林忠德、朱向元、施珮慈、林萱、古琬樺、廖弘玉 / 工研院材化所
隨著永續材料需求提升，生物基化學品市場規模達數百億美元。苯酚類衍生物傳統依賴化學合成或萃取而得，本文介紹具生物合成潛力的苯酚類衍生物—酚酸類、簡單酚類、酚類聚合物。酚酸類如對羥基苯甲酸與沒食子酸，應用於電子產業；簡單酚類如羥基酪醇、酪醇及酪胺，其抗氧化特性廣泛應用於保健食品、粧品；酚類聚合物以黑色素為代表，應用於電子、紡織、環保、醫材等領域。生物合成法能克服傳統萃取的高成本與環境污染問題，透過代謝工程與合成生物學等技術，為高價值苯酚類衍生物提供永續生產方式。
【內文精選】
簡單酚類特用生物質材料
簡單酚類是結構相對簡單但生物活性顯著的酚類化合物，在多個工業領域中具有日益增長的重要性，其中，羥基酪醇(Hydroxytyrosol)、酪醇(Tyrosol)和酪胺(Tyramine)在製藥、保健食品、粧品及食品飲料等多元產業中扮演關鍵角色。羥基酪醇和酪醇主要存在於橄欖及其製品（如橄欖油、橄欖葉、橄欖磨坊廢水）中，因其強效的抗氧化、抗炎、心血管保護及神經保護等特性而備受關注。這些化合物被廣泛應用於保健食品、功能性食品、粧品及醫藥製劑中，以滿足消費者對天然、健康成分日益增長的需求。酪醇、羥基酪醇以及酪胺位於相關的代謝路徑中（圖二），也時常作為彼此的料源使用。
圖二 簡單酚類生物合成路徑
酚類聚合物特用生物質材料
酚類生物聚合物是一類廣泛存在於自然界中的多功能天然材料，其結構中含有酚羥基，賦予其獨特的化學反應性及生物活性。這些聚合物通常展現出優異的生物相容性、黏附性、抗氧化能力及光保護功能，使其在多個高價值領域中具有不可替代的應用潛力。從海洋生物的黏附機制到人體皮膚的色素保護，酚類生物聚合物在生物體內扮演著至關重要的角色。隨著生物技術的進步，研究人員正積極探索如何大規模生產這些天然材料，並將其應用於醫療、粧品、工業塗層及新興生物電子等尖端領域。其中黑色素為多酚聚合的結構，於生物體中透過碳源生產酪胺酸，酪胺酸再經由酪胺酸酶轉化後形成黑色素（圖三）。其為目前酚類聚合物中最具代表性的材料，透過生物合成的可量產性最大，同時在各領域的未來應用發展潛力也最為寬廣。
圖三 黑色素生物合成路徑圖
黑色素原料目前多為小量且高單價，原料供應商包括：The Innovation Company提供植物來源的黑色素Creanatural®植物黑色素，源自椰棗果實，作為天然紫外線過濾劑和抗氧化劑，常用於護膚和護髮產品；MelaTech公司提供微生物來源的黑色素；Insectta是透過黑水虻來萃取生產黑色素的新創公司，聲稱具高產量黑色素的技術能力，特色是具有競爭力的成本、可持續生產（廢水回收、減少能源消耗）和可追溯性，其從新加坡出口黑色素到國際研究機構，應用於實驗室、研究和原型開發----以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》466期，更多資料請見下方附檔。