技术为食品饮料行业提供可持续的香气。而事实上,EvodiaBio早已开发了一种名为Yops™ 的芳香混合物,Yops™ 基于其独特的专利技术,能够通过发酵生产关键的芳香分子,作为啤酒花的替代品,为无酒精啤酒提供一系列天然和可持续的香气及改善口味,并且大大了减少啤酒生产过程中的碳排放和耗水量

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图源:EvodiaBio官网


单萜依托于MVA途径建立高效的香叶基二磷酸(GPP)合成微工厂


单萜和香叶基二磷酸(GPP)衍生化合物被广泛用作调味剂、香料、杀虫剂,并且可以用作喷气燃料或生物聚合物滴剂。而工程微生物产生的单萜依赖于 MEP 途径、MVA途径或替代的MVA途径,所有这三种途径都会导致二甲基烯丙基焦磷酸酯(DMAPP)和异戊烯基焦磷酸酯(IPP)的形成,从而也能够浓缩形成GPP。而GPP 能够通过单萜合酶(MTS)将GPP的10个碳主链重排成各种单萜或其前体,或者通过连续添加IPP分子形成倍半萜,进一步延长为FPP或GGPP和二萜类。此外,GPP还可被用作合成许多含有萜烯部分的化合物的前体,例如大麻素、环烯醚萜类、单萜吲哚生物碱、异戊二烯化芳香化合物和其他类萜


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图源:EvodiaBio官网


■ 三大关键性步骤


EvodiaBio发酵生成Yops™关键性芳香分子主要是通过将完整的MVA途径引入过氧化物酶体,建立高效的香叶基二磷酸(GPP)合成微工厂。然后收集过氧化物酶体乙酰辅酶A池以生产各种GPP衍生化合物。其中在Yops™的合成生产过程中具有主要三大关键性步骤:


1)以建立单萜烯合成微型工厂生产香气

将酵母过氧化物酶体转化为香叶基二磷酸(GPP)合成微型工厂,重点是实现单萜类化合物、单萜吲哚生物碱和大麻素的生产。在过氧化物酶体中引入了完整的甲羟戊酸途径,将乙酰辅酶A转化为几种具有商业重要性的单萜烯,并在胞质生产中实现了高达125倍的增长。单萜烯及其衍生物和其他异戊烯化芳香族化合物通常被广泛用在药品、化妆品、营养保健品、香料和杀虫剂等产品的制作生产中。


注:催化GPP形成的酶,也称为GPP合酶,EvodiaBio技术体系当中使用的GPP合酶为工程GPP合酶Erg20pN127W,其是含有取代N127W的天然酿酒酵母GPP合成酶 ,其中N127W取代阻断了酶的催化位点,从而阻止了通过添加IPP分子将GPP进一步转化为FPP。工程GPP合酶Erg20pN127W可以与多肽链融合,而该多肽链又能够与生物体的过氧化物酶体细胞器相融。


2)以重建完整的MVA途径避让单萜烯生产限制

由于该细胞器中通常不存在任何MVA途径酶,EvodiaBio依次将MVA途径酶引入过氧化物酶体,异源过氧化物酶体MVA途径能够收获可用的乙酰辅酶A池并将其引导到单萜生产。与细胞质中表达相同酶组合的菌株的滴度相比,将整个柠檬烯合成途径从细胞质移动到过氧化物酶体可使产量总体提高125倍(PERLim05与 CYTLim02)。这种急剧增加清楚地表明,利用先前存在的乙酰辅酶A池,在过氧化物酶体中设计GPP合成微工厂,可以绕过酵母细胞质中甾醇途径的激烈竞争所施加的单萜生产当前限制


注:过氧化物酶体定位表示的是特定的酶被转移到过氧化物酶体或过氧化物酶体膜上,并且随后该酶在过氧化物酶体中发挥其催化功能。过氧化物酶体定位主要是通过用过氧化物酶体定位信号编码待过氧化物酶体定位的酶的基因实现的。EvodiaBio研究团队发现,当GPP合酶Erg20pN127W和非优先途径中第一步的酶二者被定位到过氧化物酶体中时,非优先途径的化合物将会随之增加。例如,将GPP合酶和柠檬烯合酶定位于过氧化物酶体后发现,与这两种酶在胞质溶胶中表达或两种酶中只有一种存在于胞质溶胶中时获得的产量相比,这一做法足以诱导单萜(柠檬烯)产量提高32倍。


3)以培养关键单萜的高滴度奠定工业化生产基础

由于几种GPP衍生分子的工业意义商业重要性,EvodiaBio根据过氧化物酶体途径在补料分批培养中的性能评估,选择了香叶醇和(R)-(+)-柠檬烯。香叶醇是香精香料领域使用最广泛的分子之一,也是消费品中的常见成分,其年产量超过1,000吨。(R)-(+)-柠檬烯在消费品中作为香料同样具有广泛应用,还可以作为各种生物材料的前体和即用型生物燃料。使用菌株PERGer02进行香叶醇生产的半连续补料分批实验和用于(R)-(+)-柠檬烯生产的PERLim19,导致单萜产物的持续积累,与形成的生物量成正比。最终生成滴度为5.52 g/L香叶醇和2.58 g/L(R)-(+)-柠檬烯。与细胞质中含有过氧化物酶体途径的细胞相比,携带过氧化物酶体途径的酵母细胞的生长没有差异。这表明即使在高密度发酵的苛刻条件下,工程菌株也是稳健的,为进一步的过氧化物酶体工程和额外的生产改进奠定了坚实的基础。


■ Yops™ 产品优势


1. Yops™ 具有可定制性

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来源:beermaverick.com


啤酒花和啤酒花油在不增加特定啤酒花品种的其他香气的情况下就无法添加其他的特定风味。例如,要想得到柑橘味的啤酒,除了添加柑橘以外,还得添加草药,热带水果等其它调味料为其润味。相比之下, Yops™ 可以添加特定的纯风味,同时保持啤酒圆润丰富的味道。同样以柑橘味啤酒为例,Yops™中的柑橘是提供柑橘味的单萜烯的浓缩物,不会增加任何异味。


2. Yops™ 更环保


1) Yops是一种天然芳香族化合物,而天然芳香族化合物要么是从植物的集约化农业中提取得到,要么是通过石化产品和有害的催化剂和溶剂合成生成。无论哪一种生产制作途径都完全符合绿色环保的环境需求及工业经济需求;

2) Yops™是通过精密发酵技术合成生产的啤酒花香气。 而种植啤酒花需要在特殊的地域上栽培种植,期间使用的水要少得多,使 Yops™ 成为更环保的选择。EvodiaBio通过Yops™批量生产无酒精啤酒,可以大幅度降低传统啤酒花种植的土地使用量、用水量和以及运输过程中一氧化碳的排放量,为实现可持续发展目标6(SDG6节约水资源)和13(SDG 13气候行动)采取切实行动。


迈入工业规模化生产阶段,致力成为可持续植物油替代品来源解决方案提供商


■ Yops™已通过NIRAS专业啤酒测试团队的测试


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图源:EvodiaBio官网


Yops™已通过NIRAS专业啤酒测试团队的测试,NIRAS在商业无酒精啤酒中添加Yops™芳香化合物,结果显示啤酒花风味的明显增强,甚至能够有效覆盖原本略明显的颗粒感异味。在所有参与测试的7,000种不同的无酒精啤酒和酒精啤酒中,排名于上游。这表明 Yops™ 香气完全符合EvodiaBio开发生产的目的和产品需求,具有极大的市场潜力。


■ 由点及面,切入Yops™无酒精啤酒,逐步渗透食品饮料行业的产品管线布局

EvodiaBio 通过基因工程和发酵工程改造酵母细胞,使其成为一个可以在发酵罐中生长并产生和释放香气的微型工厂,目前企业专注于无酒精啤酒产品管线的生产与优化,未来,还将为饮料、香水和其它系列细分市场开发生产香气。


■ 资金投入与监事会团队的壮大加速商业化进程

EvodiaBio宣布破解了酿造美味无酒精啤酒的密码之后,仍然不断加大资金和人员的投入,为成为食品行业创新香气开发领域的全球主要参与者的目标不懈努力。在这期间,不难发现资本的赋能为其由实验室阶段迈向规模化和市场化阶段注入了充足的加速动能,尤其在资金与人员布局的支撑方面,这其中包括:

 

2022年2月,生物技术公司EvodiaBio宣布,即将有三名新成员加入监事会。新的董事会成员是:嘉士伯和三大啤酒厂嘉士伯基金会的前董事长弗莱明·贝森巴赫。Andreas Fibig,食品和饮料增值配料的全球领导者IFF的前董事长兼首席执行官,以及Symrise消费者香料业务高级副总裁Anne Cabotin,Symrise是香精,香水功能和化妆品成分的主要生产商。此外,生物创新研究所(BII)首席执行官兼杰出研究员Jens Nielsen作为代表BII的观察员加入董事会。

 

2022年EvodiaBio总共获得24项新投资(包括今天上午宣布的Arkeon加薪),不少与EvodiaBio有着相同的绿色未来愿景的行业领先人物十分看好EvodiaBio团队开发的精密发酵技术,并给该团队带来雄厚的资本。


知耕Tech

商业成熟度CML评估模型


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基于合成生物学的方法,Yops™能够让无酒精啤酒变得与普通啤酒风味一致,有助于减少人们的饮酒,为人类的健康做出贡献。而且,长远来看,EvodiaBio通过具有成本效益和可持续的生物技术生产啤酒花中的挥发性香气分子有望改变现在的酿酒行业,而且也符合食品与饮料行业一直追求的确保基本营养、提供良好感官体验和丰富产品风味的食品安全系统理念。并且在其商业化的进程中,越来越多的公司正在使用这项技术,包括全球最大的食品制造商雀巢,不久前便推出了一系列由精密发酵乳清制成的即饮乳制品。知耕将持续关注国内以精密发酵技术创新生产可持续香气的合成生物学企业,期待与更多赛道参与者同行。

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