En 1882, le parfumeur Paul Parquet crée « Fougère Royale », une composition à base de coumarine, de mousse de chêne, de géranium et de bergamote lancée par la société Houbigant qui révolutionne le monde de la parfumerie.
Ce parfum est toujours commercialisé aujourd’hui. Les notes de tête (qui sont libérées pendant les 10 à 15 premières minutes) sont la lavande, la bergamote et la sauge sclarée. Les notes de cœur (qui apparaissent après 15 minutes) sont le géranium, l’héliotrope, l’œillet, la rose et l’orchidée. Et les notes de fond (après 2 heures) sont la mousse de chêne, la coumarine, la fève tonka, la vanille et le musc. Tous les composants odorants contenus dans le parfum, à l’exception de la coumarine, proviennent d’huiles essentielles obtenues à partir de sources naturelles.
Et en cela, « Fougère Royale » a été un pionnier : le premier à inclure une molécule de synthèse dans sa formule. Il a ainsi ouvert la voie à toute une série d’harmonies olfactives appelées « fougère », qui sont encore utilisées dans de nombreuses compositions de parfums pour femmes et pour hommes. La parfumerie moderne était née.
Parfum naturel ou artificiel ?
D’ici 2025, le marché mondial des parfums devrait représenter environ 50 milliards d’euros. Ils sont utilisés non seulement dans les cosmétiques et la parfumerie, mais aussi dans les industries alimentaire, chimique, agricole, du tabac et pharmaceutique.
Les procédés les plus courants pour produire des composés aromatiques sont l’extraction à partir de sources naturelles et la synthèse chimique. L’extraction à partir de sources naturelles, animales ou principalement végétales, n’est pas simple et présente de nombreux inconvénients. D’une part parce que la concentration de nombreux produits dans les plantes est faible et que leur disponibilité change en fonction des variations saisonnières. En outre, deux autres problèmes se posent : le risque de maladies des plantes et la stabilité du composé, qui est parfois médiocre.
La synthèse chimique, bien que relativement bon marché, peut nécessiter des catalyseurs toxiques ou l’utilisation de pressions et de températures élevées. De plus, elle manque généralement d’une régio et/ou énantiosélectivité adéquate par rapport au substrat, ce qui peut donner lieu à un mélange de produits.
Cela explique pourquoi il est de plus en plus intéressant d’utiliser des microbes pour fabriquer des parfums. Les micro-organismes peuvent aider en synthétisant des molécules à partir de zéro, ou en biotransformant une matière première relativement bon marché.
Prenez par exemple le limonène. Le (+)-limonène est obtenu comme sous-produit de l’industrie des agrumes et possède un arôme unique d’agrume avec une forte odeur d’orange, il est donc couramment incorporé dans de nombreux produits de nettoyage, cosmétiques et parfums. Cependant, les prix des agrumes, de l’huile d’agrumes et du limonène fluctuent et augmentent constamment et l’échelle à laquelle le limonène entièrement synthétique est produit est limitée. Il est donc rentable de le produire à l’aide de certains micro-organismes génétiquement modifiés, tels que Escherichia coli et Saccharomyces cerevisiae.
Produire plus de patchouli
Le patchouli est un parfum boisé, balsamique et camphré. Il est utilisé dans l’encens, les savons, les bougies et autres produits ménagers. En 2010, l’huile de patchouli s’est raréfiée parce que le temps pluvieux en Indonésie, l’un des principaux producteurs, a entraîné une mauvaise récolte de la plante (Pogostemon cablin) qui la produit. Pour ne rien arranger, les éruptions volcaniques et les tremblements de terre ont exacerbé les problèmes d’approvisionnement.
L’huile de patchouli est aujourd’hui produite par des méthodes agricoles traditionnelles et par distillation à la vapeur. Mais il n’est possible d’extraire que 2,2 à 3,8 kg d’huile à partir de 100 kg de feuilles séchées de patchouli.
Malheureusement, l’utilisation des plantes comme source de production d’huile implique une croissance lente et des compositions variables en fonction de l’emplacement géographique et des conditions climatiques. C’est pourquoi certaines sociétés de biotechnologie ont commencé à utiliser des levures et des bactéries modifiées pour produire du patchouli, un terpène responsable de l’arôme typique du patchouli. En 2014, la société Firmenich a lancé Clearwood, un produit riche et légèrement parfumé au patchouli destiné à l’industrie de la parfumerie et produit par biotechnologie microbienne.
Des bactéries pour imiter le parfum de la rose et de la lavande
Un autre exemple intéressant est l’arôme enivrant de la rose. Il est généré par un type d’alcool appelé 2-phényl éthanol, dont la demande augmente de 10 à 15 % chaque année. Lorsqu’il provient de sources naturelles, sa valeur marchande peut dépasser 1 000 euros/kg. Toutefois, ce composé odorant caractéristique peut également être produit par bioconversion de la 2-phénylalanine en 2-phényléthanol à l’aide de souches de levure telles que Kluyveromyces marxianus et Saccharomyces cerevisiae génétiquement modifiées.
« Le Male » (1995) de Jean Paul Gaultier est peut-être le plus célèbre des parfums à base de lavande. L’un des principaux composés de l’huile essentielle de lavande est le linalol, qui est un ingrédient utilisé dans les parfums depuis de nombreuses années comme pour « Jicky » de Guerlain, lancé en 1889. Dans « Le Male », le linalool apporte un agréable parfum floral avec un soupçon de menthol. Aujourd’hui, il est courant d’utiliser des souches de différents micro-organismes tels que Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica, Escherichia coli et Pantoea ananatis qui ont été génétiquement modifiées pour produire efficacement du linalol.
Production durable de bois de santal
L’une des huiles essentielles les plus précieuses au monde est l’huile de bois de santal. Il se distingue par son arôme boisé, légèrement épicé et velouté. Elle est obtenue principalement à partir du bois de cœur de santal adultes (Santalum album, Santalum austrocaledonicum et Santalum spicatum) par distillation à la vapeur. « Coco » de Chanel, « Hypnotic Poison » de Dior ou « Crystal Noir » de Versace sont quelques-uns des parfums qui se distinguent par leurs notes de bois de santal. En raison des conditions et de la longue période de croissance des arbres Santalum, l’offre de bois de santal ne peut répondre à la demande croissante du marché, et la surexploitation a sérieusement menacé les ressources naturelles.
Heureusement, les efforts de génie métabolique ont permis d’obtenir des souches génétiquement modifiées de Saccharomyces cerevisiae qui produisent de grandes quantités d’α- et de β-santalol, deux des principaux composants de l’huile essentielle de santal qui confèrent des arômes boisés, doux, chauds et balsamiques.
Les exemples sont nombreux. En fait, d’autres souches génétiquement modifiées de Saccharomyces cerevisiae sont utilisées pour produire des substances odorantes intéressantes comme la (+)-ambreine, principal composant de l’ambre gris. L’ambre gris est une substance organique rare et très chère sécrétée par le système digestif du cachalot. Elle est très demandée en parfumerie et souvent utilisée comme fixateur dans les parfums pour faire durer l’odeur. L’ambreine a une odeur légère, mais peut être oxydée pour produire de l’ambroxide qui est très prisé dans l’industrie de la parfumerie et est apprécié pour son odeur délicate et ses propriétés fixatrices.
Il existe sans aucun doute un grand potentiel pour que les micro-organismes génétiquement modifiés produisent des composés aromatiques qui sont très demandés en parfumerie. Ce système est certainement une alternative de production durable, écologiquement valable et économiquement rentable qui permettra d’équilibrer l’offre et la demande et de protéger les ressources naturelles disponibles sur la planète.