バニリンどうした?

バニリン(vanillin)、3-メトキシ-4-ヒドロキシベンズアルデヒド(3-methoxy-4-hydroxybenzaldehyde)は、メキシコ原産のバニラビーンズフレーバーの主な成分であり、幅広い高レベルのフレーバーである。バニリンは自然界で広く発見されている例えば、ジャワレモングラス、ベンゾイン、ペルーバルサム、クローブの芽、バニラポッドなどの多くのエッセンシャルオイルや植物に含まれています。また、他の多くのエッセンシャルオイルや植物に含まれているバニリンの成分としても使用されます。植物から抽出した天然バニリンは、数量が少なく価格も高いため、市場の需要に応えることが困難です。したがって、バニリンは人類が初めて合成した香りである1874年にドイツのm 。hallmannとg 。 thiemannによって合成されました。分子式はc 8 h 8 o3、分子量は152。15、融点81~83度、白または黄色の針状結晶、バニラの香りと豊かな乳白色、化学構造は:

最も重要な食用香料としてバニリンは、バニラビーンズの香りと豊かな乳白色の風味を持つ食用香料です食品添加物産業に欠かせない重要な原料であり、世界最大の合成香料です。食品、たばこ、歯磨き粉、香水、化粧品、日用化学品などに広く使われており、ゴム、プラスチック、医薬品などにも応用されている。バニリンは、海外で医薬品中間体の製造に広く使用されています。現在、世界市場におけるバニリンの年間消費量は16000~20000トン[1]であり、fcciv基準に基づき、牛乳の香り、特にバニラ風味の主な供給源を高める必要があるさまざまな食品に広く使用されています。

の中国でのバニリンの用途は、主に食品添加物であるしかし、近年、医療分野への適用も拡大しており、バニリンの最も潜在的な応用分野となっています。現在、国内で消費されているバニリンの流通量は、食品工業が55%、医薬中間体が30%、飼料、香料が10%、化粧品などが5%となっており、国内バニリンの年間消費量は2000 ~ 2500トンの範囲となっている[2]。本稿では,3種類のバニリン製剤技術を中心に検討し,今後のバニリン技術開発の方向性について概観する。

1バニリン製剤技術の概要

市販されているバニリンには2種類あります合成バニリンと天然バニリンです。  合成バニリンは一般的な化石原料の化学合成によって得られるバニリンである。バニリンの化学合成には10種類近くの方法があり、安定した原料源と生産技術、十分な供給と低市場価格を持っています$1キログラム当たり15は、市場でのバニリンの主要な生産方法となっており、現在の市場シェアの90%は合成バニリンです。合成バニリンの生産プロセスは安定して、原料と反応メカニズムは明確で、主な不純物を検出し、制御することができます;もちろん、単一の香りがあり、天然バニリンの複合的な香りがなく、生産過程で環境汚染などの問題が発生しやすい。

自然vanillin违いのため、国際金融と国内の規定でおよび交易条件自然年生向きの味としていたため近年では、例えば、米国素材そのもの植物からものと風味を定義する獣や物理的方法によって原材料として微生物で、biotechnological化学を方法または天然ふんわり原料でした。例えば、アメリカ合衆国では、天然香料とは、物理的、バイオテクノロジー的または軟質化学的手段によって植物、動物または微生物から得られたものと定義されている。中国と欧州連合(eu)では、自然の風味は、物理的またはバイオテクノロジー的手段または伝統的な食品プロセスによって植物、動物、微生物から得られたものと定義されている。

そのため、2種類あります天然のvanillin中国とeuの規制で定義された方法に基づく技術:(1)抽出方法;(2)生物学的方法(微生物発酵法、植物細胞培養法、酵素法に分けることができる)。米国の規制で定義されている上記2種類の天然バニリン製造技術に加えて、第3の種類があります。(3)天然原料を用いたソフトケミカルズ(天然等価バニリン製造)です。ソフトケミストリーとは、分取反応ではバイオ触媒や硬い化学物質を使用しないことを意味します。実行可能な化学反応には、加水分解、酸化、縮合、付加、再配置、メラド反応が含まれます。phなどの反応条件を調整することもでき、有機溶媒、酸素、または他の雰囲気中で反応を行うことができます。一般的には、米国の規制で定義されている天然バニリンは、不安定同位体14 cの分析によって天然度が95%に達した場合に天然バニリンとして認識されます。

最も天然バニリンの伝統的な生産技術は、抽出と単離である。バニラビーンズは「スパイスの女王」と呼ばれ、天然バニラビーンズには約2%のバニリンが含まれています。バニラビーンズは人工的な方法では配合できない独特の香りを持ち、溶媒(通常はエタノール)で抽出した高価値の天然バニリンが得られます。天然バニリンは溶媒抽出(通常エタノール)によって得られる。天然バニリンは、バニリンを含む天然原料を濃縮した後の物理的単離の技術的手段によっても得ることができる。いじめvanillinの抽出による自然vanillinは高いから限られた领域のバニラ栽培、climate-dependentの机械刈取と労働集約的な本质に自然、販売価格目覚めも1キロあたり4000ドルより約300倍に高めた合成vanillin[3]。

もう一つの認識された技術天然バニリンの生産は生物学的方法である(微生物発酵、植物細胞培養、酵素法に分けることができる)。生物学的方法は、天然バニリンを調製することができ、より少ない汚染、クリーンな生産と安全性の利点を有する。近年では、ピープル&#自然に戻ることの39の健康的な消費の概念は、バイオ技術による天然バニリンの調製は、国内外の学術研究のホットスポットになります消費者市場の多様化を推進してきました。vanillin制作バイオテックの利点を原料は天然れ備え、安価で入手しやすいの生産も無公害で清洁で過程で、効率的なが速く、生産に向けた生産バイオテクノロジー利用自然のvanillinはに相応しい新チャンネルにて[4]昇進。バイオテクノロジーを利用して天然バニリンを生産することは、推進する価値のある新たな手段となっています[4]。しかし、どのようにして工業生産に必要な高収率を達成し、より高い経済的利益を達成するために下流の製品の分離精製プロセスをより簡単で経済的にするかも、天然バニリンの高価格に影響する主な要因です。

2バニリンの合成化学調製技術

現在、以下のようなものがある合成化学的調製技術を用いてバニリンを製造することができるグアイアコール法(グアイアコール-ジメチルアニリン法とグアイアコール-グリオキシレート法に分けることができる)、リグニン法、サフロール法、eugenol法、p-ヒドロキシベンズアルデヒド法、p-クレゾール法、電気化学的方法を含む;合成vanillin初期製法法主にguaiacol-dimethylaniline、ため工程の毒性の污染され、君の生产过程guaiacol-glyoxylate方法に変更され、感情をコントロールしやすくなることを反応条件に持つ高収益环境は、以下の廃弃物便利なpost-treatment。ため工程の毒性の污染され、主な生产过程guaiacol-glyoxalic酸方法に変更され、状况次第では反応の感情をコントロールしやすくなることが高いの机械刈取3廃棄物が少なく、便利な後処理、現3の外務vanillinプロデューサー、フランスのRhodia Bollingerノルウェーとともに、日本の宇部でもある。

2。1 Guaiacol方法

のグアイアコールからのバニリンの合成バニリンの主要な工業生産技術であり、工業化された合成経路としてはニトロシル法とグリオキシレート法の2つがある。

2.1.1 Nitrosoルート

p-ニトロソジメチルアニリン塩酸縮合下でのグアイアコールおよびホルムアルデヒド(またはウロトロピン)加水分解してバニリンを作るベンゼン抽出凝縮生成物、最初の蒸留、トルエン結晶化、二次蒸留、水結晶化バニリン完成品を得るために、反応式は次のようになります図1。

この方法の原料は復雑で、制品の品質は不安定で、収率は低く(一般的に55%~60%)、制造過程は大量の毒性の強い副原料を必要とします。例えば、ジメチルアニリン、ホルムアルデヒド、亜硝酸ナトリウム、ベンゼンなどです。排出される廃液には、ニトロソ化合物、アミノ化合物、アルデヒド化合物、ポリマーが含まれます。排出される排水には、ニトロソ化合物、アミノ化合物、アルデヒド化合物、ポリマーなどが含まれています。廃水は生物化学的に処理できず、経済的で効果的な処理方法がないため、環境汚染が深刻だ。外国ではすでに淘汰されており、国内の生産能力も少ないため、淘汰の危機に瀕している。

2.1.2 Glyoxalateルート

グアイアコールとグリオキシル酸は、アルカリ加熱条件下で3-メトキシ-4-ヒドロキシマンデル酸を生成し、酸は酸化されて触媒と酸素の存在下で3-メトキシ-4-ヒドロキシアセトフェノンを生成し、その後、酸性化となる脱炭酸は粗バニリンを得ることができる。反応式を図2に示します。

過程グリオキサル酸法によるバニリンの調製フランスを初めて成功兴工业国したRhodia会社70年代はこの方法原料であるabsが少ない、、条件は役割と管理のし易製品の質の優劣は安定した収益率が高いとされる(一般に70%)程度、原料や製造に関わる補助生産に投入される資材プロセスは、主にlow-toxicityおよび不揮発性glyoxalic酸生産条件は悪くなかっただが、浪費液体治疗バイオ技治療できる。カテコール法によるグアイアコール合成の中国での工業化の成功とグアイアコール価格の低下に伴い、中国でも触媒の調製と選択、酸化法、抽出法の研究開発が増加している。ここ数年、国内の3大バニリン生産企業である浙江嘉興中華化学工場と吉林石油化学バニリン工場は、ニトロソ法に代わってグリオキサル酸プロセスを中国のバニリン合成の主な生産プロセスとしている[2]。近年、国内の3大バニリン生産企業である浙江嘉興中華化学工場と吉林石油化学バニリン工場では、グリオキシレート法がニトロソ法に取って代わり、中国におけるバニリン合成の主要な生産プロセスとなっている[2]。

2.2 Lignin方法

リグニンは幅広い原料から得られ、その含有量は廃材、泥灰、パルプ廃液、ワイン粕に多く、リグニンスルホン酸の形で主に存在する。リグニンスルホン酸はアルカリ条件下で加水分解され、高温高圧で酸化されるvanillinに改組その後、酸性化抽出によってバニリンナトリウム塩に抽出され、so2の酸性化や水の再結晶などの一連の反応を経て、純粋なバニリンが得られます。具体的な反応方程式は、以下の図3に示されています。

リグニン法は、米国とカナダの2つの大手製紙会社では、長い間、バニリンを生産するために使用されていますが、この方法の欠点は、低収率(10%~15%)、3種類の廃棄物の大量排出、深刻な汚染;バニリン製品の品質は低く、製造されたバニリンには、食品や製薬業界では使用できない重金属が多く含まれており、1990年代にはバニリンのリグニン法が大幅に縮小されました#39; s。のバニリンのリグニン法米国とカナダの製紙業界で広く使用されています。

2.3終わらせて移動方法

様々な樟油剤や樟油剤から得られる天然のサフロールは、異性化され、アルカリ条件下でジャスモンアルデヒドに酸化され、pcl5と相互作用してプロトカテコールアルデヒド[5]が得られ、最後に硫酸ジメチル((ch3)2 so4)またはハロメタンによってメチル化されたバニリンの混合物を入手しますそして、イソカルボキシリン、アルカリ中で2つの異なる溶解度を使用して分離します。具体的な反応方程式を図4に示します。

この方法は、サフロールの発生源が非常に限られていること、合成経路が比較的長く、プロセスが複雑であること、副生成物などのため、収率が制限されていますisovanillinとisoethylvanillin生産物の歩留まりが低くなります

2.4 Eugenol方法

クローブ油の主成分はオイゲノール(85 ~90%)。バニリンはeugenolを異性化することで生産できる強い塩基を持つイソオイゲノールを酸化、酸化し[6]、具体的な反応式を図5に示す。

クローブ油は、入手可能性と価格が限られているため、高価で生産が制限されていますが、ソフト化学の概念の下で、自然の風味と同等のものとして、それはそうです天然バニリンの良い補完剤です.

2.5 p-クレゾール、p-ヒドロキシベンズアルデヒド法

この方法はルート【7】新たに開発した過程で当初大連技術大学によって开発された、p-hydroxybenzaldehydeルート韓国で被写体より綿密な研究の焦点研究は- p-cresolの原料からp-hydroxybenzylaldehydeから取得されるp-hydroxybenzoaldehydeに気がつきp-hydroxybenzylaldehyde酸化後、p-hydroxybenzylaldehydeになるbrominated 3-bromo-4-hydroxybenzylaldehydeクロロホルム、室温(100~110℃)でナトリウムメタノールと反応させ、1.5~2時間反応させるバニリン、収量は一般的に得ることができます。次に、n, n-ジメチルホルムアミド(dmf)を溶媒にcuo触媒を用いて、ナトリウムメタノールを高温(100~110℃)で1.5~2時間反応させてバニリンを得た。

このルートは、プロセスが短い、廃棄物が少ない、投資が少ない、原料が簡単で入手しやすい、臭素をリサイクルして消費しないなどの利点があります。一方、p-クレゾールの国内生産は、世界の約80%を占めています'の生産、そして中国の20以上の有名な大学や研究機関は、このプロセスを研究する上で非常に積極的であり、それが国内の状況に沿ったものであると信じています。glyoxalic酸と比較する過程で、一部の専門家たちは、消トルエン时とわずかp-cresol過程で硫酸の豪華ソーダ,メタノールは、(0.2トン未満)と酸素臭素は再利用されたもので、さらにごく少量に補充するだけで済むや原材料これらも容易には訪れお金もかかりません。一方、原料は10種類以上あり、調達困難なものも多く、コストのかなりの部分を占めるのはグリオキサリン酸のみです。一方、3種類の廃棄物の総量は、グリオキサレート法の約1/20であり、グリーン生産を実現しています。しかし、この方法にはまだ多くの困難があります。複雑な操作、圧力反応器、厳しい反応条件;酸化運転における安全性の問題は、これらのすべてのボトルネックがp-クレゾールプロセスの推進に影響を与え、現在ではこの方法によるバニリンの生産は工業化されていない.

2.6有機電気化学合成法

バニリンの有機化学合成もguaiacolおよびglyoxylateを原材料としてに基づく结露2合成の最初3-methoxy-4-hydroxyphenylglycolic酸差分は中間を酸化さ危険な酸化が電解3-methoxy-4-hydroxyphenylglycolic酸を得る酸化に、そして酸性化を得んとdecarboxylationしvanillin[8]、図7反応方程式は次の通り。

この方法では触媒や酸化剤を添加する必要がなく、反応中に発生するグアイアコールカルボニルのカルボン酸(塩)を分離する必要もなく、強酸を添加して弱酸性に反応溶液を調整した後、脱炭酸しますバニリン原油をその後、高純度製品を精製します。電解酸化方法が高反応選択純粋性と品质、高い収益率が、原材料も簡単に購入できるよう単純な設備を減らすことのとの衝撃重金属汚染環境を奪い続ければ九条さんと、電力消費量を抑えこの方法の産業的価値が大幅に際立ちます。

3バニリンの天然植物抽出・調製技術

バニリンは天然植物に広く含まれている特に一次処理されたバニラビーンズ中の遊離形およびグルコシドとして、約20 g/kg(乾燥重量)の含有量を有する。世界のバニラビーンズの生産は主にマダガスカル、インドネシア、コモロ諸島などに集中している。年間のバニリン生産量は2000-2400トンに達し、これは世界のバニリン総生産量の約2%を占めます[9]。

天然バニリンは通常バニラビーンチンキの形で使用される50~60℃で一次処理され、熟成されたバニラビーンズを抽出し、95%エタノールで抽出し、濾過してビーンチンキを得る。プロセス中のバニリンの加水分解、酸素化およびエステル化を避けるために、一部の学者は[10]バニラビーンズからバニリンを抽出するために超臨界co2抽出技術を使用しました。

の天然植物から抽出されたバニリン-バニラビーンズは独特の香りを持っていますできない陽気が人工交配によって方法と替えるわけにはいかない、の地位が植え限られた领域のバニラは出产気候に対しても多くの影響作物栽培は人工じゅふん処理は必要とし労力さらに天然の供給vanillinは会議市場の需要とは程遠い。純粋な天然バニリンの供給は、市場の需要を満たすにはほど遠い。

4バイオ変換法によるバニリン製造に関する技術的研究

ここ数年、国内外の自然と健康な市場の消費理念の大きな影響を受けて、天然バニリンの需要が急速に成長しており、生物工学によって生産されたバニリンは「天然」と定義されています。ヨーロッパ、米国、日本および世界中の他の国の食品規制によって[11]、したがって、生産された天然バニリンの研究バイオテクノロジーは、世界中の研究者のためのホットトピックとなっています。そのため、バイオテクノロジーによる天然バニリンの製造に関する研究は、各国の研究者にとってホットな話題となっています。天然バニリンを製造するためのバイオテクノロジーの主な方法は、微生物発酵、植物細胞培養、および酵素法である。 4.1天然原料の微生物変換による天然バニリンの調製バニリンの微生物変換は、植物がバニリンを生産するための二次代謝過程を微生物発酵によってシミュレートすることです。

微生物発酵は天然のeugenol、イソeugenol、ferulic酸、ブドウ糖などの化合物を原料として、細菌、カビなどの発酵を経て、バニリンを合成する[12];長所がないというのがにツキが酵素ので費が安く、固定化とさらにで減少することができるなどの生産コストの引き下げ措置が相次いで副産物の引き下げは、だから微生物発酵は既に倾向になりのbio-vanillin生産ファッションに近年で行います。[13]。そのため、微生物発酵がトレンドとなっています近年のバイオバニリンの生産。ferulic acid、eugenolまたはisoeugenolは、微生物の形質転換によるバニリン生産のための最も研究されている基質である。

4.1.1基質としてeugenolまたはisoeugenolを用いた生体変換

eugenolは主にクローブの葉油などの精油に由来しますが、殺菌効果があり、微生物に対して毒性があり、正常な成長や代謝を阻害します[13]。

ashengrophらは、pseudomonas resinovorans spr1株を単離し、eugenolを唯一の炭素源とエネルギー源として30時間発酵させて0.24 g/ lのバニリンを得た[14]。趙Li-Qingらを得て、上映スピンドル・fusifornis菌菌CGMCC134土から高浓度域容認するisoeugenolかつ効率的可能性が、このような黴菌ならなれると思うの换えisoeugenol-water得る制度について、isoeugenol v / v 60%を条件に初期pH =優秀温度37℃、回転速度180 r / min vanillin 72 h結果など、計80万ドル相当72 h条件得られており、そして、72時間の条件下で、以下のように結果をまとめたバニリンの質量濃度は46.1 g/ lであった【15]。

これまでの様々な研究報告を考慮すると、バニリン製造のための基質としてのeugenolのバイオ変換にブレークスルーを与えることは困難であった。

4.1.2発酵準備のための基質としてのフェルル酸による生体内変換

Ferulic酸はから派生しcinnamic酸、一つのコンポーネントの细胞壁は広く穀類で発見は難しい小麦やトウモロコシなどスラッジ製糖穀物を推奨ビーツと作物など技術的に自然界における豊富にありしかも必要をそして細菌効果が毒素も说は古いものとなってバニリンと同様の化学構造そのため、フェルル酸は理想的な微生物発酵原料である。したがって、フェルル酸は微生物発酵の理想的な原料である。したがって、フェルル酸は微生物発酵の理想的な原料である。変換経路を図8に示します。

2000年には、rabenhorst et al.が得た11.5ストレプトマイセスからバニリンのg/ lsp. hr167発酵条件を最適化し、樹脂の吸着により細菌に対するバニリンの毒性を低減することにより、フェルル酸を基質とした[21]。2000年にrabenhorstらはamycolatopsis sp. hr167を基質とし、発酵条件を最適化し、吸着樹脂を用いて細菌に対するバニリンの毒性を低減させることで11.5 g/ lのバニリンを得た[21]。2007年、huaらはstreptomyces sp. v-1を用いて、発酵55時間後にフェルル酸を基質と吸着樹脂とした19.2 g/ lバニリンを得た。モル収率は54.5 %である[22]。これは、フェルル酸を基質とした微生物転換による天然バニリン生産において、これまで達成された最高収率です。

のabove-listed高いvanillin-producing株s、amy-colatopsisおよびstreptomyces(バニリンの収率が10 g/ lを超える)はグラム陽性菌であり、バニリンの収率を大幅に向上させるように最適化することができるが、工業利用における最も困難な課題は、下流生成物の分離と精製である。これらの菌株を用いた発酵における最大の課題は、下流の製品の分離・精製技術です。放線菌は菌糸体が密集しているため、発酵ブロスは非常に粘性があり、製品の精製が非常に難しく、下流工程のコストが高くなり、全体的な経済効率が低下します。

4.1.3グルコースを基質とした発酵によるバニリンの調製

グルコースはデンプンの加水分解により得られるため、十分な原料であり、製造コストも低い。在鎔氏など[24]遺伝子工学的手法を用い大腸菌遺伝子組換え生物(大腸菌ですKL7 / pKL5.26A又はKL7/3KL5.97A)から合成vanillic酸細菌はブドウ糖ペントースリン酸経路経由mangiferic酸であればそしてvanillin減った制作するそのarylaldehydeデヒドロゲナーゼNeurosporaから隔離されcrassa (Neurospora crassa)。次に、バニル酸を芳香族アルデヒドデヒドロゲナーゼから分離して還元したニューロスポーラ・クラッサはバニリンを生産する.

2009年にhansenらは、2つの一般的な酵母株であるschizosaccharomyces pombeとsaccharomyces cerevisiaeを、グルコースを最初の基質として遺伝子操作し、それぞれ3つと4つの異なる起源の外因性遺伝子(カビ、細菌、ヒト)を2つの株に導入した。同時に、元の株のバニリン分解遺伝子をノックアウトし、他の最適化なしに65 mg/ lと45 mg/ lのバニリンを得た[25]。

比べて高価なferulic酸やブドウ糖基板発酵は極度に淫蕩で、豊かさと経済・と代謝経路は简単でコントロールが可能だとして、全てのことが可能である産業生産を実現させる、これもをする上で最も大事な制作の自然vanillin话题である。確かにブドウ糖基板bioconversion方法としてのために実践するものになる技術の生産量の産業化を自然、持続的な改善が必要収益率。

4.2植物細胞培養法によるバニリンの調製

植物組織培養は、バイオテクノロジーの発展とともに、植物細胞が培地中で代謝物を合成することを可能にする技術です。1989年、knuthら[26]は、高密度細胞培養のための材料としてバニラを使用し、発酵スープ中のバニリンの質量濃度は最大1.9 g/ lであり、収量は植物ホルモンによって調節可能であった。1991年、knuthらは、バニラ誘導組織細胞懸濁液から複雑なバニリンの香りの物質が分泌され、前駆体を添加せずに活性炭で14日間抽出し、0.099 g/ lのバニリンが得られることを示した。1991年、knuthらは、バニラヒーリング組織細胞懸濁液培養で複雑なバニリン風味物質が分泌されることを示した0.099 g / L vanillin前駆体を添加せずに14 dの活性炭で連続抽出した[27]。

westcottら[28]は、バニラプラニフォリアの根を組織培養に用い、それを発見した組織中にバニリンが0.4 g/(kg-d)蓄積する。また、組織中のバニリンの最高濃度は7.0 g/kgに達した。その後、イソオイゲノール、プロトカテクアルデヒド、およびカフェイン酸を、cap-sicum frutescens細胞およびhaematococcus pluvialiscell細胞でバニリンに変換する新しい方法を発見した研究者もいた[29]が、これらの細胞でのバニリン調製過程は、バニリン自体の阻害効果によって影響を受けた。しかしvanillinの過程でこれらのセル文化から、利益が非常に低の影響でvanillinそのものの静菌効果細胞増殖を載せる基板の環境国家を壊れにくいための研究室で細胞培養方法で行われた。

4.3酵素変換によるバニリンの調製

現在、微生物変換方法は正式には工业化过程に復命していないことが主な原因vanillinの作品に挑戦するということ自体が一種微生物剤、vanillinの内容は量が拡大が抑えられる微生物を殺すこれは微生物変換方法が直面に受けた最大の挑戦だ。この問題を解決するために、効果的な技術的解決策は、バニリンに耐性があり、バニリンをバニリン酸に変換することができない適切な微生物を選択して繁殖させることです。現時点では、大きな進歩しかありませんバニリンとフェルル酸の変換高価な原料です

国内学者[30]最も效果的な手段がこの問題を解決するために完全に理解すべき特性関連酵素を発見し、適切な酵素を隔離すれば规模化生产となり段階で具体性と高効率を利用しようとし、酵素反応がそのバニリンの生産はより直接的で効率的である.

バニリンのすべての生体内代謝変換技術は酵素反応であり、様々な生体内変換製剤の作用機序はまだ完全には理解されていないが、それらはすべて1つ以上の酵素の作用によって生成されることは確かである[31]。の技術研究で酵素によるバニリンの合成オランダのwagneingne大学のvan den heuvel robert hhらは[34]、バニリンはバニリンオキシダーゼ(vao)によって2つの経路で産生されることを発見した。1つは、vao存在下で木材タールアルコールからバニリルアルコールを介してバニリンを製造することである。バニリルアミンはアルカリ条件下でvaoによって直接バニリンに加水分解できる中間体に変換される。

2001年にgatfield i-lらは、イソオイゲノールとパインアルデヒドを基質としたリパーゼchirazyme l-2、c-f、およびc2 lyoを触媒として用いた酵素的なヴァニリン変換を提案した[32]vanillin品質それぞれ30.4%と83.1%の端数。2004年、sun zhihaoら[33]は、イソオイゲノールをダイズのリポキシゲナーゼに変換することによるバニリンの調製を調査した。2004年、sun zhら[33]はダイズのリポキシゲナーゼによるイソオイゲノールのバニリンへの変換を調査した。モル変換率は13.27%であり,バニリン吸着に高分子多孔性カチオン樹脂hd-8を添加して24.53%を得た。

酵素法によるバニリンの変換生成物の蓄積が容易で、副生成物が少なく、精製が容易で、反応条件が穏やかで、エネルギー消費が少なく、汚染が少ないため、有望な研究の方向性となっている。もちろんであり、これをどうこうそ学説の用語を使うの物質化学工学科て現代バイオテクノロジーせて指向性変換し、改良さ、既存の酵素研究開発技術固定化やmulti-enzyme炉はふさわしいか直面主要事業メーカーで生産の酵素によってvanillin方法で行われた。

5展望

のvanillin粉化学合成制品は、その豊富で安定した原料源、高収率、低コストなどにより、引き続き長期的に市場の支配的な地位を占めます。もちろん、化学合成は、グアイアコール、p-クレゾール、強酸強アルカリ、重金属などの有毒有害な原料を使用し、プロセスの多くの副生成物は、環境を汚染し、3つの廃棄物は深刻です。

中国が環境保護を重視している現在、グリーン生産を実現するために、変換率が高く、3つの廃棄物をゼロにする合成プロセスを研究開発することは、実務家にとって重要な課題であることは間違いない。合成プロセスの過程を通じて、国内のグアイアコールとグリオキシレートの生産技術を継続的にブレークスルーし、高品質と低価格の原料の供給を基本的に実現しています合成vanillin有機電気化学的方法により、最も有望な開発の見通しとグリーンプロセスになります。有機電気化学的方法によるバニリンの合成は、最も有望なグリーンプロセスになります;酸化剤を必要としない、簡単な設備、安全な操作、副生成物が少ない、製品の高純度、少ない汚水、処理が容易です。単位消費電力の問題が解決されれば、現在のグアイアコール-グリオキシレート法を速やかにバニリン製造に置き換えることができる。

の植物抽出法による天然バニリンの生産バニラの栽培が難しく、その抽出技術の研究は常に2倍の労力で中途半端なものになるでしょう。しかし、天然バニリンは幅広い植物に存在するため、バイオエンジニアリング技術の進歩に伴い、様々なバニリンを豊富に含む天然植物抽出物の成分を濃縮し、天然バニリンを分離・精製することは、当然のことながら有望な技術の選択肢となります。

「自然」や「自然」やで、バイオ変換法による天然バニリンの製造間違いなくバニリン研究の最も人気のあるテーマとなっていますこの10年間、微生物変換法による天然バニリンの生産に関する技術研究は広範囲かつ深遠であり、代謝経路から重要遺伝子の分子レベルでの研究に至るまで、多くの重要な研究成果が達成されています。中国では、米ぬかや甜菜などの天然資源の利点を組み合わせて、バニリン生産のための基質としてのフェルル酸とイソオイゲノールの微生物発酵の研究開発は、ここ数年で大きな進歩を遂げた。

しかし、過去2年間での微生物発酵バニリン生産の基質としてグルコース米国とヨーロッパで明らかに進歩しており、この方法は非常に豊富で安価であり、簡単で制御可能な代謝経路を持ち、バニリンの分離と濃縮はフェルル酸よりも簡単である。適切な酵素を選択し、ブドウ糖を基質とした発酵を行うことで、バニリンの製造コストは、消費者や生産者のニーズを満たすことができる合成技術に近いものと予想され、応用性の高い実用的な技術である。iffとエボルバ・ホールディング社の天然バニリン製造用酵母ブドウ糖発酵の開発プロジェクトは、小ロットの試験生産の段階に入るという。バニリンの生合成は大きく進展していますが、まだ深く探求・研究しなければならない科学的課題が多く、高効率なバニリンの工業生産のさらなる最適化が求められています。もちろん、高度な分子生物学や遺伝子工学の助けを借りて、近い将来、より安価な天然バニリンの実現が期待されています。

参照:

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