bioecon Раздел для участников
Технология · Биохимия и промышленная биотехнология / Платформенные химикаты

Терпены и терпеноиды как платформенные молекулы

Ферментационные терпены и терпеноиды — фарнезен, лимонен, валенсен, сквалан — заменяют нефтехимические и растительно-экстрактивные аналоги в косметике, вкусоароматике, топливных добавках по мере масштабирования микробной инженерии мевалонатного пути.

Риск: средний КосметикаПромышленная химия US · EU · CN Наука: почему это работает → проверено 2026-07-04 · 5 Источники (0 независимых)

1 · Что даёт

Терпены и терпеноиды — изопреноидные молекулы, построенные из пятиуглеродных звеньев изопентилпирофосфата (IPP) и диметилаллилпирофосфата (DMAPP), — переходят от растительной экстракции и нефтехимического синтеза к прецизионной ферментации как категория платформенных химикатов, охватывающая косметику, вкусоароматические вещества, фармацевтику и топливные добавки. Amyris первой масштабировала этот переход: её ферментационная платформа Biofene производит транс-бета-фарнезен из сахарозы сахарного тростника в инженерных дрожжах Saccharomyces cerevisiae, который затем гидрируется и димеризуется в Neossance Squalane — косметический эмолент со 100%-ным сертификатом биооснованности USDA и одобрением Ecocert, занявший, по оценкам, около 40% мирового рынка высокочистого сквалана по состоянию на конец 2025 года, производимый на четырёх независимых линиях ферментации на заводе Barra Bonita в Бразилии. Manus Bio владеет запатентованной ферментной технологией (инженерные варианты цитохрома P450 и оксидазы SrKO) для превращения сесквитерпенов, таких как валенсен, в оксигенированные производные вроде нооткатона. В Европе Evolva и Isobionics (приобретена BASF) обе коммерциализируют ферментационный валенсен пищевой чистоты — Isobionics под брендом Valencene Pure с регуляторным допуском в Японии с 2020 года, а Evolva — с чистотой до 94%, соответствующей правилам ЕС для пищевых ароматизаторов, — тогда как Givaudan продолжает выпускать новые молекулы-предшественники ароматов (Scentaurus PolyDoux, февраль 2026 года) наряду со своей давней линейкой терпеновых ингредиентов. Китай, для сравнения, остаётся в первую очередь экспортёром натурально экстрагированного терпенового сырья (d-лимонен из переработки цитрусовых, терпентинные производные), а не подтверждённой платформой прецизионной ферментации.

Основные направления терпенов и терпеноидов как платформенных молекул:

  1. Инженерия мевалонатного пути (MVA): перестройка нативного изопреноидного пути дрожжей — в первую очередь усечённая, лишённая мембранного якоря HMG-CoA редуктаза (tHMGR) плюс дополнительные копии генов ацетил-КоА и FPP-синтазы — для максимизации потока к целевому терпену.
  2. Инженерия терпенсинтаз и оксидаз: установка конкретной синтазы (лимоненсинтаза, фарнезенсинтаза) или оксидазы (оксидаза валенсена класса SrKO), превращающей универсальный пренилпирофосфатный предшественник в целевой монотерпен, сесквитерпен или оксигенированное производное.
  3. In-situ секвестрация продукта (ISPS): непрерывное извлечение терпена в биосовместимую органическую фазу в ходе ферментации, поскольку терпены токсичны для мембраны клетки-хозяина при концентрациях выше примерно 1-2 г/л в водной фазе.
  4. Каталитическая даунстрим-конверсия: гидрирование или димеризация ферментированного терпенового предшественника (например, фарнезена в сквалан) для получения конечной коммерческой молекулы.

Секторальная цепочка создания стоимости#

[Сахарное/липидное сырьё] ──> [Ферментация (путь MVA/MEP)] ──> [In-situ экстракция и сепарация] ──> [Каталитическое рафинирование]
                                                                                                                  │
                                                                                                    (Дистилляция / гидрирование)
                                                                                                                  │
                                                                                                                  ▼
[B2B-релиз: косметика, вкусоароматика, топливо] <─── [QA/QC и комплаенс (REACH, ASTM D6866)] <─── [Очистка]

Уровни цепочки создания стоимости#

УровеньОписаниеКлючевые входы/выходы
1. СырьёИсточники ферментируемых сахаров (сахароза, глюкоза) или липидных предшественников для организма-хозяина.Вход: Сахароза сахарного тростника, кукурузная глюкоза.
Выход: Ферментационное сырьё.
2. Ферментация (путь MVA/MEP)Культивирование инженерных дрожжей или бактерий с оптимизированным изопреноидным путём и целевой терпенсинтазой.Вход: Инженерный штамм, сырьё, биореактор.
Выход: Терпеновый предшественник, секретируемый в бульон.
3. In-situ экстракция и фазовая сепарацияНепрерывное распределение токсичного терпена в органическую фазу растворителя во время ферментации с последующим разделением фаз.Вход: Биосовместимый растворитель, центробежные сепараторы.
Выход: Сырая терпеновая масляная фаза.
4. ОчисткаВакуумная дистилляция или газовая отгонка для удаления побочных продуктов жирных кислот и метаболитов.Вход: Сырой терпен.
Выход: Высокочистый терпеновый мономер.
5. Каталитическое рафинированиеГидрирование или димеризация очищенного терпена в конечную целевую молекулу там, где это требуется (например, фарнезена в сквалан).Вход: Очищенный терпен, водород, катализатор.
Выход: Готовая специальная молекула.
6. QA/QC и комплаенс-релизПроверка чистоты методом ГХ-МС, подтверждение доли биогенного углерода (ASTM D6866) и прохождение регистрации REACH/пищевых ароматизаторов.Вход: ГХ-МС анализ, регуляторные досье.
Выход: Сертифицированный, готовый к B2B продукт.

Сквозные технологии сектора:

  • Инженерия усечённой HMG-CoA редуктазы (tHMGR): удаление мембранного якорного домена лимитирующего фермента мевалонатного пути, чтобы он оставался растворимым и активным при высокой копийности — стандартный приём инженерии дрожжей, лежащий в основе платформы Biofene компании Amyris.
  • Инженерия терпенсинтаз/оксидаз: установка конкретной синтазы (лимоненсинтаза, превращающая GPP в лимонен) или инженерной оксидазы класса P450/SrKO (превращающей валенсен в нооткатон) для получения точной целевой молекулы.
  • In-situ секвестрация продукта: наслоение органического растворителя, добавляемого во время ферментации, которое непрерывно удаляет терпен из токсичной водной фазы — стандартное решение проблемы мембранной токсичности терпенов выше примерно 1-2 г/л.

2 · Что заменяет 6 · подобрано по отрасли

D1E–Биосурфактанты (рамнолипиды, софоролипиды) вместо нефтехимических ПАВ в моющих средствах и промышленных рецептурах
Заменяет: Нефтехимические ПАВ в моющих средствах и рецептурах — линейный алкилбензолсульфонат (LAS), этоксилаты спиртов (AEO), этоксилаты алкилфенолов …
CHEM
D1E–Очищающие средства на биосурфактантах и APG — софоролипиды, рамнолипиды, алкилполиглюкозиды — вместо нефтехимических SLES/SLS
Заменяет: Нефтехимические анионные ПАВ (SLES/SLS) и цепочка их этоксилированного сырья (риск следовых примесей 1,4-диоксана, углерод …
COSM
D3E2Биоразлагаемые скрабирующие частицы и эксфолианты вместо полиэтиленовых микрогранул
Заменяет: Микрогранулы из полиэтилена (и ПП/ПЭТ/ПММА) в смываемой косметике: скрабы для лица и тела, зубные пасты, гели для душа; блёстки (частицы …
COSM
D1E–Косметические ингредиенты ферментационного происхождения вместо сквалена из печени акул, гиалуроновой кислоты из петушиных гребней и животного коллагена
Заменяет: Сквален из жира печени акул (глубоководный промысел акул); гиалуроновая кислота из петушиных гребней; экстракты бычьего/свиного коллагена (и …
COSM
D1E–Растворители из биосырья и менее опасные растворители — Cyrene (дигидролевоглюкозенон из целлюлозы), 2-метилтетрагидрофуран (2-MeTHF из фурфурола/левулиновой кислоты), этиллактат, биоэтанол, γ-валеролактон, лимонен — вместо NMP, DMF, DMAc, дихлорметана и других опасных растворителей
Заменяет: N-метил-2-пирролидон (NMP), N,N-диметилформамид (DMF), диметилацетамид (DMAc), дихлорметан (DCM), хлороформ, толуол/ксилол в отдельных …
CHEM
D2E2Биоразлагаемые смазочные материалы и гидравлические жидкости на биосырье (растительные масла и синтетические эфиры) — вместо минеральных масел в лесной, сельскохозяйственной, морской, железнодорожной технике и технике, работающей у воды
Заменяет: Минеральные гидравлические жидкости, масла для цепей бензопил, трансмиссионные масла и масла дейдвудных устройств, пластичные смазки (и …
CHEM

3 · Как внедрить 6 шагов

  1. 1
    Аэробная fed-batch дрожжевая ферментацияФерментация и культивирование
    Инженерные дрожжи S. cerevisiae, несущие усечённую HMG-CoA редуктазу и сверхэкспрессированную фарнезенсинтазу, выращиваются в режиме fed-batch на сахарозе сахарного тростника, секретируя транс-бета-фарнезен по мере ферментации.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    OnDemandBio Южная Корея
    промышленный масштаб
    “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 Китай
    ✓ GMP 30,000 tons/year промышленный масштаб
    “[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 Индия
    “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 Китай
    ✓ ISO 9001 600 tons пилотный масштаб
    “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 Китай
    ✓ GMP промышленный масштаб
    “(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) Китай
    ✓ 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
    In-situ экстракция фарнезена (ISPS)ЭкстракцияПрименение и сервис на месте
    Биосовместимая фаза органического растворителя непрерывно вводится в ферментер, распределяя секретируемый фарнезен из токсичной водной фазы и защищая дрожжи от мембранного повреждения по мере роста титров.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    Aum Enzymes / Infinita Biotech Индия
    “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) Индия
    ✓ GMP ✓ ISO 9001 7,500 MT/ промышленный масштаб
    “ Novel technologies, including super critical technology for nutraceuticals where carbon dioxide is used as a green solvent during extraction processes.”
    String Bio Индия
    промышленный масштаб
    “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 США
    ✓ GMP
    “Preventing those disruptions requires more than reactive repairs; it demands proactive maintenance, routine inspections, and experienced service partners. Together, Paul Mueller …”
  3. 3
    Фазовая сепарация и сбор сырого маслаОчистка и downstream
    Ферментационный бульон обрабатывается на центробежных сепараторах, разделяющих его на фракцию дрожжевой биомассы, водную фракцию и фазу сырого масла фарнезена, которая затем промывается для удаления остаточных твёрдых частиц клеточной культуры.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
    ✓ GMP ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    GenScript ProBio / Genscript Китай
    ✓ GMP промышленный масштаб
    “testing, including mass spectrometry and analytical high performance liquid chromatography”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) Южная Корея
    промышленный масштаб
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    Tsukishima Kikai Япония
    ✓ 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 Германия
    ✓ ISO 9001
    “[Evaporation & Crystallization Systems”
  4. 4
    Вакуумная дистилляция до высокой чистоты фарнезена
    Сырое масло проходит вакуумную дистилляцию для удаления остаточных жирных кислот и метаболитов дрожжей, давая транс-бета-фарнезен высокой чистоты, необходимой для последующей каталитической конверсии.
  5. 5
    Каталитическое гидрирование до сквалана
    Очищенный фарнезен гидрируется и димеризуется на металлическом катализаторе под давлением водорода, насыщая его двойные связи с получением стабильного, полностью насыщенного сквалана (C30H62).
  6. 6
    Фильтрация, QA/QC и B2B-релизИспытания и аналитикаОчистка и downstream
    Продукт фильтруется для удаления остаточного катализатора, анализируется методом ГХ-МС для подтверждения чистоты и доли биогенного углерода, упаковывается для отгрузки косметическим и фармацевтическим производителям по долгосрочным B2B-соглашениям о поставках.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
    ✓ GMP ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    BRAIN Biotech Германия
    ✓ ISO 9001 промышленный масштаб
    “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) Южная Корея
    промышленный масштаб
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    GenScript ProBio / Genscript Китай
    ✓ GMP промышленный масштаб
    “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 Япония
    ✓ ISO 9001
    “Crystallization and refining: In-house developed DP Crystallizer and Oslo Crystallizer for tailored crystallization and refining processes; integrated purification units combining …”

4 · Кто поставит

Подобранные поставщики (подобраны автоматически)

FermelantaЯпонияПроизводительработает
Tsingke BiotechnologyКитайПроизводительработает
HLB Genex (ex-GenoFocus)Южная КореяПроизводительработает
Aum Enzymes / Infinita BiotechИндияПроизводительработает
Evogene (NASDAQ: EVGN)ИзраильНе определенаработает

В каталоге услуг и поставок 1 · платная услуга

Контрактное производство (CMO/CDMO/толлинг)

Ведущие компании и институты (из обзора)

Компания / ИнститутСтранаКлючевые продукты / платформыТехнологические особенностиСтатус на 2026 год
Amyris🇺🇸 СШАBiofene фарнезен, Neossance SqualaneИнженерия пути MVA, tHMGR, ~40% мирового рынка скваланаcommercial
Manus Bio🇺🇸 СШАОксигенированные терпеноиды (нооткатон/нооткатол)Инженерные каскады оксидаз P450/SrKOoperating
Evolva🇨🇭 ШвейцарияФерментационный валенсен (чистота до 94%)Ферментация, соответствующая регулированию ароматизаторов ЕСoperating
Isobionics (BASF)🇳🇱 НидерландыValencene PureПищевая ферментация, одобрена в Японии с 2020 годаoperating
Givaudan🇨🇭 ШвейцарияScentaurus PolyDoux, терпен-производные ингредиентыДизайн молекул-предшественников ароматовcommercial

5 · Правила и путь на рынок

Путь в РФ / ЕАЭС: CHEM · Минпромторг (регистрация) / Роспотребнадзор (уведомление о новых веществах)
государственная регистрация ~10–15 рабочих дней после экспертизы; новые вещества требуют уведомления
Информация, не юридическая консультация — уточните процедуру для вашего продукта. (2026-10-06)
США

США — родина наиболее масштабированного коммерческого производителя платформы (Amyris) наряду со специалистами по ферментной инженерии, разрабатывающими следующее поколение оксигенированных терпеноидов.

Ферментация Amyris в масштабе сквалана, оксидазно-инженерный нооткатон Manus Bio, пивот к B2B после 2024 года#

  • Amyris: её ферментационная платформа Biofene превращает сахарозу бразильского сахарного тростника в транс-бета-фарнезен в инженерных дрожжах S. cerevisiae, затем гидрирует и димеризует его в Neossance Squalane, занимая, по оценкам, около 40% мирового рынка высокочистого сквалана по состоянию на конец 2025 года на четырёх линиях ферментации завода Barra Bonita в Бразилии; компания вышла из процедуры банкротства по главе 11 в 2024 году, сосредоточившись на B2B-поставках ингредиентов партнёрам, включая Givaudan и DSM-Firmenich.
  • Manus Bio: владеет запатентованной технологией (заявки поданы и получены в 2024-2026 годах) для производства оксигенированных сесквитерпенов, таких как нооткатон и нооткатол, из валенсена с использованием инженерных ферментов цитохрома P450 и оксидаз класса SrKO, экспрессируемых в бактериальных или дрожжевых клетках-хозяевах.
  • Регуляторный контекст: путь GRAS (Generally Recognized as Safe) FDA для ферментационных вкусоароматических молекул остаётся стандартным маршрутом на рынок для терпенов, производимых в США для применения в пищевой, косметической и парфюмерной продукции.
Евросоюз

Европа является родиной двух независимых коммерческих производителей валенсена методом ферментации, а также ведущего парфюмерного дома, продолжающего выпускать новые терпен-смежные ингредиенты.

Валенсен пищевой чистоты Isobionics/BASF и Evolva, запуски Givaudan новых ароматических предшественников в 2026 году, соответствие регулированию ароматизаторов ЕС#

  • Isobionics (BASF): коммерциализирует ферментационный валенсен под брендом Valencene Pure пищевой чистоты, с регуляторным допуском в Японии с 2020 года и продолжающимся масштабированием производства под собственностью BASF.
  • Evolva: производит ферментационный валенсен с чистотой до 94%, соответствующей требованиям регламента ЕС по пищевым ароматизаторам (EU 1334/2008) для использования в пищевой и напиточной продукции.
  • Givaudan: запустила Scentaurus PolyDoux — последнее дополнение своей палитры ароматических предшественников — в феврале 2026 года, и продолжила представлять новые инновации ингредиентов Active Beauty на выставке in-cosmetics Global 2026 — часть давнего портфеля терпен-производных ингредиентов (пачулол, амброксид-подобные молекулы) наряду с такими партнёрами, как Amyris.
Китай

Терпеновый сектор Китая по-прежнему сосредоточен на натуральной экстракции и экспорте сырья, а не на подтверждённой промышленной платформе прецизионной ферментации, сопоставимой с американскими и европейскими аналогами.

Экспортная база натурального сырья, комплаенс-ориентация на REACH для экспортёров, отсутствие независимо подтверждённого ферментационного производителя#

  • База натурального сырья: Китай остаётся крупным мировым источником натурально экстрагированного терпенового сырья — d-лимонена из переработки цитрусовых и терпентинных фракций из хвойных пород — поставляя сырьё для нижестоящих производителей вкусоароматических веществ, растворителей и специальной химии.
  • Ориентация на экспортный комплаенс: китайские экспортёры терпен-производных химикатов в ЕС работают в рамках регистрации REACH и всё чаще стремятся к сертификации в духе ISCC PLUS для соответствия требованиям покупателей.
  • Разрыв в ферментационной платформе: в отличие от США и ЕС, ни один китайский производитель терпенов методом прецизионной ферментации не мог быть независимо подтверждён живым источником 2026 года в масштабе, сопоставимом с Amyris, Evolva или Isobionics — развитие этого направления здесь отстаёт от базы натуральной экстракции.

6 · Финансирование: тендеры и гранты

ГрантЗамена опасных веществ в биоцидных продуктах
European Commission · Евросоюз
22 сент. 2027 г.
341 дн.
ГрантПередовые аэрокосмические возможности, инженерия и исследования (PACER)
Air Force -- Research Lab · США
10 мая 2043 г.
6050 дн.
ГрантСтипендиальная программа NSF в области естественных наук, технологий, инженерии и математики (STEM)
U.S. National Science Foundation · США
2 мар. 2027 г.
137 дн.

Государственные НИОКР 1

Проекты, профинансированные государством (NSF США; ЕС, Великобритания и другие — через OpenAIRE), в названии которых есть эта технология. Подобраны по названию, не проверены вручную; суммы — в валюте финансирующей организации. все проекты →

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

7 · Технологический стек

Стек терпеновой платформы сочетает инженерию изопреноидного пути с даунстрим-экстракцией и каталитической конверсией для получения конкретной коммерческой молекулы:

  1. Инженерия мевалонатного пути (tHMGR):
    • Усечение HMG-CoA редуктазы с удалением мембранного якорного домена сохраняет лимитирующий фермент мевалонатного пути растворимым и стабильным при высоком уровне экспрессии — базовый инженерный приём, лежащий в основе масштабированных дрожжевых терпеновых платформ вроде Biofene компании Amyris.
  2. Инженерия терпенсинтаз и оксидаз:
    • Установка конкретного терминального фермента — синтазы, превращающей универсальный пренилпирофосфатный предшественник в целевой терпен, или оксидазы (класса SrKO, как у Manus Bio), превращающей один терпен в оксигенированное производное вроде нооткатона, — определяет, какую именно молекулу производит данный инженерный штамм.
  3. In-situ секвестрация продукта (ISPS):
    • Поскольку терпены токсичны для мембраны клетки-хозяина при концентрациях выше примерно 1-2 г/л в водной фазе, в ферментер непрерывно подаётся фаза органического растворителя для извлечения терпена по мере его образования, что позволяет достигать намного более высоких итоговых титров, чем это было бы возможно иначе.

Источники 5 · 0 независимых · 5 сайтов производителей

Сайты производителей 5

  1. Amyris производитель проверено 2026-03-13 · ссылка не сохранена
  2. Manus bio производитель проверено 2026-05-14 · ссылка не сохранена
  3. Givaudan производитель проверено 2026-04-11 · ссылка не сохранена
  4. Evolva производитель проверено 2024-08-07 · ссылка не сохранена
  5. Isobionics производитель проверено 2024-08-07 · ссылка не сохранена