[发明专利]酵母转化与树脂吸附耦合制备2－苯乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程与技术领域，更具体涉及一种酵母转化与树脂吸附耦合制备2-苯乙 醇的方法。

背景技术

2-苯乙醇又叫β-苯乙醇，是一种具有玫瑰花香的芳香醇，大量应用于日用化学和食品工 业，是化妆品中用量最大的玫瑰香型配方。目前，全球2-苯乙醇的年产量近万吨，绝大部分都 是采用化学合成方法生产，仅有很少一部分从天然玫瑰油中提取。采用化学合成方法生产的 2-苯乙醇，常含有一些难以除去的副产物。这些副产物，如联二苯、β-氯代乙苯、氯乙醇等， 带有不良气味，甚至是对人体健康有害的致癌物质。化学合成产品的弊端显而易见。随着生 活水平的提高和对健康的关注，人们越来越重视食品的安全性，更崇尚“绿色”和“天然”。各国 的法律对化学合成的添加剂进行了更严格的限制，食品和化妆品的生产越来越倾向于使用天 然产物。在美国和欧洲，标记为“天然”的产物必须是采用物理方法从天然材料中提取或采用 微生物和酶生物催化转化法生产的产品。在美国市场上，化学合成的2-苯乙醇市场价格约为 3.50$/kg，而天然2-苯乙醇价格高达1000$/kg以上，供不应求。

利用微生物合成的方法可以大规模地生产天然2-苯乙醇。微生物转化合成2-苯乙醇具有 生产成本低、周期短、对环境污染少等优点，最终必将成为2-苯乙醇生产的主流。

许多酵母菌具有合成2-苯乙醇的能力，但酵母自身合成2-苯乙醇浓度比较低，工业化前 景不大，而以L-苯丙氨酸为底物，由酵母细胞生物转化合成天然2-苯乙醇则具有很大的可行 性。然而，2-苯乙醇对酵母细胞有较大毒性，因而当发酵液中的2-苯乙醇累积到一定浓度时， 酵母细胞就会失活，不再进行转化反应，发酵液中的2-苯乙醇浓度很低，大大增加后续的分 离纯化的成本，难以进行工业化生产。

产物原位转移技术(insitu product removal，简称ISPR)是解决产物抑制的有效手段。产物 原位转移技术就是在发酵过程中，采用萃取、吸附、过滤等分离方法移走产物，从而减少产 物抑制，提高生产效率。现有2—苯乙醇生物转化ISPR技术多采用有机溶剂萃取的方法移走产 物，其缺点是在生物转化过程有机溶剂对生物催化剂具有毒性，而且易与水乳化，增加后续 的产物分离纯化操作的难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酵母转化与树脂吸附耦合制备2-苯乙醇的方法，该方法解除 2-苯乙醇对生物催化剂的抑制作用，实现目标产物2-苯乙醇从发酵液中的分离，显著提高生 产效率和分离效率，降低分离纯化的成本，并实现微生物转化合成2-苯乙醇的工业化生产。

本发明的酵母转化与树脂吸附耦合制备2-苯乙醇的方法：采用酵母为生物催化剂，以L- 苯丙氨酸为底物，以大孔树脂为产物分离介质，通气搅拌转化，并通过控制葡萄糖流加速率 抑制乙醇的生成，控制转化温度25～36℃，pH4～7，转化10～100h，转化液及树脂经后处理制 得天然2-苯乙醇。

本发明的显著优点是：本发明在酵母转化生产2-苯乙醇的过程中，采用生物合成—ISPR 偶联技术，将2-苯乙醇从生物反应体系中转移走，既解除了2-苯乙醇对生物催化剂的抑制作 用，又实现了目标产物2-苯乙醇从发酵液中的分离，显著提高生产效率和分离效率，降低分 离纯化的成本，并实现微生物转化合成2-苯乙醇的工业化生产。

具体实施方式

(1)斜面活化：将酵母接种于斜面培养基，于25～32℃恒温培养24～36h，获得斜面活化菌种。 所述斜面培养基组成为：葡萄糖10～30g/L，KH₂PO₄1g/L，酵母浸出粉2～5g/L，琼脂 15～20g/L，溶剂为水，pH自然。

(2)种子扩大培养：将步骤(1)中的斜面活化菌种以2～3环/30～50mL培养基的接种量接种 至种子培养基，于25～32℃、150～250rpm振荡培养18～26h，获得一级种子液；再将一级 种子液以5～10％体积比的接种量接种至二级种子培养基，于25～32℃、150～250rpm振荡 培养18～26h，获得二级种子液。所述一级种子培养基或二级种子培养基组成为：葡萄糖 20～50g/L，KH₂PO₄1g/L，酵母浸出粉1～3g/L，尿素2～5g/L，溶剂为水，pH自然。