生物转化天然香料β-苯乙醇过程中吸附介质的筛选及动力学研究(2)
2 材料与方法 12
2.1 仪器设备 12
2.2方法 13
2.2.1实验方法 13
2.2.2 分析方法 13
3 结果与讨论 14
3.1 大孔吸附树脂初筛及饱和吸附容量 14
3.2 复筛选择优质树脂 14
3.3 洗脱剂的选择与动态吸附和解吸 15
3.4 大孔吸附树脂磨损性研究 17
4结论 18
致谢 21
1 前言
1.1 苯乙醇的概述
1.1.1 β-苯乙醇的性质
（1）物理性质：β-苯乙醇又名乙位苯乙醇、2-苯乙醇。是一种具有玫瑰花香的芳香醇，天然存在于很多花(如玫瑰、风信子等)和植物的精油中。沸点为219.8℃，比重 1.0180-1.0200。25℃时能全溶于50倍体积的去离子水，易溶于醇、醛等有机溶剂。
（2）化学性质：分子式C8H10O，分子量122.16 。遇明火、高热可燃。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。结构式为：
1.2 β-PE的合成方法
1.2.1 化学法
化学法合成β-PE主要有二条路线。第一条是苯-环氧乙烷合成法[1]。苯和环氧乙烷在以氯化铝为催化剂条件下反应，最后反应产物水解生成β-PE。第二条是氧化苯乙烯加氢法[2]。首先是将苯乙烯氧化为环氧苯乙烷，然后环氧苯乙烷在铂等催化剂催化下加氢生成β-PE。如图1所示。
总之，化学法合成的β-PE产品纯度较低，纯化难度较大，产物中往往混合一些难以除去的副产物（如联二苯、β-氯代乙苯、氯乙醇等），常含有害的重金属催化剂（如氯化铝）等杂质，达不到食品级的要求。如果进一步的分离纯化又会增加生产成本，往往导致效果不理想。而且化学催化底物转化率低，常需要高温高压等苛刻的工业条件，对设备的要求较高，很不利于工业生产。
1 2-苯乙醇化学合成方法
（1）氧化苯乙烯加氢法、（2）苯-环氧乙烷合成法的路线
1.2.2 物理法
在很多花和植物的精炼油中都含有β-PE，例如茉莉，水仙，百合等，因此可以从其中提取β-PE。但是在大部分花和植物中β-PE的浓度太低，提取费用太高，只有玫瑰花中的β-PE含量要高一些。一般每5t玫瑰鲜花可以萃取出1kg β-PE。也有一些种类的玫瑰精油中β-PE含量较高，甚至可以达到60%以上，例如Rose Centifolia[3]发现玫瑰花精油中含有63%的β-PE，被称为“精油之后”。然后，从玫瑰花植物体内提取的方法受到原材料供给和价格的影响，产品生产呈现季节性特点，导致较高的成本，并且产品产量很低，无法大规模工业化生产，远远不能满足市场要求。
1.2.3 生物转化法
许多发酵食品中均含有β-PE，如可可、咖啡、面包、果汁、啤酒、奶酪以及酱油等[4]。事实上，许多酵母菌具有从头合成和生物转化L-Phe生成β-PE的能力，例如马克斯克鲁文酵母、乳酸克鲁文酵母、酿酒酵母等[5]。
用生物转化法生产的天然β-PE不仅保留了产品的天然、单纯的特性，又具有发酵周期短、原料成本低等优点，具有大规模生产的潜在能力。生物转化合成β-PE的从头合成途径[6]如下：
葡萄糖经糖酵解途径(EMP)产生的磷酸烯醇式丙酮酸与由磷酸戊糖途径(PPP)产生的4-磷酸赤藓糖，在2-酮-3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖酸-7-磷酸合酶（DAHP合酶）作用下形成莽草酸。莽草酸形成分支酸后在变位酶的作用下形成预苯酸，经过脱水、脱羧后形成苯丙酮酸，苯丙酮酸脱羧后形成苯乙醛，苯乙醛脱氢后生成β-PE。这条途径就是β-PE的从头合成途径（如图2所示）。此途径在微生物体内广泛存在，但由于代谢途径长、支路多，存在多种抑制作用，最终得到β-PE产量较低。但在培养基中加入L-Phe，利用艾氏途径，可以大大提高β-PE的产量。