利用黑曲霉生物转化紫罗兰酮类化合物制备香精的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用黑曲霉生物转化紫罗兰酮类化合物制备香精的方法，属于紫 罗兰酮类化合物香料的制备技术领域。
【背景技术】
[0002]自1893年，德国化学家Tiemann和Kruger用梓檬醛与丙酮合成了假性紫罗兰酮，再 在酸性条件下环化得到紫罗兰酮后，紫罗兰酮类化学品及其衍生物不断被人类所合成，为 有机化学和香料香精的发展迈出了重要的一步。紫罗兰酮类及其衍生物是一类很重要的香 料，在香料及医药行业具有重要的应用价值。如3-氧代-α_紫罗兰酮可用作食品和化妆品制 剂中的调味料和香料，也是合成类胡萝卜素类化合物的关键中间体，尤其是合成绿色营养性 香料的重要原料;紫罗兰酮环氧化物也是一种重要的香料，具有较高的应用价值，特别是 用作卷烟用香料，对各种卷烟有显著的加香效果；同时，它也是合成虾青素、角黄素及脱落 酸的重要中间体。
[0003]紫罗兰酮类及衍生物由于其显著的加香效果及医药中间体的重要地位，近年来得 到了广泛的关注，先后有较多的研究论文及专利报道了制备紫罗兰酮衍生物的方法。 Oppenauer等以铬酸叔丁酯为氧化剂，烯丙位氧化紫罗兰酮，首次合成了氧代紫罗兰酮。黄 永华等将铬酸叔丁酯与β-紫罗兰酮在苯中回流5h，加适量的正己烷处理，析出晶体，得到4-氧代-β_紫罗兰醇。俞磊等以过氧化氢为氧化剂[8]，以二(3,5_二氟甲基苯基)二醛为催化 剂，氧化紫罗兰酮，得到紫罗兰酮环氧化物。由于这些方法都存在着收率低，副产物多， 反应后处理复杂、环境污染严重等缺点，因此迄今为止实现工业化的并不多。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决现有技术中紫罗兰酮类化合物作为香料采用有机合成 方法制备时收率低，副产物较多的问题，提供了一种方法简单，易于操作的利用黑曲霉生物 转化紫罗兰酮类化合物制备香精的方法。
[0005]本发明采用如下技术方案:一种利用黑曲霉生物转化紫罗兰酮类化合物制备香精 的方法，包括如下步骤：
[0006] (1)黑曲霉的培养:将黑曲霉接种至发酵培养基中，在黑曲霉发酵起始阶段Oh或者 发酵过程48-120h中，添加0.1~10g/L的紫罗兰酮类化合物，至发酵结束；
[0007] (2)萃取：向发酵液中加入不溶于水的有机溶剂进行萃取，有机溶剂的加入量为发 酵液体积的〇. 5~5倍，萃取次数为1~5次，分离有机相萃取液，将各次萃取液合并；
[0008] (3)产物的检测:取lml萃取液进行GC-MS分析；
[0009] (4)减压蒸馏：将萃取液置于旋转蒸发仪中进行减压蒸馏，真空度为0.085~ O.IMPa，温度为35~45°C，减压蒸馏至溶剂完全除尽得到香精。
[0010] 进一步的，所述黑曲霉包括黑曲霉的菌丝体、孢子、固定化菌丝体、固定化孢子或 酶提取液。
[0011] 进一步的，所述培养基成分包括碳源、氮源、有机盐及其他的微量元素。
[0012] 进一步的，所述发酵培养基的pH为3~8。
[0013]进一步的，所述恒温震荡培养箱的温度为15~35°C。
[0014] 进一步的，所述恒温震荡培养箱的转速为100~250rpm。
[0015] 进一步的，所述步骤(2)中的有机溶剂为氯仿、丁醇、乙醚、乙酸乙酯、四氯化碳、二 氯甲烷或乙酸甲酯的一种。
[0016] 进一步的，所述紫罗兰酮类化合物的主要结构如下，R代表Η或者CH3;虚线代表双 键。
[0018] 进一步的，所述步骤(3)中的色谱条件为:Agilent7890A/5975C气质联用仪，色谱 柱为HP-INNOWax毛细管柱（30mX250μπιX0.25μπι)，进样口温度为220°C，检测器温度为200 °C，分流比为100:1，检测器为FID，程序升温条件:初始温度50°C，保持5min，10°C/min升至 250°C，保持30minAC-MS条件:接口温度为150°C，离子源温度230°C，电离方式为EI，扫描范 围（m/z)为 45 ~550amu。
[0019] 本发明制备方法简单，步骤易于操作，生产中的溶剂均能够回收再次利用，采用黑 曲霉转化前体物，能够同时制备一种或是几种香气物质，且生产制备得到的香精香气醇正。
【具体实施方式】
[0020] 下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0021] 实施例一:一种利用黑曲霉生物转化紫罗兰酮类化合物制备香精的方法，包括如 下步骤：
[0022] 取黑曲霉菌种一支，在超净工作台上用接种环刮取一环孢子接种至转化培养基 中，置于恒温震荡培养箱中，500ml三角瓶装液量为250ml，培养温度为15°C，转速250rpm，培 养2d后，按照lg/L的加入量加入α-紫罗兰酮，继续培养120h后，加入125ml的乙酸乙酯在室 温下进行萃取，萃取5次，合并两次萃取液，以备后用。
[0023]转化培养基中的各组分含量为：蔗糖35g，硫酸亚铁0.05g，硝酸钠5g，磷酸氢二钾lg，氯化钾〇. 5g，硫酸镁lg，水1000ml。转化培养基的pH为8。
[0024] 取lml乙酸乙酯萃取液进行GC-MS分析，色谱条件为:Agilent7890A/5975C气质联 用仪，色谱柱为HP-INNOWax毛细管柱（30mX250μπιX0.25μπι)，进样口温度为220°C，检测器 温度为200°C，分流比为100 :1，检测器为FID，程序升温条件：初始温度50°C，保持5min，10 °C/min升至250°C，保持30minAC-MS条件:接口温度为150°C，离子源温度230°C，电离方式 为EI，扫描范围(m/z)为45-550amu。检索谱库NIST11。
[0025]将乙酸乙酯萃取液在温度为45°C、真空度为_0.09MPa的条件下减压除去溶剂后， 即得到香精。
[0026]经GC-MS检测，黑曲霉可将β-紫罗兰酮转化为4-羟基-β-紫罗兰酮、2-羟基-β-紫罗 兰酮、4-氧代-β-紫罗兰酮。
[0027] 实施例二:一种利用黑曲霉生物转化紫罗兰酮类化合物制备香精的方法，包括如 下步骤：
[0028] 取黑曲霉菌种一支，在超净工作台上用打孔器取4块菌丝体菌饼接种