¿Qué microbios fabrican nuestros perfumes?

• Fougère Royale fue pionero: el primero que incluyó una molécula sintética en su fórmula
• Se utilizan en cosmética y perfumería, también en las industrias alimentaria, química, agrícola, tabacalera y farmacéutica
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Para 2025, se estima que el mercado mundial de fragancias tendrá un valor aproximado de 50 000 millones de euros.

En 1882 el perfumista Paul Parquet creó «Fougère Royale», una composición de cumarina, musgo de roble, geranio y bergamota lanzada por la compañía Houbigant que revolucionó el mundo de la perfumería.

Hoy en día, el perfume sigue siendo comercializado. Las notas de salida (las que desprende el perfume durante los primeros 10 o 15 minutos) son lavanda, bergamota y esclarea. Las notas de corazón (que aparecen pasados 15 minutos) son geranio, heliotropo, clavel, rosa y orquídea. Y las notas de fondo (después de 2 horas) son musgo de roble, cumarina, haba tonka, vainilla y almizcle.

Todos los componentes olorosos que contiene el perfume, menos la cumarina, provienen de aceites esenciales obtenidos de fuentes naturales. Y en eso Fougère Royale fue pionero: el primero que incluyó una molécula sintética en su fórmula. Con ella abrió el camino a toda una serie de armonías olfativas denominadas «fougère» que todavía son utilizadas en muchas composiciones exitosas de fragancias femeninas y masculinas. Había nacido la perfumería moderna.

¿Aroma natural o artificial?

Para 2025, se estima que el mercado mundial de fragancias tendrá un valor aproximado de 50 000 millones de euros. No solo se utilizan en cosmética y perfumería, sino también en las industrias alimentaria, química, agrícola, tabacalera y farmacéutica.

Los procesos más comunes para producir compuestos aromáticos son la extracción de fuentes naturales y la síntesis química. La extracción de fuentes naturales, animales o principalmente plantas, no es sencilla y tiene muchas desventajas. Por un lado porque la concentración de muchos productos en las plantas es baja y porque su disponibilidad cambia en función de la variación estacional. A eso se le suman otros dos problemas: el riesgo de enfermedades vegetales y la estabilidad del compuesto, que a veces es escasa.

En cuanto a la síntesis química, aunque es relativamente barata, puede requerir catalizadores tóxicos o el empleo de alta presión y temperatura. Además, generalmente carece de la adecuada regio y enantioselectividad al sustrato, lo que puede originar una mezcla de productos.

Eso explica por qué cada vez resulta más interesante recurrir a los microbios para fabricar perfumes. Los microorganismos pueden ayudar sintetizando moléculas desde cero, o bien biotransformando un material de partida relativamente barato.

Pensemos por ejemplo en el limoneno. El (+)-limoneno se obtiene como un producto secundario de la industria cítrica, y presenta un singular aroma cítrico con fuerte olor a naranja, por lo que es incorporado habitualmente a muchos productos de limpieza, cosméticos y perfumes. Sin embargo, los precios de los cítricos, el aceite de cítricos y el limoneno fluctúan y aumentan constantemente y la escala a la que se produce limoneno completamente sintético es limitada. Por eso, resulta rentable producirlo con ayuda de algunos microorganismos modificados genéticamente, como Escherichia coli y Saccharomyces cerevisiae.

Bacterias para obtener aroma a rosa y a lavanda

Otro ejemplo interesante lo encontramos en el aroma embriagador de la rosa. Se genera debido a un tipo de alcohol llamado 2-fenil etanol cuya demanda aumenta entre un 10 y un 15 % cada año. Cuando proviene de fuentes naturales, su valor de mercado puede superar los 1 000 euros/kg. Sin embargo, este característico compuesto oloroso también puede ser producido por bioconversión de 2-fenilalanina en 2-feniletanol mediante el uso de cepas de levaduras como Kluyveromyces marxianus y Saccharomyces cerevisiae que han sido modificadas genéticamente.

Le Male (1995), de Jean Paul Gaultier, es quizás el perfume más famoso a base de lavanda. Uno de los principales compuestos del aceite esencial de la lavanda es el linalol, que ha sido un ingrediente usado en perfumes durante muchos años. Comenzando por el clásico Jicky de Guerlain que fue lanzado al mercado en 1889. En Le Male, el linalol aporta un aroma floral agradable con un toque mentolado. Hoy en día, es una estrategia común emplear cepas de diferentes microorganismos cómo Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica, Escherichia coli y Pantoea ananatis que han sido modificados genéticamente para que produzcan linalol de manera eficiente.

Hojas de la planta Pogostemon cablin de la que se extrae la esencia de pachulí. Shutterstock / Stephen Orsillo

¡Más pachulí!

El pachulí es una fragancia que aporta un aroma amaderado, balsámico y alcanforado. Se utiliza en incienso, jabones, velas y otros productos domésticos para el cuidado personal y del hogar. En el año 2010 hubo escasez de aceite de pachulí, porque el clima lluvioso en Indonesia, uno de los principales productores, provocó una mala cosecha de la planta (Pogostemon cablin) que lo produce. Para colmo, las erupciones volcánicas y los terremotos agravaron los problemas de suministro.

El aceite de pachulí es producido actualmente mediante métodos agrícolas tradicionales y destilación al vapor. Pero tan solo es posible extraer 2,2-,8 kg de aceite de 100 kg de hojas secas de la planta de pachulí (Pogostemon cablin).

Desafortunadamente, el uso de plantas como fuente para producir el aceite incluye un crecimiento lento y composiciones variables según la ubicación geográfica y las condiciones climáticas. Por ello, algunas empresas biotecnológicas han empezado a emplear levaduras y bacterias modificadas para producir pachulol, un terpeno responsable del aroma típico a pachulí. En el año 2014, la compañía Firmenich lanzó un producto rico en pachulol y con ligero olor a pachulí que está dirigido a la industria perfumera y que es producido por biotecnología microbiana.

La sobreexplotación de los árboles de Santalum ha hecho que el suministro de sándalo no pueda satisfacer las crecientes demandas del mercado. Shutterstock / IamBijayaKumar

Producción sostenible de sándalo

Uno de los aceites esenciales más preciados del mundo es el aceite de sándalo. Destaca por su aroma amaderado, ligeramente picante y aterciopelado. Es obtenido principalmente del duramen de árboles maduros de sándalo (Santalum album, Santalum austrocaledonicum y Santalum spicatum) mediante destilación al vapor. Coco de Chanel, Hypnotic Poison de Dior o Crystal Noir de Versace son algunos de los perfumes que destacan por desprender notas con olor a sándalo. Debido a las condiciones y al largo período de crecimiento de los árboles de Santalum, el suministro de sándalo no puede satisfacer las crecientes demandas del mercado, y la sobreexplotación ha amenazado seriamente los recursos naturales.

Por suerte, los esfuerzos en ingeniería metabólica han conseguido obtener cepas de Saccharomyces cerevisiae modificadas genéticamente que producen grandes cantidades de α- y β-santalol, dos de los componentes principales del aceite esencial de sándalo que aportan aromas amaderados, dulces, cálidos y balsámicos.

Lo ejemplos son múltiples. De hecho, otras cepas de Saccharomyces cerevisiae modificadas genéticamente son empleadas para producir sustancias olorosas interesantes como por ejemplo la (+)-ambreína, el componente principal del ámbar gris. El ámbar gris es una rara y carísima sustancia orgánica secretada por el sistema digestivo del cachalote que es muy demandada en perfumería y a menudo empleada como fijador en perfumes para que el aroma dure más. La ambreína tiene un olor suave, pero puede oxidarse para producir ambroxido que tiene un alto precio en la industria de las fragancias y es valorado por su olor delicado y sus propiedades fijadoras.

Es indudable el gran potencial que presentan los microorganismos modificados genéticamente para producir compuestos aromáticos altamente demandados en perfumería. Desde luego, este sistema es una alternativa de producción sostenible, ambientalmente valiosa y económicamente rentable que permitirá equilibrar la balanza de la oferta y la demanda y proteger los recursos naturales disponibles en el planeta.

Raúl Rivas González, Catedrático de Microbiología, Universidad de Salamanca firma este artículo que fue publicado originalmente en The Conversation. Aquí puedes leer el original.