[发明专利]氧化降解复合催化剂及其在类胡萝卜素制备香料中的应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一种复合催化剂，特别涉及一种在类胡萝卜素氧化降解制备香料的反应中使用的氧化降解复合催化剂。

背景技术：

类胡萝卜素主要有胡萝卜素、叶黄素、番茄红素等。胡萝卜素是一类四萜化合物，有多种异构体，如α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素等。β-胡萝卜素是胡萝卜素类产品中最常见的一种。胡萝卜素在体内表现维生素A的生理作用，可转变为维生素A，称为原维生素A。α-，β-和γ-胡萝卜素常共存于许多植物中，其中以β-胡萝卜素的含量最高，一般为红棕色结晶，熔点181℃，溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚。

胡萝卜素常用作食物色素、保健食品，以及作防晒化妆品成分，还可用作制造维生素A的原料。据以往研究，胡萝卜素经过氧化和降解以后还会形成多种香料物质，尤其是可以形成与香烟香气成分类似的物质，但是，相关的研究报道并不多。目前有报道的胡萝卜素降解方法主要有化学氧化降解方法和热降解方法。

在化学氧化降解方面，张成敏等[CN1242417A，2000.01.26]报道了一种从提取的天然类胡萝卜素制备烟用香料的方法。该法主要是用富含胡萝卜素的原料，在充入惰性气体的条件下进行提取、浓缩、皂化、柱层析和结晶等工序可得到类胡萝卜素，然后用化学氧化降解的方法将所得类胡萝卜素降解成具有类似于香烟香气的致香成分。所用原料为从植物提取纯化得到的类胡萝卜素混合物，所用的化学氧化降解方法有臭氧氧化—锌粉醋酸还原法、臭氧氧化—硼氢化钠还原法、重铬酸钾氧化法、有机过氧酸—高碘酸双重氧化法、及紫外光照射下的空气氧化法。该法存在的主要缺点是化学污染严重，操作工艺麻烦，工业化生产的价值不大。

Van Dort等[USP5084292，1992-01-28]报道了以一种或多种胡萝卜素为起始原料制备香料的方法。该方法主要是通过将一种或者多种类胡萝卜素在含有含氧气体的液体溶剂或液态分散介质并在高压釜中于20℃～250℃和低于400bar压力下转化成为反应 产物，该反应产物经过部分或其全部除去溶剂或分散介质后直接或间接地用作调香物质。该法的主要缺点是使用高压釜作为反应器，反应不能连续进行，同时使用大量的低沸点有机溶剂或者分散剂。

J.Crouzet和P.Kanasawud[Methods in Enzymology，213：54-62]报道了类胡萝卜素的热降解方法及其挥发性物质的形成情况，行成了一系列的挥发性物质和一部分飞挥发性物质。该法虽说是用热降解方法，其实是使用氧气进行的氧化降解，即在密闭加热前事先通入氧气，而且是用密闭容器，氧化和分解过程不易于控制，存在极大的安全隐患。

在纯粹的热降解方面，主要是一些理论性的裂解研究成果。比如，杨伟祖等[色谱，2006，24(6)：611-614]进行了“烟草中β-胡萝卜素的热裂解产物的研究”，将样品在空气或含氧氮气氛中直接进行高温热裂解反应，裂解产物经固相微萃取装置吸附萃取后进行气相色谱/质谱仪进行分析鉴定。该方法的优点是所用仪器专业，整个过程流畅易操作，物料损失小；缺点是仪器造价较高，不利于一般性实验室操作，更不能进行工业化生产。罗昌荣等[无锡轻工大学学报，2003，22(3)：67-75]研究了β-胡萝卜素裂解温度对其裂解产物的影响；李雪君等[中国烟草科学，2006，(3)：25-27]报道了“fps转基因烤烟类胡萝卜素及其降解产物的研究”，杨虹琦等[西南农业大学学报，2004，26(5)：640-644]进行了“不同产区烤烟中质体色素及降解产物的研究”。这些研究报道主要针对烤烟原料中胡萝卜素的变化，生成的产物往往难于实现工业化生产和利用。

热降解所得产物中大多数为结构较简单的碳氢类化合物，如烯烃类、苯系物等，较少致香成分生成。

发明内容：

为了解决现有技术中类胡萝卜素氧化降解设备复杂、反应温度高、不易工业化的缺点，本发明提供了一种氧化降解复合催化剂，能使类胡萝卜素在简易装置、较低温度下发生同步氧化降解反应制备得到多组分香料。