[發(fā)明專利]黃嘌呤氧化酶降解類胡蘿卜素制備煙用香料的方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310488543.8
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103525869A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉珊;胡有持;曾世通;胡軍;馬驥;崔凱;宗永立
• 申請（專利權(quán)）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號: C12P1/00
• 分類號: C12P1/00;C11B9/00;A24B3/12
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 姜振東

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物催化技術(shù)在煙用香料制備中的應(yīng)用，具體是采用黃嘌呤氧化酶催化類胡蘿卜素氧化降解制備煙用香料的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

類胡蘿卜素是廣泛存在于動植物及微生物中的天然色素，通常是一類含有40個碳原子、由8個異戊二烯單元相連接的四萜化合物。其分子結(jié)構(gòu)中的碳-碳雙鍵是能量傳遞過程中最主要的結(jié)構(gòu)，也是淬滅單線態(tài)氧的主要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，因此，類胡蘿卜素非常容易受到活潑基團的攻擊從而被氧化。

類胡蘿卜素的氧化降解產(chǎn)物中包括氧化異佛爾酮、β-環(huán)狀檸檬醛、5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、β-大馬酮及二氫獼猴桃內(nèi)酯等香氣化合物，而這些化合物正是煙草中重要的致香物質(zhì)。古昆等用硝酸銀、重鉻酸鉀、高錳酸鉀等6種方法對β-胡蘿卜素進行氧化降解，發(fā)現(xiàn)β-胡蘿卜素的氧化降解是一種具有實用價值的產(chǎn)生5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭酮、β-大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯等重要香味物質(zhì)的好方法（古昆,陳靜波,李鮮等.β-胡蘿卜素的氧化降解反應(yīng)研究[C].精細化工(1999年增刊).1999:315～317.）。

近年來越來越多的研究者開始關(guān)注通過類胡蘿卜素的降解來制備煙用香料。劉金霞等采用雙氧水對從廢棄煙葉中提取出來的β-胡蘿卜素進行氧化降解，產(chǎn)物加入烤煙中可增補煙香，減輕雜氣和刺激（劉金霞,李元實,趙銘欽等.β-胡蘿卜素的化學降解及其降解物在卷煙加香中的應(yīng)用[J].吉林農(nóng)業(yè)大學學報,2011,33(3):260-263,268.）；河南中煙工業(yè)公司公開了一種通過化學降解β-胡蘿卜素制備煙用香料的方法，利用雙氧水或臭氧作為氧化劑，產(chǎn)物具有提高煙草自然芳香和改善吸食品質(zhì)的作用（河南中煙工業(yè)公司.通過化學降解β-胡蘿卜素制備煙用香料的方法:中國,CN200810049112.0[P].2009-7-22.）；華寶食用香精香料（上海）有限公司公開了一種煙用香料的制備方法與它的用途，利用空氣氧化β-胡蘿卜素，產(chǎn)物可用于煙絲的加香（華寶食用香精香料（上海）有限公司.一種煙用香料的制備方法與它的用途:中國,CN201210571653.6[P].2013-3-20.）；湖南中煙工業(yè)有限責任公司公開了一種脂肪氧化酶制備類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的方法及應(yīng)用，利用脂肪氧化酶、亞油酸與β-胡蘿卜素的共氧化反應(yīng)制備降解產(chǎn)物，具有提高香氣質(zhì)和香氣量、降低刺激和改善余味的作用（湖南中煙工業(yè)有限責任公司.一種亞油酸催化氧化制備類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的方法及應(yīng)用:中國,CN201210562320.7[P].2013-5-29.）；中國煙草總公司鄭州煙草研究院公開了一種超臨界胡蘿卜提取液及其在卷煙加香中的應(yīng)用，采用雙氧水對超臨界胡蘿卜提取液進行降解，產(chǎn)物可增加卷煙香氣，賦予卷煙清甜優(yōu)雅的風格，具有掩蓋雜氣、減少刺激及改善口感的作用（中國煙草總公司鄭州煙草研究院.超臨界胡蘿卜提取液及其在卷煙加香中的應(yīng)用:中國,CN200610017966.1[P].2006-11-15.）。

目前多見類胡蘿卜素的化學法降解，該法條件簡單易行，但反應(yīng)選擇性較差，不易控制，容易造成過度氧化降解和香氣成分的損失。而酶法催化降解條件相對溫和，反應(yīng)容易控制，但現(xiàn)有報道多采用脂肪氧化酶催化類胡蘿卜素的氧化降解，其中采用亞油酸等長鏈多不飽和脂肪酸作為共氧化劑，成本相對較高且產(chǎn)物中同時存在大量的不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物。

黃嘌呤氧化酶（XO）是另一種可產(chǎn)生活性氧基團的重要的氧化酶類，廣泛存在于哺乳動物的組織中，尤其是牛乳及小牛的肝臟中。XO可以把黃嘌呤、次黃嘌呤氧化成尿酸；把脂肪族、芳香族醛氧化成羧酸；還能氧化嘧啶類、嘌呤類、蝶啶類物質(zhì)及NADPH。XO是一種非特異性的酶，很多化合物都可以做其底物（電子供體）。醛類化合物可作為XO的底物，XO催化氧化醛類化合物產(chǎn)生超氧陰離子，進而和醛類化合物反應(yīng)生成不同的活性氧簇（reactive?oxygen?species，ROS），如OH·，R·，ROH·等。這些活性氧簇可與類胡蘿卜素反應(yīng)，同時也可與其降解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，從而生成一系列降解產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是基于上述研究現(xiàn)狀而提供的一種煙用香料的生物技術(shù)制備方法及其應(yīng)用，采用黃嘌呤氧化酶（XO）催化類胡蘿卜素的降解，該法條件溫和易于控制降解產(chǎn)物組成，將制備的降解產(chǎn)物施加于卷煙中，可賦予卷煙清甜優(yōu)雅的風格，改善卷煙的感官質(zhì)量。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：