[发明专利]一种基于螯合剂的香草醛酶法合成方法

说明书

本发明公开了一种基于螯合剂的香草醛酶法合成方法，是以大豆脂肪氧合酶为催化剂，采用异丁香酚为底物，硼酸缓冲液为溶剂，加入羧酸型金属离子螯合剂，在20～45℃下反应24～108h，制备得到香草醛。本发明创造性地引入羧酸型金属离子螯合剂特别是氨基羧酸类和羟氨基羧酸类金属离子螯合剂，使得香草醛的产率得到显著提升，为酶法合成香草醛提供了一种新思路。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种基于螯合剂的香草醛酶法合成方法。

背景技术

香草醛(4-羟基-3-甲氧基苯甲醛)，又名香兰素、香草素、香兰醛，是一种常用的香料物质，具有浓郁的香荚兰豆香气，由于其特殊的香味及结构特征被广泛应用于食品、日化用品及医药等行业。

香草醛每年的需求量在10,000t以上，制备方法主要有3种：化学合成法、植物提取法、生物技术法。目前市场上的香草醛大部分来自于化学合成，化学合成法原料来源广泛、工艺成熟，但是产物不专一且对环境污染严重。植物提取法获得的香草醛安全健康、香味纯正，但是产量受限。生物技术法主要包括酶法和微生物转化法。微生物转化法不需要对酶进行分离和提纯，微生物生长周期短、培养条件简单，但是存在微生物转化能力差，香草醛积累浓度低等问题。酶法生产香草醛具有可复制性、稳定性及易于大规模生产等优点，越来越受到关注，而且根据国外(例如欧洲)的立法机构规定，使用生物活细胞或者其中的组成部分(例如酶)等生物资源产生得到的物质均属于天然产物，可见，酶法合成香草醛是一种极具前景的制备方法。但现有技术中，酶法合成香草醛存在许多不足，比如底物异丁香酚在水溶液中的溶解度很低、底物异丁香酚及产物香草醛均对酶的活性有抑制作用及反应产率低等，迫切需要改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种产率高、工艺简单的基于螯合剂的香草醛酶法合成方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于螯合剂的香草醛酶法合成方法，是以大豆脂肪氧合酶为催化剂，采用异丁香酚为底物，硼酸缓冲液(pH 9.0、0.2M)为溶剂，加入羧酸型金属离子螯合剂，在20～45℃下反应24～108h，制备得到香草醛。

所述异丁香酚的用量为20～80g/L，大豆脂肪氧合酶的用量为8％～24％(w/v)，羧酸型金属离子螯合剂的浓度为0.01～0.5M。

所述羧酸型金属离子螯合剂包括氨基羧酸类螯合剂、羟基羧酸类螯合剂和羟氨基羧酸类螯合剂。氨基羧酸类螯合剂优选乙二胺四乙酸(EDTA)、氨基三乙酸(NTA)和二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)；羟基羧酸类螯合剂优选柠檬酸(CA)和酒石酸(TA)；羟氨基羧酸类螯合剂优选羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和二羟乙基甘氨酸(DEG)。

羧酸型金属离子螯合剂采用硼酸缓冲液(pH 9.0、0.2M)配制，在配制过程中加入氢氧化钠使螯合剂充分溶解并使其最终pH为9.0。

所述反应在180rpm恒温震荡培养箱中进行。

所述大豆脂肪氧合酶是从大豆脱脂蛋白粉中提取得到，包括下述步骤：将脱脂大豆蛋白粉和水按质量体积比(g/mL)为1：(8～10)的比例混合，搅拌50～60min，然后加入固体硫酸铵至30～40％饱和度，搅拌15～20min使硫酸铵完全溶解，然后离心分离弃去沉淀并收集上清液，往上清液中加入固体硫酸铵至60～70％饱和度，搅拌15～20min使硫酸铵完全溶解后离心分离，弃去上清液，收集沉淀；所得的沉淀经真空烘箱干燥36～48h至重量不再减少为止，然后碾磨成粉，得到大豆脂肪氧合酶酶粉。

离心时间为15～20min，转速为6000～8000rpm；搅拌温度在0～4℃条件下进行。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：