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技术 · 生物化学与工业生物技术 / 平台化学品

作为平台分子的萜烯与萜类化合物

发酵法生产的萜烯与萜类化合物——法尼烯、柠檬烯、缬草烯、角鲨烷——正随着微生物甲羟戊酸途径工程的规模化，在化妆品、香精香料及燃料添加剂领域取代石化及植物提取的同类产品。

风险: 中 化妆品工业化学 US · EU · CN 核实于 2026-07-04 · 5 来源 (0 独立来源)

1 · 带来什么

萜烯与萜类化合物——由五碳异戊烯基焦磷酸（IPP）与二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）单元构建而成的类异戊二烯分子——正从植物提取与石化合成转向精密发酵，成为涵盖化妆品、香精香料、制药与燃料添加剂的平台化学品类别。Amyris率先实现了这一转变的规模化：其Biofene发酵平台利用工程化酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）将甘蔗来源的蔗糖转化为反式-β-法尼烯，随后经氢化与二聚化制成Neossance角鲨烷——这是一款获得美国农业部100%生物基认证及Ecocert认可的化妆品润肤剂，截至2025年底估计占据全球高纯度角鲨烷市场约40%的份额，产自其位于巴西的Barra Bonita工厂的四条独立发酵生产线。Manus Bio拥有将缬草烯等倍半萜转化为诺卡酮等含氧衍生物的专利酶技术（工程化细胞色素P450与SrKO氧化酶变体）。在欧洲，Evolva与Isobionics（已被巴斯夫收购）均实现了食品级纯度缬草烯的商业化生产——Isobionics以Valencene Pure品牌运营，自2020年起获得日本监管认可；Evolva则达到高达94%的纯度，符合欧盟香料规定——而Givaudan仍持续推出新的香料前体分子（Scentaurus PolyDoux，2026年2月），并保持其长期的萜烯衍生成分产品线。相比之下，中国目前主要是天然提取萜烯原料（柑橘加工副产物d-柠檬烯、松节油衍生物）的出口方，而非已获证实的、达到美欧同等规模的精密发酵平台。

作为平台分子的萜烯与萜类化合物的关键方向：

  1. 甲羟戊酸（MVA）途径工程： 重新改造酵母天然的类异戊二烯途径——尤其是去除膜锚定结构域的截短型HMG-CoA还原酶（tHMGR），加上乙酰辅酶A与FPP合酶基因的额外拷贝——以最大化流向目标萜烯的代谢通量。
  2. 萜烯合酶与氧化酶工程： 引入特定的合酶（柠檬烯合酶、法尼烯合酶）或氧化酶（SrKO类缬草烯氧化酶），将通用的异戊烯基焦磷酸前体转化为目标单萜、倍半萜或含氧衍生物。
  3. 原位产物截留（ISPS）： 在发酵过程中持续将萜烯萃取至生物相容的有机相中，因为萜烯在水相浓度超过约1-2克/升时对宿主细胞膜具有毒性。
  4. 催化下游转化： 对发酵获得的萜烯前体进行氢化或二聚化（例如将法尼烯转化为角鲨烷），以获得最终商业分子。

行业价值链#

[糖类/脂质原料] ──> [发酵（MVA/MEP途径）] ──> [原位萃取与分离] ──> [催化精炼]
                                                                                  │
                                                                        （蒸馏／氢化）
                                                                                  │
                                                                                  ▼
[B2B放行：化妆品、香精香料、燃料] <─── [QA/QC与合规（REACH、ASTM D6866）] <─── [纯化]

价值链层级#

层级描述关键输入/输出
1. 原料为宿主生物寻找可发酵糖类（蔗糖、葡萄糖）或脂质前体来源。输入： 甘蔗蔗糖、玉米淀粉葡萄糖。
输出： 发酵原料。
2. 发酵（MVA/MEP途径）培养携带优化类异戊二烯途径与目标萜烯合酶的工程化酵母或细菌。输入： 工程化菌株、原料、生物反应器。
输出： 分泌至发酵液中的萜烯前体。
3. 原位萃取与相分离在发酵过程中将有毒的萜烯持续分配至有机溶剂相，随后进行相分离。输入： 生物相容溶剂、离心分离设备。
输出： 粗萜烯油相。
4. 纯化真空蒸馏或气提，以去除脂肪酸及代谢副产物。输入： 粗萜烯油。
输出： 高纯度萜烯单体。
5. 催化精炼在需要时对纯化的萜烯进行氢化或二聚化，得到最终目标分子（例如将法尼烯转化为角鲨烷）。输入： 纯化萜烯、氢气、催化剂。
输出： 成品特种分子。
6. QA/QC与合规放行通过气相色谱-质谱确认纯度，确认生物碳含量（ASTM D6866），并完成REACH／食品香料注册。输入： 气相色谱-质谱分析、监管档案。
输出： 经认证、可供B2B交付的产品。

该行业的跨领域技术：

  • 截短型HMG-CoA还原酶（tHMGR）途径工程： 去除甲羟戊酸途径限速酶的膜锚定结构域，使其在高拷贝数下保持可溶且活性稳定——这是Amyris的Biofene平台背后的标准酵母工程手段。
  • 萜烯合酶/氧化酶工程： 引入特定合酶（将GPP转化为柠檬烯的柠檬烯合酶）或工程化P450/SrKO类氧化酶（将缬草烯转化为诺卡酮），以获得精确的目标分子。
  • 原位产物截留： 发酵过程中加入的有机溶剂覆盖层，持续将萜烯从有毒水相中移除——这是解决萜烯在超过约1-2克/升时膜毒性问题的标准方案。

2 · 替代什么 6 · 按行业匹配

D1E–以生物表面活性剂（鼠李糖脂、槐糖脂）替代清洁和工业配方中的石化表面活性剂
替代: 清洁剂和配方中的石化表面活性剂——直链烷基苯磺酸盐（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）、烷基酚聚氧乙烯醚（APEO，其代谢物壬基酚为内分泌干扰物）、溶剂型工业清洁剂；排入城市污水的表面活性剂负荷
CHEM
D1E–以生物表面活性剂和 APG 清洁成分——槐糖脂、鼠李糖脂、烷基糖苷——替代石化 SLES/SLS
替代: 石化阴离子表面活性剂（SLES/SLS）及其乙氧基化原料链（痕量1,4-二噁烷污染风险，棕榈/石化碳）；部分 CAPB（椰油酰胺丙基甜菜碱）方案
COSM
D1E–以发酵化妆品原料替代鲨鱼肝角鲨烯、鸡冠透明质酸和动物胶原蛋白
替代: 鲨鱼肝油角鲨烯（深海鲨鱼捕捞）；鸡冠透明质酸；牛/猪胶原蛋白提取物（及其供应链、宗教认证和朊病毒相关问题）
COSM
D3E2以可生物降解磨砂颗粒和去角质剂替代聚乙烯微珠
替代: 淋洗类化妆品中的聚乙烯（及 PP/PET/PMMA）微珠：面部/身体磨砂、牙膏、沐浴露；亮片（聚酯/铝颗粒）
COSM
D1E–生物基和较安全的溶剂——Cyrene（来自纤维素的二氢左旋葡萄糖酮）、2-甲基四氢呋喃（来自糠醛/乙酰丙酸的2-MeTHF）、乳酸乙酯、生物乙醇、γ-戊内酯、柠檬烯——替代 NMP、DMF、DMAc、二氯甲烷等危险溶剂
替代: N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）、二氯甲烷（DCM）、氯仿，部分用途的甲苯/二甲苯
CHEM
D2E–以注入硝酸盐（硝酸盐还原菌的生物竞争排斥）控制油藏和管道酸化（H2S），替代持续投加杀菌剂
替代: 注入注水油藏、管道和采出水系统的戊二醛、THPS（四羟甲基硫酸鏻）、季铵盐杀菌剂、丙烯醛等杀菌剂
SERV

3 · 如何实施 6 步

  1. 1
    好氧补料分批式酵母发酵发酵与培养
    携带截短型HMG-CoA还原酶及过表达法尼烯合酶的工程化酿酒酵母，以补料分批模式在甘蔗来源蔗糖上培养，随发酵进行分泌反式-β-法尼烯。
    谁能完成这一步 自动匹配
    OnDemandBio 韩国
    工业规模
    “OnDemandBio is a South Korean deep-tech startup specializing in precision fermentation and synthetic biology to produce high-value biomaterials for the food, healthcare, and …”
    PhaBuilder 微构工场 中国
    ✓ GMP 30,000 tons/year 工业规模
    “[公司介绍 - 微构工场 — Microconstruct Farm (微构工场) focuses on biomanufacturing of PHA (polyhydroxyalkanoates), a green biopolymer.”
    Aum Enzymes / Infinita Biotech 印度
    “Aum Enzymes is a metabolic engineering firm specializing in generally regarded safe microbial origin Industrial, Food, Feed, Neutraceutical, cosmetic, plant origin [botonical] …”
    Bota Bio 恩和生物 中国
    ✓ ISO 9001 600 tons 中试规模
    “Bota Biosciences is a global leader in Physical AI-driven biomanufacturing, dedicated to making biotechnology a reliable and scalable engine of productivity.”
    Zhejiang NHU Company 中国
    ✓ GMP 工业规模
    “(NHU; SZSE: 002001) is a functional chemicals company producing nutrition ingredients (vitamins, amino acids, carotenoids), aroma chemicals, polymer/new materials (including PPS), …”
    CABIO 嘉必优 (SSE 688089) 中国
    ✓ ISO 9001 600 tons
    “生产与产业化：与合作伙伴（如中科院、美国嘉吉等）共同推进发酵法多不饱和脂肪酸的产业化、建立微生物油脂工厂、实现国内外市场布局。”
  2. 2
    法尼烯原位萃取（ISPS）提取现场应用与服务
    生物相容的有机溶剂相被持续引入发酵罐，将分泌的法尼烯从有毒水相中分配出来，随着滴度上升保护酵母免受膜损伤。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Aum Enzymes / Infinita Biotech 印度
    “Aum Enzymes is a metabolic engineering firm specializing in generally regarded safe microbial origin Industrial, Food, Feed, Neutraceutical, cosmetic, plant origin [botonical] …”
    India Glycols (NSE) 印度
    ✓ GMP ✓ ISO 9001 7,500 MT/ 工业规模
    “ Novel technologies, including super critical technology for nutraceuticals where carbon dioxide is used as a green solvent during extraction processes.”
    String Bio 印度
    工业规模
    “Latest major 2025–2026 signals of ongoing activity: a 2025 field trial completion for CleanRise in Vietnam is referenced (Agro Spectrum India, 2025-12-02), plus 2026 …”
    Paul Mueller Company 美国
    ✓ GMP
    “Preventing those disruptions requires more than reactive repairs; it demands proactive maintenance, routine inspections, and experienced service partners. Together, Paul Mueller …”
  3. 3
    相分离与粗油回收纯化与下游
    发酵液经离心分离设备处理，分离为酵母生物质组分、水相组分与粗法尼烯油相，随后洗涤以去除残留的细胞培养固形物。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ GMP ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    GenScript ProBio / Genscript 中国
    ✓ GMP 工业规模
    “testing, including mass spectrometry and analytical high performance liquid chromatography”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) 韩国
    工业规模
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    Tsukishima Kikai 日本
    ✓ ISO 9001
    “Crystallization and refining: In-house developed DP Crystallizer and Oslo Crystallizer for tailored crystallization and refining processes; integrated purification units combining …”
    GEA Group 德国
    ✓ ISO 9001
    “[Evaporation & Crystallization Systems”
  4. 4
    真空蒸馏至高纯度法尼烯
    粗油经真空蒸馏以脱除残留脂肪酸与酵母代谢物，得到满足后续催化转化所需高纯度的反式-β-法尼烯。
  5. 5
    催化氢化制得角鲨烷
    纯化后的法尼烯在加压氢气下经金属催化剂氢化并二聚化，使其双键饱和，生成稳定的完全饱和角鲨烷（C30H62）。
  6. 6
    过滤、QA/QC与B2B放行检测与分析纯化与下游
    产品经过滤去除残留催化剂，通过气相色谱-质谱分析确认纯度与生物碳含量，包装后依据长期B2B供应协议发货给化妆品及制药生产商。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ GMP ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    BRAIN Biotech 德国
    ✓ ISO 9001 工业规模
    “As a contract research organization (CRO), we provide smart, rapid, and effective solutions using cutting-edge technologies to drive customer success.”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) 韩国
    工业规模
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    GenScript ProBio / Genscript 中国
    ✓ GMP 工业规模
    “ProBio: A global CRDMO (contract research, development, and manufacturing organization) providing end-to-end solutions for biologics and cell and gene therapy (CGT).”
    Tsukishima Kikai 日本
    ✓ ISO 9001
    “Crystallization and refining: In-house developed DP Crystallizer and Oslo Crystallizer for tailored crystallization and refining processes; integrated purification units combining …”

4 · 谁来交付

匹配的供应商 (自动匹配)

Fermelanta日本生产商运营中
Tsingke Biotechnology中国生产商运营中
HLB Genex (ex-GenoFocus)韩国生产商运营中
Aum Enzymes / Infinita Biotech印度生产商运营中
Evogene (NASDAQ: EVGN)以色列未分类运营中

服务与供货目录 1 · 付费服务

合同生产（CMO/CDMO/委托加工）

领先企业与机构（摘自简报）

公司/机构国家核心产品/平台技术特点2026年状态
Amyris🇺🇸 美国Biofene法尼烯、Neossance角鲨烷MVA途径工程、tHMGR、全球角鲨烷市场份额约40%commercial
Manus Bio🇺🇸 美国含氧萜类化合物（诺卡酮/诺卡醇）工程化P450/SrKO氧化酶级联operating
Evolva🇨🇭 瑞士发酵法缬草烯（纯度高达94%）符合欧盟香料监管的发酵工艺operating
Isobionics（巴斯夫）🇳🇱 荷兰Valencene Pure食品级发酵，自2020年起获日本批准operating
Givaudan🇨🇭 瑞士Scentaurus PolyDoux、萜烯衍生香精香料成分香料前体分子设计commercial

5 · 法规与市场准入

进入俄罗斯/欧亚经济联盟: CHEM · 俄罗斯工贸部（登记）/ 俄罗斯联邦消费者权益保护和公益监督局（新物质通报）
专家评审后约10–15个工作日完成国家登记；新物质须通报
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
美国

美国拥有该平台规模最大的商业化生产商（Amyris），同时也是开发下一代含氧萜类化合物的酶工程专业公司的聚集地。

Amyris角鲨烷规模化发酵、Manus Bio氧化酶工程诺卡酮、2024年后向B2B转型#

  • Amyris： 其Biofene发酵平台利用工程化酿酒酵母将巴西甘蔗蔗糖转化为反式-β-法尼烯，随后氢化并二聚化为Neossance角鲨烷，截至2025年底估计占据全球高纯度角鲨烷市场约40%的份额，产自巴西Barra Bonita工厂的四条发酵生产线；公司于2024年完成第11章破产重组，转向为包括Givaudan与帝斯曼芬美意在内的合作伙伴提供B2B成分供应。
  • Manus Bio： 拥有专利技术（2024-2026年间申请并获批），利用工程化细胞色素P450与SrKO类氧化酶（在细菌或酵母宿主细胞中表达）将缬草烯转化为诺卡酮、诺卡醇等含氧倍半萜。
  • 监管背景： 美国FDA的GRAS（公认安全）路径仍是美国生产的萜烯用于食品、化妆品及香料应用的标准上市途径。
欧盟

欧洲拥有两家独立的商业化缬草烯发酵生产商，以及一家持续推出新型萜烯相关成分的领先香精香料公司。

Isobionics/巴斯夫与Evolva的食品级缬草烯、Givaudan 2026年新香料前体推出、符合欧盟香料监管#

  • Isobionics（巴斯夫）： 以Valencene Pure品牌实现食品级纯度缬草烯的发酵商业化生产，自2020年起获得日本监管认可，并在巴斯夫旗下持续扩大生产规模。
  • Evolva： 生产纯度高达94%的发酵法缬草烯，符合欧盟香料成分法规（EU 1334/2008）在食品及饮料应用中的要求。
  • Givaudan： 于2026年2月推出Scentaurus PolyDoux——其香料前体产品系列的最新成员，并持续在2026年in-cosmetics Global展会上展示Active Beauty成分创新——这是其长期萜烯衍生成分产品线（广藿香醇、龙涎酮类分子）的一部分，与Amyris等合作伙伴并行。
中国

中国的萜烯行业仍以天然提取与原料出口为核心，尚未出现可与美欧同行相媲美、经证实达到规模化的精密发酵平台。

天然原料出口基础、面向出口商的REACH合规导向、尚无独立证实的发酵规模生产商#

  • 天然原料基础： 中国仍是全球天然提取萜烯原料的主要来源地——柑橘加工副产物d-柠檬烯与松科植物来源的松节油馏分——为下游香精香料、溶剂及特种化学品生产商提供原料。
  • 出口合规导向： 向欧盟出口萜烯衍生化学品的中国出口商在REACH注册框架下运营，并日益寻求类似ISCC PLUS的可持续性认证，以满足买家要求。
  • 发酵平台缺口： 与美国和欧盟不同，未能通过2026年现场信息源独立证实存在达到Amyris、Evolva或Isobionics同等规模的中国精密发酵萜烯生产商——该领域的建设进度落后于其天然提取的原料基础。

6 · 资金：招标与资助

资助替代杀生物产品中的有害物质
European Commission · 欧盟
2027年9月22日
341 天
资助美国国家科学基金会科学、技术、工程和数学奖学金计划
U.S. National Science Foundation · 美国
2027年3月2日
137 天
资助航空航天能力、工程与研究先导计划（PACER）
Air Force -- Research Lab · 美国
2043年5月10日
6050 天

公共研发项目 1

名称中包含该技术的公共资助研究项目（美国NSF；欧盟、英国等资助方经OpenAIRE）。按标题匹配，未经人工审核；金额为资助方币种。 全部项目 →

2026SBIR Phase II: Microbial Stem Cell Technology for High-Yield Terpene Biomanufacturing
NSF · 2528068
1,250,000 USD

7 · 技术栈与创新

萜烯平台技术栈将类异戊二烯途径工程与下游萃取及催化转化相结合，以获得特定的商业分子：

  1. 甲羟戊酸途径工程（tHMGR）：
    • 截短HMG-CoA还原酶以去除其膜锚定结构域，使甲羟戊酸途径的限速酶在高表达水平下保持可溶且稳定——这是Amyris的Biofene等规模化酵母萜烯平台背后的核心工程手段。
  2. 萜烯合酶与氧化酶工程：
    • 引入特定的末端酶——将通用异戊烯基焦磷酸前体转化为目标萜烯的合酶，或（如Manus Bio所用）将一种萜烯转化为诺卡酮等含氧衍生物的SrKO类氧化酶——决定了给定工程菌株最终产出的具体分子。
  3. 原位产物截留（ISPS）：
    • 由于萜烯在水相浓度超过约1-2克/升时会对宿主细胞膜产生毒性，发酵罐中会持续加入有机溶剂相，随萜烯生成同步将其萃取出来，从而实现远高于其他方式所能达到的整体产率。

来源 5 · 0 独立来源 · 5 生产商网站

生产商自有网站 5

  1. Amyris 生产商 核实于 2026-03-13 · 未保存链接
  2. Manus bio 生产商 核实于 2026-05-14 · 未保存链接
  3. Givaudan 生产商 核实于 2026-04-11 · 未保存链接
  4. Evolva 生产商 核实于 2024-08-07 · 未保存链接
  5. Isobionics 生产商 核实于 2024-08-07 · 未保存链接