[发明专利]一种寡养单胞菌及其制备1-薄荷醇的方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)以及制备l-薄荷醇(即(-)-薄荷醇，化学名为(1R，2S，5R)-2-异丙基-5-甲基环己醇)的方法。 

背景技术

薄荷醇又名六氢化百里酚，化学名为2-异丙基-5-甲基环己醇，俗名薄荷脑。薄荷醇分子具有3个手性中心，即8种对映异构体，分别为l-薄荷醇((1R，2S，5R)-2-异丙基-5-甲基-环己醇)、l-异薄荷醇((1R，2S，5S)-2-异丙基-5-甲基-环己醇)、l-新异薄荷醇((1S，2S，5S)-2-异丙基-5-甲基-环己醇)、l-新薄荷醇((1R，2R，5S)-2-异丙基-5-甲基-环己醇)、d-薄荷醇((1S，2R，5S)-2-异丙基-5-甲基-环己醇)、d-异薄荷醇((1S，2R，5R)-2-异丙基-5-甲基-环己醇)、d-新异薄荷醇((1R，2R，5R)-2-异丙基-5-甲基-环己醇)、d-新薄荷醇((1S，2S，5R)-2-异丙基-5-甲基-环己醇)。l-薄荷醇与其他构型的薄荷醇相比，具有特征的薄荷香气和强烈的清凉作用，气味更加新鲜轻快，另外，l-薄荷醇具有更强的生理活性，它具有杀菌止痒、兴奋镇痛、镇静、防腐杀菌、治疗疼痛等功效，因此具有更大的医疗价值。l-薄荷醇的这些性质，使它比其他构型的薄荷醇具有更高的工业价值。 

随着社会的进步，人们对于物质生活的要求不断提高，对l-薄荷醇的需求量也日益增长。但是，由于天然提取的l-薄荷醇依赖种植的薄荷原料，故受限于地域、气候以及市场供需的影响，愈加难以满足生产与生活的需要。人们通过合成的手段制备l-薄荷醇来满足需求，由于化学法制备的产品是由薄荷醇的8种异构体组成的，l-薄荷醇的含量较低，直接降低了产品的使用功效，从8种异构体 混合物中分离出的l-薄荷醇产品，质量与天然产品相当，但价格低廉，因此l-薄荷醇的分离技术成为制约工业化过程的一个主要环节。 

目前对l-薄荷醇的合成与提取研究主要分为3个方面，即天然提取研究、化学合成研究、生物合成研究。传统的提取工艺是将薄荷草经蒸气蒸馏制得薄荷原油。经反复结晶得到l-薄荷醇，提取过程比较复杂，能耗高且生产率低。化学合成按照起始原料划分可将其分为两大类：以具有旋光性的化合物为起始原料；以大宗石油化学产品(如间甲酚、百里酚、异戊二烯等)为起始原料。其中日本高砂公司利用发明的手性催化剂(S)-BINAP-Rh催化烯丙胺不对称异构化合成得到l-薄荷醇，该技术目前年产1000吨l-薄荷醇。有关生物催化法制备l-薄荷醇的研究中，主要涉及到两种拆分反应，一种是利用微生物或酶催化的酯化或转酯化反应，另一种是利用微生物或酶催化的水解反应。南非一家研究机构(CSIR)公开了一种利用脂肪酶转化拆分薄荷醇制备l-薄荷醇的工艺过程：利用间甲酚作为原料，合成制得百里酚，然后催化加氢得到薄荷醇的八种异构体的混合物，即l-薄荷醇、l-异薄荷醇、l-新异薄荷醇、l-新薄荷醇、d-薄荷醇、d-异薄荷醇、d-新异薄荷醇、d-新薄荷醇。使用固定化的脂肪酶Amano lipase AK对这八种异构体进行立体选择性酯化，酰化剂为醋酸乙烯酯，可以得到＞95％ee的l-薄荷醇。通过蒸馏将l-薄荷酯从其他异构体中分离出来，在碱性溶液中水解得到l-薄荷醇，再通过重结晶的方法制备所需纯度的l-薄荷醇。 

尽管生物方法分离l-薄荷醇的研究取得了很大进展，但仍然普遍存在产物的光学纯度不高，转化率低、生物催化剂种类少和生物催化剂成本高等缺点，制约了工业化的应用。如果利用高选择性的微生物脂肪酶作为拆分剂，则可大大降低原料成本，提高产品纯度，目前尚未见有关于利用寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)对薄荷醇异构体混合物进行转化的方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种寡养单胞菌及其制备l-薄荷醇的方法和应用。 

为实现上述目的，发明人首次分离纯化到一株能够产选择性转酯化l-薄荷醇的新菌株。经过16S rDNA和生理生化鉴定，该菌株为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)，命名为寡养单胞菌GS11(Stenotrophomonas sp.GS 11)。该菌株保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏日期为2010年10月22日，保藏号为CGMCC No.4254。 

寡养单胞菌CGMCC No.4254可用于作为通过分离薄荷醇异构体混合物来 制备l-薄荷醇的催化剂。 

本发明利用寡养单胞菌CGMCC No.4254制备l-薄荷醇的方法包括如下步骤：