超声作用对面包酵母发酵生产丙位癸内酯的影响(2)
1.2 γ-癸内酯研究发展
经查阅文献所知，第一次用生物转化法获得GDL是在1930年。Derx从感染的桔子树叶中分离和培养得到一株粉红色的具有桃子气的微生物培养基。该菌株被命名为Sporobolomyces odoz71s，之后其中的桃子香组分被证实为是γ-癸内酯和γ-十二内酯[2]。而发展到现今，关于生物转化法生产丙位癸内酯的文献和专利报道已有很多，但在技术上并未发展到大批量工业化生产。
经发现，较多种类的酵母菌可以产生蓖麻油，但从蓖麻油或蓖麻油酸甲酯转化为γ-癸内酯的转化率普遍较低[3]，其原因是转化过程中发酵积累了较多含量的其他副产物内酯(如3-癸烯-4-内酯，2-癸烯-4-内酯和3-羟基γ-癸内酯)；发酵过程中进一步被代谢掉一部分γ-癸内酯；γ-癸内酯的前体(C10)不能完全被转化为蓖麻油酸酯(C18)等等。并且在发酵过程中，发现当γ-癸内酯在发酵液中的积累到一定的程度之后，便会造成菌体的大量死亡，从而得出γ-癸内酯是一种对菌体有较大毒性的产物。这也是发酵生产γ-癸内酯产率较低的原因，因而目前所研究的方法倾向于采用对γ-癸内酯有较大耐受力的酵母类。同时林芳等人对一些可能降低γ-癸内酯对菌种产生毒性的方法进行了研究，如用固定化细胞的方法来降低毒性[4]、ISPR方法[5]、膜分离与有机溶剂萃取相结合的Pertraction方法[6]；为减少内酯与菌体的接触在发酵液中添加油类物质[7]；这些方法均取得了优化生产工艺的效果。
大部分的研究丙位癸内酯的生产机理以及工艺都以固定化耶罗酵母为模式菌株，然而像以面包酵母为出发菌株来研究超声作用对于生产丙位癸内酯的研究少之又少，本文就是以高活性的面包酵母为出发菌株来研究超声作用对其以蓖麻油为底物生产丙位癸内酯的影响大小的问题。
1.3 γ-癸内酯的研究近况
国内外利用生物转化法生产丙位癸内酯的研究已较多。王聪等[8]以紫外诱变和化学诱变相结合的复合诱变方法，对丙位癸内酯产生菌株Yarrowia lipolytica酵母进行诱变，最终丙位癸内酯产量为出发菌株的2.3倍。林芳等[4]研究了在发酵过程中，通过固定化耶罗文亚酵母(Yarr owia lipolytica AS2. 1405)来降低产物对细胞的毒性，以提高GDL的产量。王勇志等[9]研究了利用微生物发酵制备GDL，通过筛选较优的菌株，优化培养基和培养条件等提高了GDL产量。而Kalyani等人在2000年报道[10]，通过改变发酵条件，经过96h和48h的表面和深层发酵可以分别获得455和167 mg／L的γ-癸内酯。从以上的研究可以得出结论，国内对GDL的研究大都停留在菌种的筛选层面和发酵条件工艺的优化的层面上，而超声作用对酵母细胞的影响的研究甚少，因此，本研究显得尤为重要及迫切。而国外的研究中，大部分关于丙位癸内酯的专利几乎都是由生物合成、生物转化和生物催化这三种生物转化途径得到的。在所有的专利和文献报道中，已具备了工业化生产条件的是德国的H&R公司的Rabenhorst J，等人[11]的研究，结果表示发酵液中丙位癸内酯的浓度达到12.3g／L。其方法是使用Yarrowia lipolytica HRl45(DSM 12397)菌株，在27℃下的条件下以蓖麻油为前体进行300 L规模的发酵试验，发酵为50-70小时。
目前生物转化法发酵产生丙位癸内酯的原材一般都是蓖麻油，蓖麻油是在我国全国各地均种植的一种蓖麻属植物，据统计，中国、印度、巴西三国的蓖麻籽产量占世界总产量的81.2%，故而蓖麻油来源丰富，价格低廉，更重要的是它含有大量的丙位癸内酯的转化前体——蓖麻油酸(顺式-12-羟基-十八碳-9-烯酸)[12]，在转化过程中R(＋)-蓖麻油酸的手性中心传递到γ-癸内酯上。因此，且蓖麻油是生物法制备天然香料γ-癸内酯的理想原料，同时也可作为微生物生长发酵过程中的碳源。
上一篇：海棠园土壤调查与改良+文献综述