[發明專利]酵母轉化與樹脂吸附耦合制備2－苯乙醇的方法

有效

• 申請號: 200810071807.9
• 申請日: 2008-09-18
• 公開（公告）號: CN101363030A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 王航;郭養浩;孟春;石賢愛;關昂
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C12P7/22
• 分類號: C12P7/22;C12R1/865;C12R1/84;C12R1/78;C12R1/645
• 代理公司: 福州元創專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及生物工程與技術領域，更具體涉及一種酵母轉化與樹脂吸附耦合制備2-苯乙 醇的方法。

背景技術

2-苯乙醇又叫β-苯乙醇，是一種具有玫瑰花香的芳香醇，大量應用于日用化學和食品工 業，是化妝品中用量最大的玫瑰香型配方。目前，全球2-苯乙醇的年產量近萬噸，絕大部分都 是采用化學合成方法生產，僅有很少一部分從天然玫瑰油中提取。采用化學合成方法生產的 2-苯乙醇，常含有一些難以除去的副產物。這些副產物，如聯二苯、β-氯代乙苯、氯乙醇等， 帶有不良氣味，甚至是對人體健康有害的致癌物質?；瘜W合成產品的弊端顯而易見。隨著生 活水平的提高和對健康的關注，人們越來越重視食品的安全性，更崇尚“綠色”和“天然”。各國 的法律對化學合成的添加劑進行了更嚴格的限制，食品和化妝品的生產越來越傾向于使用天 然產物。在美國和歐洲，標記為“天然”的產物必須是采用物理方法從天然材料中提取或采用 微生物和酶生物催化轉化法生產的產品。在美國市場上，化學合成的2-苯乙醇市場價格約為 3.50$/kg，而天然2-苯乙醇價格高達1000$/kg以上，供不應求。

利用微生物合成的方法可以大規模地生產天然2-苯乙醇。微生物轉化合成2-苯乙醇具有 生產成本低、周期短、對環境污染少等優點，最終必將成為2-苯乙醇生產的主流。

許多酵母菌具有合成2-苯乙醇的能力，但酵母自身合成2-苯乙醇濃度比較低，工業化前 景不大，而以L-苯丙氨酸為底物，由酵母細胞生物轉化合成天然2-苯乙醇則具有很大的可行 性。然而，2-苯乙醇對酵母細胞有較大毒性，因而當發酵液中的2-苯乙醇累積到一定濃度時， 酵母細胞就會失活，不再進行轉化反應，發酵液中的2-苯乙醇濃度很低，大大增加后續的分 離純化的成本，難以進行工業化生產。

產物原位轉移技術(insitu?product?removal，簡稱ISPR)是解決產物抑制的有效手段。產物 原位轉移技術就是在發酵過程中，采用萃取、吸附、過濾等分離方法移走產物，從而減少產 物抑制，提高生產效率。現有2—苯乙醇生物轉化ISPR技術多采用有機溶劑萃取的方法移走產 物，其缺點是在生物轉化過程有機溶劑對生物催化劑具有毒性，而且易與水乳化，增加后續 的產物分離純化操作的難度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種酵母轉化與樹脂吸附耦合制備2-苯乙醇的方法，該方法解除 2-苯乙醇對生物催化劑的抑制作用，實現目標產物2-苯乙醇從發酵液中的分離，顯著提高生 產效率和分離效率，降低分離純化的成本，并實現微生物轉化合成2-苯乙醇的工業化生產。

本發明的酵母轉化與樹脂吸附耦合制備2-苯乙醇的方法：采用酵母為生物催化劑，以L- 苯丙氨酸為底物，以大孔樹脂為產物分離介質，通氣攪拌轉化，并通過控制葡萄糖流加速率 抑制乙醇的生成，控制轉化溫度25～36℃，pH4～7，轉化10～100h，轉化液及樹脂經后處理制 得天然2-苯乙醇。

本發明的顯著優點是：本發明在酵母轉化生產2-苯乙醇的過程中，采用生物合成—ISPR 偶聯技術，將2-苯乙醇從生物反應體系中轉移走，既解除了2-苯乙醇對生物催化劑的抑制作 用，又實現了目標產物2-苯乙醇從發酵液中的分離，顯著提高生產效率和分離效率，降低分 離純化的成本，并實現微生物轉化合成2-苯乙醇的工業化生產。

具體實施方式

(1)斜面活化：將酵母接種于斜面培養基，于25～32℃恒溫培養24～36h，獲得斜面活化菌種。 所述斜面培養基組成為：葡萄糖10～30g/L，KH₂PO₄1g/L，酵母浸出粉2～5g/L，瓊脂 15～20g/L，溶劑為水，pH自然。

(2)種子擴大培養：將步驟(1)中的斜面活化菌種以2～3環/30～50mL培養基的接種量接種 至種子培養基，于25～32℃、150～250rpm振蕩培養18～26h，獲得一級種子液；再將一級 種子液以5～10％體積比的接種量接種至二級種子培養基，于25～32℃、150～250rpm振蕩 培養18～26h，獲得二級種子液。所述一級種子培養基或二級種子培養基組成為：葡萄糖 20～50g/L，KH₂PO₄1g/L，酵母浸出粉1～3g/L，尿素2～5g/L，溶劑為水，pH自然。