生物转化法制备天然香料丙位癸内酯的初步研究(3)
1.5生产天然γ一癸内酯的基本方法
目前通过天然方式获取γ-癸内酯的途径主要有四种：第一种从各种风特色水果中提取，此种方法不仅实际操作上不易实现而且工艺成本很高，基本上很难实现产业化；第二种是直接通过生物合成的方法制取γ- 癸内酯，最近几年报道的通过生物合成的方法生产γ- 癸内酯大都是通过真菌或者是酵母菌在静止期合成积累对自身生长肥必需的次级代谢产物，Berger从长有孢子菌的含有麦芽酵母提取液的培养基中发现了γ- 癸内酯[22-24］。Jordain[25］采用固定化方法固定Sporbolomytes odorus，但γ- 癸内酯的产速仍然很低（每小时积累约1mg/L或者1.3mg/L）产量很低，因此越来越多的研究者转入了生物转化法生产γ- 癸内酯的研究中了；第三种是通过生物催化的方法来获取γ-癸内酯，且随着最近几年酶学技术的飞速发展，以及酶的特异性和酶在非水相体系中的高效的催化活性，其被广泛应用于有机催化合成中[26］。这无疑为天然γ一癸内酯的生产提供了一种有效的方式，在酶催化合成天然γ一癸内酯的生产中要特别注意酶的特异性，有机溶剂的极性，pH值，底物的浓度及其取代基的位置，温度等对反应体系的影响，然而可能正是由于酶与底物特异性的限制，（从另一方面说也正是其优势）至今为止还没有关于酶催化合成天然γ一癸内酯实现工业化的报道，也许在不久的将来随着研究的深入和酶学的发展，生物催化法制取γ- 癸内酯会成为使其市场化的重要手段之一；第四种也是目前研究最多，最透彻的生物转化法制取γ- 癸内酯，它是在一些羟基脂肪酸，非羟基脂肪酸或者一些脂肪酸酯为底物通过微生物体内酶系转化为γ- 癸内酯直接前体，再合成为具有光学活性的γ- 癸内酯[27-32］，其主要是利用微生物细胞内的一些酯化酶和β氧化酶系，通过微生物细胞的内各个部分的协同作用，最终转化底物为γ- 癸内酯。因此通过微生物转化生产γ- 癸内酯在理论上和实践上是可行的。
1.6研究的意义
随着人们对γ一癸内酯香料产品的需求不断增大，然而在自然界中尚未发现大量含有此种香料的物质，因此γ一癸内酯的制备技术以及其开发应用倍受关注。随着人们日常生活水平的逐渐提高，人们对于无副作用的绿色食品添加剂需求日益增加，这无疑促进了内酯类通过生物转化合成的开发与生产，而且开发这类生物活性物质的目的是市场化，这就意着要求用最小的投入从而获得最好的产出量。
由于天然香料不断增长的市场需求促进了香精香料生成技术的迅速发展。尽管传统的化学合成方法和天然提取方法还在起着重要的作用，但是利用生物技术合成生产香料合成物正受到人们越来越多的重视。利用微生物发酵来模拟植物次级代谢过程可生产出香料化合物，而且这些香料化合物已经被欧洲和美国食品法规界定为“天然的”化合物。［33］γ一癸内酯是手性分子，从水果中提取的γ一癸内酯具有特定的立体结构，而化学法生产的却是消旋体。因此，用生物法生产光活性的γ一癸内酯的工作吸引了许多研究人员的关注，并对此开展了大量的工作。采用生物技术可以通过3种途径得到γ- 癸内酯：生物合成、生物转化和生物催化。
通过改进发酵工艺，控制代谢途径等手段来提高蓖麻油生物合成内酯的效率，使γ- 癸内酯的发酵制备最终达到工业化生产要求，对于我国天然香料产业的发展有着巨大的推动作用。
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