專利名稱：一種3,6,6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料的制備方法與它的用途的制作方法
一種3, 6, 6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料的制備方法與它
的用途
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及香煙技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料的制備方法，還涉及所述化合物的用途。
背景技術(shù)：
化學(xué)結(jié)構(gòu)在決定物質(zhì)感官特性方面起到非常重要的作用，結(jié)構(gòu)不同化學(xué)物質(zhì)的物理性質(zhì)差異非常大。分子式相同而對稱結(jié)構(gòu)不同的化合物可能具有各種不同的感官特性。例如(S)-香芹酮的味道與香菜的味道非常類似，而(R)-香芹酮的味道卻與薄荷味的味道非常類似。一般地，有兩種方法可以獲得手性物質(zhì)，一種是化學(xué)合成法，該方法在大多數(shù)情況下合成步驟很多，實施很困難，還往往需要使用一些毒性試劑。另一種方法是生物轉(zhuǎn)化法，該方法利用微生物具有的催化性質(zhì)(生物酶或微生物)，且反應(yīng)條件溫和，對環(huán)境污染非常小。生物催化是一種從不同類型酮類獲取活性化合物的重要途徑。例如，曾報道α，β不飽和環(huán)酮-芹菜酮是由香芹醇通過脫氫酶催化得到的，該方法的產(chǎn)率很高。當(dāng)釀酒酵母或脫氫酶存在時，短鏈脂肪酮容易被高選擇性還原。來自乳酸桿菌的乙醛脫氫酶α，β，Υ二酮對稱結(jié)構(gòu)的選擇性還原具有多種催化功能，可將其轉(zhuǎn)化為響應(yīng)的羥基酮或二醇。一些類型的無生物具有區(qū)域選擇性和對稱選擇性轉(zhuǎn)化二酮物質(zhì)為羥基酮類物質(zhì)的功能。Fimgi已經(jīng)成功應(yīng)用微生物不對稱催化了萜烯酮物質(zhì)。光學(xué)活性醇被應(yīng)用于各種工業(yè)中。萜烯酮類物質(zhì)作為生產(chǎn)香料的起始原料已經(jīng)引起了足夠的關(guān)注，以及相對低的價格而得到廣泛的應(yīng)用。獲得蒈烯羰基化衍生物的主要方法是利用金屬離子作為催化劑通過氧氣自動氧化得到。產(chǎn)量和反應(yīng)程度由所用的催化劑和底物化學(xué)計量決定。本發(fā)明研究了以(-)-3-蒈烯-2，5 二酮和(+)-3-蒈烯-5-酮為底物利用黑曲霉、海洋鏈霉菌等生物催化，通過轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到本發(fā)明的香料物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容[要解決的技術(shù)問題]本發(fā)明的目的是提供一種3，6，6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料制備方法。本發(fā)明的另一個目的是提供3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料的用途。[技術(shù)方案]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明涉及一種3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料的制備方法。3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料制備方法的步驟如下A、培養(yǎng)基制備將15-25重量份葡萄糖、2-8重量份酵母提取物、2_8重量份蛋白胨、2_8重量份氯化鈉和2-8重量份磷酸氫二鈉溶于800-1200重量份蒸餾水中，然后放入滅菌鍋內(nèi)進行滅菌，得到一種培養(yǎng)基；酵母提取物制備方法通常是酵母經(jīng)破壁，提取其蛋白質(zhì)、核酸、維生素等，然后用生物酶解方法將它們降解成小分子氨基酸、肽、核苷酸、維生素等天然活性物質(zhì)。酵母提取物中氨基酸含量是30%以上，總蛋白50%以上，核苷酸10%以上，主要應(yīng)用于食品、調(diào)味品、化妝品等領(lǐng)域。本發(fā)明使用的酵母提取物是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如上海滬宇生物科技有限公司、杭州綠天生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。蛋白胨是將肉、酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外觀呈淡黃色的粉劑，具有肉香的特殊氣息。蛋白胨富含有機氮化合物、一些維生素和糖類。它能為微生物提供C源、N源、生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)。它在抗生素、醫(yī)藥工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、生化制品及微生物學(xué)等領(lǐng)域中有非常廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明使用的蛋白胨是一種目前市場上廣泛銷售的產(chǎn)品， 例如世界科技領(lǐng)先生物工程公司、上海匯合生物科技有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。優(yōu)選地，所述培養(yǎng)基是將18-22重量份葡萄糖、4-6重量份酵母提取物、4_6重量份蛋白胨、4-6重量份氯化鈉和4-6重量份磷酸氫二鈉溶于800-1200重量份蒸餾水中得到的。所述的培養(yǎng)基在溫度121°C與壓力0. IMPa的條件下進行滅菌0. 2-0.釙。B、菌種培養(yǎng)步驟A得到的培養(yǎng)基在無菌條件下接入黑曲霉或海洋鏈霉菌，然后在恒溫?fù)u床上在溫度與轉(zhuǎn)速160rpm的條件下培養(yǎng)對-2他，得到黑曲霉或海洋鏈霉菌的種子培養(yǎng)液。所述的黑曲霉是由上海丹曦化工科技有限公司以商品名“黑曲霉”銷售的，所述海洋鏈霉菌是從自中國科學(xué)院微生物研究所以名稱“海洋鏈霉菌”購入的。它們的接種量是以所述的培養(yǎng)基重量計0. 01-0. 03%。優(yōu)選地，在培養(yǎng)基中接入黑曲霉和海洋鏈霉菌的混合菌種，它們的菌種量的比是 1 1 3 1。人們知道，恒溫?fù)u床具有不銹鋼萬用夾具、數(shù)顯控溫、無級調(diào)速和良好的熱循環(huán)功能，是一種多用途的生化器，是植物、生物、微生物、遺傳、病毒、環(huán)保、醫(yī)學(xué)等科研，教育和生產(chǎn)部門作精密培養(yǎng)制備不可缺少的實驗室設(shè)備。本發(fā)明使用的恒溫?fù)u床是一種在目前市場上普遍銷售的產(chǎn)品，例如金壇市華城開元實驗儀器廠、常州科邁實驗儀器有限公司生產(chǎn)的
女口
廣 PFt ο優(yōu)選地，所述的黑曲霉或海洋鏈霉菌在溫度與轉(zhuǎn)速160rpm的條件下培養(yǎng) 25-26h0C、加入底物生物催化往步驟B得到的種子培養(yǎng)液中加入反應(yīng)底物⑴-3-蒈烯-5-酮，該反應(yīng)底物與所述種子培養(yǎng)液的重量比是1 1600-2400，然后繼續(xù)在恒溫?fù)u床上在溫度與轉(zhuǎn)速 160rpm的條件下培養(yǎng)6-8天，然后停止培養(yǎng)，滅菌，得到滅菌培養(yǎng)物；孫小玲等人在中國專利申請CN 200810207317中公開了反應(yīng)底物(+)-3-蒈烯-5-酮的制備方法。本發(fā)明使用的(+)-3-蒈烯-5-酮是一種在目前市場上銷售的產(chǎn)品。優(yōu)選地，反應(yīng)底物(+)-3-蒈烯-5-酮與所述種子培養(yǎng)液的重量比是1 1800-2200。優(yōu)選地，反應(yīng)底物(+)-3-蒈烯-5-酮與所述種子培養(yǎng)液在恒溫?fù)u床上在溫度與轉(zhuǎn)速160rpm的條件下培養(yǎng)6-7天。這里，所述的滅菌是在溫度121°C與壓力0. IMPa的條件下滅菌0. 2-0. 5h。D、提取分離步驟C得到的滅菌培養(yǎng)物用乙醚在室溫與其滅菌培養(yǎng)物與乙醚體積比1 2-4的條件下進行液液萃取1-3次，合并萃取液在減壓下濃縮，直至得到以步驟C的滅菌培養(yǎng)物體積計2-6%的濃縮液，然后經(jīng)凝膠層析和GC/MS檢測，確定得到3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮。所述的減壓濃縮是在溫度20_30°C與0. 01-0. 05MPa的條件下進行的。所述的GC/MS采用下述條件TRACE TR_530mX0. 53mm柱，檢測條件氦氣載氣、載氣流速1. OmL/min、分流比為1 20 ；程序升溫，起始溫度80°C，以5°C /min升溫速度升至200°C，然后以25°C /min速度升溫至300°C，保持5分鐘；進樣口溫度200°C、檢測器溫度300 "C。檢測結(jié)果證明，采用本發(fā)明制備方法得到的產(chǎn)物是3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮。本發(fā)明還涉及3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料在煙草制品中的用途。3，6，6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料在煙草制品中的含量是以該煙草制品總重量計0. 01-0. 10
重量％。優(yōu)選地，所述化合物在煙草制品中的含量是以該煙草制品總重量計0. 04-0. 08%。在生產(chǎn)所述的煙草制品時，可以依照常規(guī)加香工藝程序，將本發(fā)明制得的3，6，6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料按照煙草制品重量的0. 01% 0. 10%噴灑在煙絲或涂布在煙草薄片上，然后在恒溫恒濕箱(相對濕度60% 士 5%，溫度22°C 士 2°C)中平衡48小時，再打煙或切絲打煙制成煙支。然后，讓由上海華寶香精香料有限公司的五位調(diào)香師組成的評吸小組采用盲評的方法進行感官評吸鑒定。感官評吸的內(nèi)容主要是香氣質(zhì)與量、諧調(diào)性、雜氣、刺激、勁頭和余味等幾個方面。本發(fā)明的有益效果是通過生物催化轉(zhuǎn)化法獲得了制備出了一種新型的香料產(chǎn)品，該產(chǎn)品屬于天然香料范疇，未來具有廣闊的市場前景。此外，該工藝技術(shù)能耗低，污染小，轉(zhuǎn)化率高；且設(shè)備投入少，生產(chǎn)成本低，附加值高，利于工業(yè)化等特點，符合國家節(jié)能環(huán)保的發(fā)展方向。
具體實施方式通過下述實施例將會更好地理解本發(fā)明。實施例1 本發(fā)明3，6，6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料的制備該實施例制備方法的步驟如下A、培養(yǎng)基制備將18重量份葡萄糖、6重量份酵母提取物、6重量份蛋白胨、6重量份氯化鈉和6重量份磷酸氫二鈉溶于1000重量份蒸餾水中，然后放入由江蘇民和機械制造有限公司生產(chǎn)的滅菌鍋內(nèi)在溫度121°c與壓力0. IMPa的條件下進行滅菌0.池，得到一種培養(yǎng)基；
B、菌禾中培養(yǎng)步驟A)得到的培養(yǎng)基在無菌條件下接入黑曲霉(Aspergillus niger)(來自上海丹曦化工科技有限公司購入)和海洋鏈霉菌(自中國科學(xué)院微生物研究所購入)菌種按照 1 1混合，其接種量是以所述的培養(yǎng)基重量計0.01%，然后在金壇市華城開元實驗儀器廠生產(chǎn)的恒溫?fù)u床上在溫度與轉(zhuǎn)速160rpm的條件下培養(yǎng)Mh，得到黑曲霉種子培養(yǎng)液；C、加入底物生物催化往步驟B)得到的種子培養(yǎng)液中加入反應(yīng)底物(+)-3-蒈烯-5-酮，該反應(yīng)底物與所述種子培養(yǎng)液的重量比是1 1800，然后繼續(xù)在該恒溫?fù)u床上在溫度與轉(zhuǎn)速160rpm 的條件下培養(yǎng)6天，然后停止培養(yǎng)，滅菌，得到滅菌培養(yǎng)物151ml ；D、提取分離步驟C得到的滅菌培養(yǎng)物用乙醚在室溫與其滅菌培養(yǎng)物與乙醚體積比1 3的條件下進行液液萃取2次，合并萃取液在減壓下濃縮得到SmL濃縮液，GC/MS方法進行檢測， 由檢測結(jié)果確認(rèn)得到的產(chǎn)物是3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮。將制得的3，6，6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料按照煙草制品重量的0. 05%噴灑在煙絲上，然后在恒溫恒濕箱(相對濕度60% 士5%，溫度22°C 士2°C)中平衡48小時，再煙制成煙支。然后采用本說明書描述的感官評吸方法進行評吸，其結(jié)果是如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種3，6，6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料的制備方法，其特征在于該制備方法的步驟如下A、培養(yǎng)基制備以重量份計，將15-25份葡萄糖、2-8份酵母提取物、2-8份蛋白胨、2_8份氯化鈉和2_8 份磷酸氫二鈉溶于800-1200份蒸餾水中，滅菌后得到一種培養(yǎng)基；B、菌種培養(yǎng)步驟A得到的培養(yǎng)基在無菌條件下接入黑曲霉或海洋鏈霉菌，其接種量是以所述的培養(yǎng)基重量計0. 01-0. 03%，然后在恒溫?fù)u床上在溫度26-30°C與轉(zhuǎn)速160rpm的條件下培養(yǎng) Μ-2 !，得到黑曲霉或海洋鏈霉菌的種子培養(yǎng)液；C、加入底物生物催化往步驟B得到的種子培養(yǎng)液中加入反應(yīng)底物(+) -3-蒈烯-5-酮，該反應(yīng)底物與所述種子培養(yǎng)液的重量比是1 1600-2400，然后繼續(xù)在恒溫?fù)u床上在溫度沈-301與轉(zhuǎn)速160rpm 的條件下培養(yǎng)6-8天，停止培養(yǎng)后滅菌，得到滅菌培養(yǎng)物；D、提取分離步驟C得到的滅菌培養(yǎng)物用乙醚在室溫下進行液液萃取1-3次，所述滅菌培養(yǎng)物與乙醚體積比1 2-4，合并的萃取液在減壓下進行濃縮，直至得到以步驟C的滅菌培養(yǎng)物體積計2-6%的濃縮液，然后經(jīng)凝膠層析和GC/MS檢測，確定得到3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于在步驟A中，所述培養(yǎng)基是將18-22份葡萄糖、4-6份酵母提取物、4-6份蛋白胨、4-6份氯化鈉和4-6份磷酸氫二鈉溶于800-1200 份蒸餾水中得到的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的培養(yǎng)基在溫度121°C與壓力 0. IMPa的條件下進行滅菌0. 2-0. 5h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于在培養(yǎng)基中接入黑曲霉和海洋鏈霉菌的混合菌種，所述黑曲霉和海洋鏈霉菌的菌種量的比是1 3 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于在步驟C中，反應(yīng)底物(+)-3-蒈烯-5-酮與所述種子培養(yǎng)液的重量比是1 1800-2200。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于在步驟D中，所述的減壓濃縮是在溫度 20-30°C與0. 01-0. 05MPa的條件下進行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的GC/MS采用下述條件=TRACE TR-530mX0. 53mm柱，檢測條件氦氣載氣、載氣流速1. OmL/min、分流比為1 20 ；程序升溫，起始溫度80°C，以5°C /min升溫速度升至200°C，然后以25°C /min速度升溫至300°C， 保持5分鐘；進樣口溫度20(TC、檢測器溫度300°C。
8.3，6，6_三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料在煙草制品中的用途，其特征在于它含有以該煙草制品總重量計0. 01-0. 10重量％所述的化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用途，其特征在于所述的煙草制品是卷煙、雪茄煙、煙絲或復(fù)烤煙葉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種3，6，6-三甲基環(huán)庚-2-烯-1-酮香料的制備方法，還涉及所述化合物的用途。該制備方法包括培養(yǎng)基制備、菌種培養(yǎng)、加入底物生物催化與提取分離等步驟。本發(fā)明的有益效果是通過生物催化轉(zhuǎn)化法獲得了制備出了一種新型的香料產(chǎn)品，該產(chǎn)品屬于天然香料范疇，未來具有廣闊的市場前景。此外，該工藝技術(shù)能耗低，污染小，轉(zhuǎn)化率高；且設(shè)備投入少，生產(chǎn)成本低，附加值高，利于工業(yè)化等特點，符合國家節(jié)能環(huán)保的發(fā)展方向。
文檔編號C12R1/685GK102559831SQ20111043728
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日 公開號201110437284.發(fā)明者施友鐘, 沈彥文 申請人:華寶食用香精香料(上海)有限公司