β-苯乙醇的国内外研究现状

目前利用生物转化法生产β-苯乙醇的方法中,通常都是利用Ehrlich途径进行转化的。这个途径由Ehrlich在1907年的研究中首次被发现。


根据目前已知的研究进展报道显示,在全球范围内,市场对于β-苯乙醇的需求量呈日渐上升趋势并不断增加,β-苯乙醇的需求量每年可以达到上万吨,这些产品需求中大部分都是采用化学合成的方法利用廉价的化工原料产生,只有其中很小一部分是从水果和植物精油中所提取出来的。但是如今随着人们对食品健康的日益重视和人们对生活品质要求更严格的把控,以及社会对“天然”和“绿色”的舆论崇尚,使得天然的食品添加剂在食品行业里的发展变得越来越重要。在许多欧美国家,凡是包装上标有“天然”字样的食品添加剂和香精以及香料必须是通过微生物法处理或者物理法、酶法等无毒无害产品生成的方法合成,并且其原料一定要是由自然资源生产出来的[2] 。但是在一般情况下,从多种植物精油如玫瑰精油中提取β-苯乙醇的方法成本是十分昂贵的,所以如何利用对环境产生污染少,对能源消耗利用低的生物转化的方法生成β-苯乙醇的工艺受到更多研究学者的重视。在材料和化工行业中具有极高的商业价值和研究前景。

根据现在已经发表的研究进展及报道发现,目前利用生物转化法生产β-苯乙醇的方法中,通常都是利用Ehrlich途径进行转化的。这个途径由Ehrlich在1907年的研究中首次被发现,后来为了纪念这位伟大的生物学家,便以他的名字命名这个途径[5]。Ehrlich途径是在微生物的细胞中,利用氨基酸转氨酶的转氨作用,将L-苯丙氨酸分解成为苯丙酮酸,之后苯丙酮酸再经过苯丙酮酸脱羧酶的脱羧作用形成苯乙醛,最后苯乙醛再利用氧化脱氢酶脱氢作用生成β-苯乙醇。在微生物细胞中,有时也会有另外一种途径可以生物转化合成β-苯乙醇。在该途经中,L-苯丙氨酸先在氨基酸脱羧酶作用下通过去羧基生成苯乙胺。然后苯乙胺的去氨基作用伴随着有氧化特征生成苯乙醛,最后再经过氧化脱氢酶的还原作用,最终也能产生天然的β-苯乙醇。然而,在目前已经发表的研究进展及报道发现能够采用该方法在实际操作中生物转化合成天然β-苯乙醇的菌株是非常稀少的,在国内外的报道中很少有人采用这种途径进行生产天然的β-苯乙醇。

从1876年β-苯乙醇被发现以来,其化学合成的方法已经被各种机构研究报导过很多种[3]。目前大部分生产厂家采用的较为主要的生产方法有氧化苯乙烯加氢法以及苯-环氧乙烷合成法。但是通常情况下,利用这些化学合成的方法生产β-苯乙醇的过程中往往都会有掺杂着不良气味比如β-氯代乙苯和联二苯氯乙醇等等这些物质的副产物产生。如果人类长时间接触这些对人体有害的物质,会大大增加致癌的可能性。同时对人类的身体产生一些的其他的副作用。所以如何利用对环境产生污染少,对能源消耗利用低的生物转化的方法生成β-苯乙醇的工艺受到更多研究学者的重视。根据目前已知报导我们知道,国际上的天然β-苯乙醇的方法,一般情况下是通过L-苯丙氨酸作为底物然后通过微生物发酵的方法进行一系列的转化生产。这些技术目前主要被法国和日本以及德国等发达国家使用生产,而在我们国家还很少有厂家能够自主大批量的利用微生物转化的方法生产天然β-苯乙醇[4]。