利用黑曲霉生物轉化紫羅蘭酮類化合物制備香精的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用黑曲霉生物轉化紫羅蘭酮類化合物制備香精的方法，屬于紫 羅蘭酮類化合物香料的制備技術領域。
【背景技術】
[0002]自1893年，德國化學家Tiemann和Kruger用梓檬醛與丙酮合成了假性紫羅蘭酮，再 在酸性條件下環化得到紫羅蘭酮后，紫羅蘭酮類化學品及其衍生物不斷被人類所合成，為 有機化學和香料香精的發展邁出了重要的一步。紫羅蘭酮類及其衍生物是一類很重要的香 料，在香料及醫藥行業具有重要的應用價值。如3-氧代-α_紫羅蘭酮可用作食品和化妝品制 劑中的調味料和香料，也是合成類胡蘿卜素類化合物的關鍵中間體，尤其是合成綠色營養性 香料的重要原料;紫羅蘭酮環氧化物也是一種重要的香料，具有較高的應用價值，特別是 用作卷煙用香料，對各種卷煙有顯著的加香效果；同時，它也是合成蝦青素、角黃素及脫落 酸的重要中間體。
[0003]紫羅蘭酮類及衍生物由于其顯著的加香效果及醫藥中間體的重要地位，近年來得 到了廣泛的關注，先后有較多的研究論文及專利報道了制備紫羅蘭酮衍生物的方法。 Oppenauer等以鉻酸叔丁酯為氧化劑，烯丙位氧化紫羅蘭酮，首次合成了氧代紫羅蘭酮。黃 永華等將鉻酸叔丁酯與β-紫羅蘭酮在苯中回流5h，加適量的正己烷處理，析出晶體，得到4-氧代-β_紫羅蘭醇。俞磊等以過氧化氫為氧化劑[8]，以二(3,5_二氟甲基苯基)二醛為催化 劑，氧化紫羅蘭酮，得到紫羅蘭酮環氧化物。由于這些方法都存在著收率低，副產物多， 反應后處理復雜、環境污染嚴重等缺點，因此迄今為止實現工業化的并不多。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決現有技術中紫羅蘭酮類化合物作為香料采用有機合成 方法制備時收率低，副產物較多的問題，提供了一種方法簡單，易于操作的利用黑曲霉生物 轉化紫羅蘭酮類化合物制備香精的方法。
[0005]本發明采用如下技術方案:一種利用黑曲霉生物轉化紫羅蘭酮類化合物制備香精 的方法，包括如下步驟：
[0006] (1)黑曲霉的培養:將黑曲霉接種至發酵培養基中，在黑曲霉發酵起始階段Oh或者 發酵過程48-120h中，添加0.1~10g/L的紫羅蘭酮類化合物，至發酵結束；
[0007] (2)萃取：向發酵液中加入不溶于水的有機溶劑進行萃取，有機溶劑的加入量為發 酵液體積的〇. 5~5倍，萃取次數為1~5次，分離有機相萃取液，將各次萃取液合并；
[0008] (3)產物的檢測:取lml萃取液進行GC-MS分析；
[0009] (4)減壓蒸餾：將萃取液置于旋轉蒸發儀中進行減壓蒸餾，真空度為0.085~ O.IMPa，溫度為35~45°C，減壓蒸餾至溶劑完全除盡得到香精。
[0010] 進一步的，所述黑曲霉包括黑曲霉的菌絲體、孢子、固定化菌絲體、固定化孢子或 酶提取液。
[0011] 進一步的，所述培養基成分包括碳源、氮源、有機鹽及其他的微量元素。
[0012] 進一步的，所述發酵培養基的pH為3~8。
[0013]進一步的，所述恒溫震蕩培養箱的溫度為15~35°C。
[0014] 進一步的，所述恒溫震蕩培養箱的轉速為100~250rpm。
[0015] 進一步的，所述步驟(2)中的有機溶劑為氯仿、丁醇、乙醚、乙酸乙酯、四氯化碳、二 氯甲烷或乙酸甲酯的一種。
[0016] 進一步的，所述紫羅蘭酮類化合物的主要結構如下，R代表Η或者CH3;虛線代表雙 鍵。
[0018] 進一步的，所述步驟(3)中的色譜條件為:Agilent7890A/5975C氣質聯用儀，色譜 柱為HP-INNOWax毛細管柱（30mX250μπιX0.25μπι)，進樣口溫度為220°C，檢測器溫度為200 °C，分流比為100:1，檢測器為FID，程序升溫條件:初始溫度50°C，保持5min，10°C/min升至 250°C，保持30minAC-MS條件:接口溫度為150°C，離子源溫度230°C，電離方式為EI，掃描范 圍（m/z)為 45 ~550amu。
[0019] 本發明制備方法簡單，步驟易于操作，生產中的溶劑均能夠回收再次利用，采用黑 曲霉轉化前體物，能夠同時制備一種或是幾種香氣物質，且生產制備得到的香精香氣醇正。
【具體實施方式】
[0020] 下面將結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0021] 實施例一:一種利用黑曲霉生物轉化紫羅蘭酮類化合物制備香精的方法，包括如 下步驟：
[0022] 取黑曲霉菌種一支，在超凈工作臺上用接種環刮取一環孢子接種至轉化培養基 中，置于恒溫震蕩培養箱中，500ml三角瓶裝液量為250ml，培養溫度為15°C，轉速250rpm，培 養2d后，按照lg/L的加入量加入α-紫羅蘭酮，繼續培養120h后，加入125ml的乙酸乙酯在室 溫下進行萃取，萃取5次，合并兩次萃取液，以備后用。
[0023]轉化培養基中的各組分含量為：蔗糖35g，硫酸亞鐵0.05g，硝酸鈉5g，磷酸氫二鉀lg，氯化鉀〇. 5g，硫酸鎂lg，水1000ml。轉化培養基的pH為8。
[0024] 取lml乙酸乙酯萃取液進行GC-MS分析，色譜條件為:Agilent7890A/5975C氣質聯 用儀，色譜柱為HP-INNOWax毛細管柱（30mX250μπιX0.25μπι)，進樣口溫度為220°C，檢測器 溫度為200°C，分流比為100 :1，檢測器為FID，程序升溫條件：初始溫度50°C，保持5min，10 °C/min升至250°C，保持30minAC-MS條件:接口溫度為150°C，離子源溫度230°C，電離方式 為EI，掃描范圍(m/z)為45-550amu。檢索譜庫NIST11。
[0025]將乙酸乙酯萃取液在溫度為45°C、真空度為_0.09MPa的條件下減壓除去溶劑后， 即得到香精。
[0026]經GC-MS檢測，黑曲霉可將β-紫羅蘭酮轉化為4-羥基-β-紫羅蘭酮、2-羥基-β-紫羅 蘭酮、4-氧代-β-紫羅蘭酮。
[0027] 實施例二:一種利用黑曲霉生物轉化紫羅蘭酮類化合物制備香精的方法，包括如 下步驟：
[0028] 取黑曲霉菌種一支，在超凈工作臺上用打孔器取4塊菌絲體菌餅接種