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2 食品科学技术学报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2018 年 3 月

1郾 1摇 香兰素 已经达到可以接受的水平。 2015 年,Givaudan 开发

香兰素是食品香料中应用最广的香料之一,是 了一种全新的生物合成阿魏酸的工艺,可用做生产
香荚兰豆提取物的主要香味成分,但含量很低,大约 天然香兰素的原料 [8] 。 该工艺以 p鄄香豆酸为原料,
只有 2% 。 香兰素和香荚兰豆提取物广泛用于巧克 经过羟基化和 O鄄甲基化两步反应,咖啡酸为中间代
力、烘焙食品和冰淇淋中,全球销售额接近 6 亿美 谢产物。 该工艺的开发具有非常重要的意义,因为
[1] 。 由于天然提取物生产成本 在玉米芯、酒糟、米糠等废弃物中,p鄄香豆酸以很高
元,总量接近 16 000 t
高,来源有限,所占市场份额不足 1% 。 市场上的香 的含量与阿魏酸同时存在。 同年,BASF 公司推出
兰素主要都是化学合成产品,合成路线主要以丁香 了改进的由阿魏酸制备香兰素的工艺,催化剂是通
酚、木质素或愈创木酚为起始原料。 我国是香兰素 过基因工程改造过的 Pseudomonas 菌株 [9] 。 法国

的生产大国,采用愈创木酚/ 乙醛酸的方法来生产。 Mane S. A. 公司还曾在 2014 年推出了一条改进的
合成香兰素市场价格稳定,每千克大约在 16 美元, 以丁香酚为原料通过微生物转化生产香兰素的工
而天然香荚兰豆提取物来源非常不稳定,价格通常 艺,商标名称为 Sense Capture TM [10 - 11] 。 以丁香酚和
大幅波动,2003 年曾达到每千克 400 美元,2005 年 阿魏酸为原料制备天然香兰素路线如图 1。
却跌至每千克 32 美元。 如香兰素的含量按 2% 计
算,即便在香荚兰豆丰收的年份,天然香兰素每千克
的价格也要达到一千美元以上,与合成的香兰素价
格有着天壤之别。 鉴于天然香兰素严重的市场短
缺,生物技术制备天然香兰素的研究非常活跃。
文献报道的生物转化制备天然香兰素的前体物
包括木质素、丁子香酚、阿魏酸、姜黄色素、安息香树
脂,转化率通常低于 30% , 产 量 水 平 在 1 g / L 以 图 1摇 以丁香酚和阿魏酸为原料制备天然香兰素
下 [5] 。 底物及产物对微生物细胞的毒性以及产物 Fig. 1摇 Preparation of natural vanillin starting from
在反应体系中的降解是产率低下的主要原因。 阿魏 eugenol or ferulic acid
以葡萄糖为原料通过多步生物转化制备香兰素
酸被认为是制备天然香兰素最有前景的底物,文献
也是一条可行的途径。 该方法最早是由美国密歇根
[6] 或
报道在 10 L 的反应器中,在 Amycolatopsis sp.
大学的 Frost 教授于 1998 年报 道 的 [12] 。 瑞 士 的
Streptomyces setonii [7] 菌株的作用下,香兰素的最终
产率可分别高达 11郾 5 g / L 或 13郾 9 g / L。 第一个成 Evolva 公 司 与 International Flavors & Fragrances
功商业化的例子是 Rhodia 公司采用 Givaudan 公司 (IFF)公司以该报道为基础,成功开发了由葡萄糖
生物合成香兰素的工艺(图 2)。 值得注意的是,由
的技术, 于 2000 年 由 阿 魏 酸 合 成 了 商 品 名 称 为
于香兰素对发酵过程中的微生物有毒,因此在反应
Rhovanil Natural 的天然香兰素 [7] 。 尽管每千克售
体系中要将产物转化为香兰素糖苷,发酵完成后经
价 700 美元,但相比香荚兰豆价格极高的 2003 年,

图 2摇 IFF鄄Evolva 公司开发的天然香兰素制备路线
Fig. 2摇 Synthetic route of natural vanillin developed by IFF鄄Evolva