应用微生物技术从天然植物种子中生产出内酯类香料

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应用微生物技术从天然植物种子中生产内酯类香料
.一.概述
    内酯在自然界普遍存在。在植物中具有感官重要性的内酯一般是丙位内酯结构，并且一般是直链的，另外有一部分是大环状的。
  脂肪族内酯作为食物香味成分的重要性是基于它们本身特征性的感官感觉性质，这些性质包括：油性、桃仁味、奶油味、椰子味、蜂蜜味、豆香味等。由于它们具有很低的香味阈值（平均0.1mg/kg）因此，内酯通常具有很高的香料价值。
   内酯的生物合成是复杂的，至今尚未完全阐明，以下是目前认为有关的几个系统：
（1）通过NAD偶联的还原酶，从相应的酶合成；
（2）通过水化作用，从不饱和脂肪酸合成；
（3）通过脂肪氧化酶，从过氧化脂肪酸合成；
（4）从天然存在的羟基脂肪酸合成；
（5）在生物（酶）催化下，经聚合反应，从单不饱和脂肪酸合成；等。
   本文所采用的技术是第五个系统，即从单不饱和脂肪酸，经微生物完整细胞的生物催化，由聚合反应生成丙位内酯。
二.非水相介质中经微生物细胞催化进行有机合成，生成丙位内酯
   应用微生物技术可以生产天然芳香物质，这些芳香物质，可以是复杂的混合物，例如以内酯为主的芳香混合物。本文介绍在香料工业中非常重要的丙位内酯的微生物技术制造工艺，这种微生物转化，首选的基质是葫芦巴籽，经发酵，所得发酵液含有天然MCP和亲水性的单不饱和脂肪酸，在非水相介质中，经微生物细胞催化下，合成出丙位内酯，同时保留原来的MCP。
1.
   其实我们所用的是微生物酶转化技术，但酶的商业开发的障碍往往在于酶的稳定性太差，特别是在非水相介质中。因此我们考虑选择使用微生物完整细胞作为生物催化剂，它有如下一些独特的优势：（1）酶的热稳定性好；（2）对映体选择性高；（3）利用活的菌体进行催化转化可以使酶处于一种近似的最佳状态，并能简化酶反应的操作条件，提高了酶的效率；（4）菌体可以通过简单的发酵方法大量得到，从而大大降低了酶催化转化反应的成本，有利于将这种合成技术应用于生产。
2.
  我们选择以葫芦巴籽作为基质时，选用何种微生物符合如下条件：
（1）微生物能以葫芦巴籽为基质，进行发酵；
（2）通过发酵，使发酵液含有一定量的单不饱和脂肪酸（即油酸）；
（3）菌体在发酵液中能耐高温，即在摄氏100度下数小时，仍然保持活性，其胞内酶也保持催化活性；
（4）在非水相介质中，能催化聚合反应，使单不饱和脂肪酸合成丙位内酯。
   我们选择某种植物的一种内生真菌也是丝状真菌，又是一种水生真菌。另外与它有共生关系的原生动物一起共同进行混合发酵。
三.工艺流程：略。（保密）
四.结束语
   该产品用100g葫芦巴籽为基质，做一升发酵液，可生产出膏状芳香混合物60g，其中丙位内酯含量10~18g；该产品适用于食品，特别在饼干、烟叶加香中，效果甚佳；该产品生产中的发酵过程可运用固定化增殖细胞技术，降低生产成本，能实现工业化生产。
  在内酯领域已取得了一些可喜成果，其中很多的成功还得归因于内酯产品本身对生物催化体系的低毒性。因此，1g/L以上的内酯能在系统中积累而没有明显的抑制作用。如果一个内酯产品希望能有工业生产前景的话，其产量必须达到1~10g/L，我们所用的生物技术已达到这样的水平。总之，微生物技术对于天然香料的进一步发展是非常重要的。