[发明专利]高大毛霉催化转化肉桂酸生成天然苯乙酮和α-苯乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高大毛霉细胞生物催化剂的培养方法，高大毛霉细胞生物催化肉桂酸催化转 化为天然苯乙酮，以及催化苯乙酮还原为α-苯乙醇的方法。

背景技术

生物催化是指利用酶或有机体(细胞、细胞器等)作为催化剂实现化学转化的过程，又 称生物转化。生物催化中常用的有机体是微生物，其本质是利用微生物细胞内的酶催化外源 化合物的生物转化。生物催化剂是生物催化的核心，由于其催化反应具有高效性、选择性、 安全性，环境友好的特点，在天然香料、手性化合物和制药等技术领域有着越来越广泛的应 用。

本发明所涉及微生物高大毛霉是毛霉属(Mucor.sp)真菌的代表种。毛霉的用途很广， 能糖化淀粉并能生成少量乙醇；产生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力，我国多用来做豆腐乳、 豆豉。许多毛霉能产生草酸、乳酸、琥珀酸及甘油等，有的毛霉能产生脂肪酶、果胶酶、凝 乳酶等。有专利报道利用毛霉生产番茄红素(公开(公告)号：N1370241)，利用毛霉(Mucor podophyllus)生产鬼臼毒素及其糖甙和山萘酚黄酮类物质(公开(公告)号：CN1718723)，利用 毛霉属(Mucor sp.)真菌制备氨基葡糖(公开(公告)号：CN101186626)。还有文献报道利用 反屈毛霉(Mucor recurvus)以甘蔗糖蜜为原料生产多不饱和脂肪酸(见“微生物学”.2006，46(4). 552-556，李楠等)，有文献报道可以利用高大毛霉(Mucor.Mucedo)发酵产γ-亚麻酸(见“食 品与发酵工业”2003，29(9)，章银良等)

发明内容

本发明的目的是利用高大毛霉催化天然肉桂酸转化为天然苯乙酮，以及催化苯乙酮还原 为α-苯乙醇的方法。

从科技文献检索我们也得知，苯乙酮是一种常用的重要化工产品，在香料工业也得到广 泛应用。由于其具有金合欢和苦杏仁的香气，常用作紫丁香、山楂花、百合等香精的调和原 料。目前使用的苯乙酮均为化学合成品。化学合成的香料应用于食品和化妆品时，其安全性 一直有争议。寻找天然产品是香料工业的热点领域。苯乙酮天然存在于石荠苎、岩蔷薇、阔 叶柏等植物中，但由于含量低，难以商业化。利用生物技术生产出的香料化合物被欧洲和美 国食品法规界定为“天然的”。在采用水蒸汽蒸馏法从桂枝叶中提取制备的桂油生产中，肉 桂醛易被空气氧化生成具有天然属性的副产物肉桂酸，以天然肉桂酸作为前体物，由微生物 细胞生物转化生成的苯乙酮也具有天然属性。

本发明人在科学实验中偶然发现，将从自然界获得的一种微生物放到天然香料肉桂酸的 体系里，能够得到具有独特香气的物质，经过分析，这些独特香气的物质含有苯乙酮和α- 苯乙醇。经鉴定：该微生物是高大毛霉(M.Mucedo)。以后我们又从微生物中心经过购买高 大毛霉回来进行试验，也可以得到这样的结果。于是，我们将自己筛选纯化的或购买的这些 高大毛霉(M.Mucedo)进一步驯化和改进，确定了高大毛霉(M.Mucedo)转化天然香料肉 桂酸得到苯乙酮和α-苯乙醇的生产工艺。

肉桂酸，又名桂皮酸；桂酸，【化学名称】β-苯丙烯酸；3-苯基-2-丙烯酸，别名：桂皮酸， 苯丙烯酸，亚苄基乙酸，桂酸，trans-3-Phenylacrylic acid，Cinnamic acid，3-Phenyl-2-propenoic acid，【结构或分子式】C₆H₅-CH＝CH-COOH。可以从肉桂醛氧化或从肉桂油分离得到。

本发明是这样实现的：

1、接种和培养高大毛霉菌株(驯化)。

用接种环挑取高大毛霉菌体(M.Mucedo)接到察氏斜面上，在培养基中生长1-2天，然 后从察氏斜面上挑取生长良好的菌体接到培养液中，室温下往复摇床培养1-2天，然后离心 (5,000rpm)30分钟，菌体用无菌水洗涤，再离心获菌体可用于反应。

所述的察氏斜面培养基(wt％)是由葡萄糖1-5，酵母膏1-3，蛋白胨2-4，琼脂2 -5，NaCl0.5-1.0，K₂HPO₄1-3，pH 5.5-7.5，组成的培养基。

所述的培养液(wt％)：葡萄糖4-8，酵母膏1-4，K₂HPO₄ 1-3，pH 5.5-7.5。

2、肉桂酸转化成苯乙酮