【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物，尤其涉及一种提高香草醛产量的方法。
技术介绍
1、香兰素(vanillin)又称香草醛、香兰醛，化学名为4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，存在于香荚兰豆中，是最广泛使用的芳香化合物之一。广泛用于食品饮料、香水、化妆品的香料成分，在食品、药品、化妆品、农业以及化工和制药工业的中间体等领域被广泛应用。预测到2025年，香草醛的市场需求将超过59000吨。目前市售香草醛主要通过化学法生产，以丁香酚，愈创木酚等合成香草醛等。然而，在气候变化和化石资源减少的时代，利用可再生资源和环保方法实现目标产品的可持续绿色生产变得越来越重要。由于固有的温和反应条件和可再生原料的使用，生物技术方法提供了一种有前景的替代方案。此外，根据美国和欧洲食品法规，生物法生产的香兰素被称为天然香兰素。天然香兰素的价格远高于化学法合成方法。然而，由于酿酒酵母对芳香族化合物合成和代谢的严格调控以及合成途径中存在代谢瓶颈，香兰素的产量仍然很低。此外，香兰素对细胞有毒性作用，并导致菌株将香兰素分解为危害较小的化合物，如香草酸和香草醇等。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种提高香草醛产量的方法。该方法通过壳聚糖膜将香草醛从反应体系中移除，有效地降低了香草醛对细胞的毒性，最终明显提高了香草醛的滴度。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、壳聚糖在提高香草醛生物合成产量中的应用
4、所述香草醛生物合成的底物包括对香豆酸、阿魏酸或木质素中的至少
5、本专利技术所述应用中，所述生物合成采用的微生物为具有香草醛合成途径的工程菌，所述工程菌包括酵母、大肠杆菌、假单胞菌和链霉菌中的至少一种；所述酵母包括酿酒酵母。
6、本专利技术还提供一种提高香草醛产量的方法，包括：
7、制备壳聚糖膜；
8、将壳聚糖膜、合成香草醛的底物与生物催化剂混合，反应；
9、将反应后的壳聚糖膜酸洗、过滤，将反应后的壳聚糖膜进行酸水解、过滤；将滤液用乙酸乙酯萃取，蒸发去除有机相，得到含香草醛的粗产物；
10、所述生物催化剂为具有香草醛合成途径的微生物。
11、本专利技术提供给香草醛产量的方法中，所述壳聚糖膜的制备方法包括：
12、将壳聚糖加入到甘油和乙酸溶液的混合液中，搅拌，获得壳聚糖溶液；
13、将所述壳聚糖溶液均匀铺展在基板上，经干燥、碱液浸泡后，将膜剥离、水洗至中性，自然晾干，获得壳聚糖膜。
14、一些实施方案中，所述壳聚糖膜的制备方法中，甘油和乙酸溶液的体积比为1:150；所述乙酸溶液中乙酸的体积百分体积比含量为2％。
15、所述壳聚糖膜的制备方法中，所述碱液为氢氧化钠溶液，所述浸泡的时间为4h；一些具体实施例中，氢氧化钠溶液的浓度为20～30g/l。所述干燥为40℃干燥18～24h；
16、所述搅拌为室温下450rpm机械搅拌5-8小时。
17、一些实施方案中，本专利技术对底物的种类没有特殊要求，本领域常见的能够合成香草醛的任意一种底物都可以，如阿魏酸、木质素和/或对香豆酸，或阿魏酸的提取物或衍生物、木质素的提取物或衍生物或对香豆酸的提取物或其衍生物。所述微生物酵母为具有香草醛合成途径的酵母；所述酵母包括酿酒酵母。一些实施方案中，所述底物的浓度为阿魏酸、木质素和/或对香豆酸，浓度为0.8-1.2g/l。
18、一些实施方案中，所述酸洗采用的酸为盐酸；所述盐酸的体积百分比浓度优选为6％；所述酸洗的时间为12小时。
19、本专利技术以工程酿酒酵母作为生物催化剂，以阿魏酸和/或木质素为底物生产香草醛，利用壳聚糖分子中的氨基与香草醛的醛基发生席夫碱反应，把香草醛从反应体系中移除，有效地降低了对细胞的毒性，最终明显提高了香草醛的滴度，实验结果表明，以阿魏酸为底物，通过本专利技术的工艺生产香草醛，反应体系为10毫升时，香草醛滴度为12.8mm(2.0g/l)，产率为80％，是不加壳聚糖的2.2倍，增加了6.9mm，反应体系为100毫升时，香草醛滴度为15.3mm(2328mg/l)，产率为71％。以木质素提取物为底物，通过本专利技术生物转化工艺生产香草醛，香草醛滴度为21.1mm(3.2g/l)(反应体系为100毫升)，相当于利用1克麦麸生物质生产了1.4mg的香草醛。因此，本专利技术提供的工艺明显提高了香草醛生物合成的产量，具有极好的应用前景。
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1.壳聚糖在提高香草醛生物合成产量中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述香草醛生物合成的底物包括对香豆酸、阿魏酸或木质素中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物合成采用的微生物为具有香草醛合成途径的工程菌，所述工程菌包括酵母、大肠杆菌、假单胞菌或链霉菌；所述酵母包括酿酒酵母。
4.一种提高香草醛产量的方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖膜的制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述甘油和乙酸溶液的体积比为1:150；所述乙酸溶液中乙酸的体积百分体积比含量为2％。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述底物为阿魏酸、对香豆酸和/或木质素，或其提取物、衍生物；所述微生物包括酵母、大肠杆菌、假单胞菌或链霉菌中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述底物的浓度为0.8-1.2g/L。
10.根据权利要求4
...【技术特征摘要】
1.壳聚糖在提高香草醛生物合成产量中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述香草醛生物合成的底物包括对香豆酸、阿魏酸或木质素中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物合成采用的微生物为具有香草醛合成途径的工程菌，所述工程菌包括酵母、大肠杆菌、假单胞菌或链霉菌；所述酵母包括酿酒酵母。
4.一种提高香草醛产量的方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖膜的制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：李炳志，刘世昌，刘志华，信欣，张仁宽，元英进，
申请(专利权)人：天津大学合成生物前沿研究院，
类型：发明
国别省市：
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