生物催化法生产2-苯乙醇的研究现状

Bioprocess 生 物 过 程, 2012, 2, 89-97 http://dx.doi.org/10.12677/bp.2012.22015 Published Online June 2012 (http://www.hanspub.org/journal/bp) The Study of Biotechnological Production of 2-Phenylethanol * Mingle Cao 2, Xinglin Jiang 1, Haibo Zhang 1, Mo Xian 1, Feng Huang 2 1 Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 2 State Key Laboratory of Microbial Technology, Shandong University, Ji nan Email: zhanghb@qibebt.ac.cn Received: Feb. 21st, 2012; revised: Mar. 14th, 2012; accepted: Mar. 24th, 2012 Abstract: 2-Phenylethanol (β-phenylethanol) is aromatic flavour and fragrance compound with an elegant, fine, endure, rose-like odour. It can be used as additives in perfume, cosmetic, food industries. It also can be used as pharmaceutical intermediates and fine chemicals. So far, 2-PE is mainly produced chemically. The biosynthesis of 2-PE is receiving more attentions, because of its low energy consumption, environmentally friendly, and the demand for the natural 2-PE. This review introduces the production of 2-PE especially the biosynthesis method, metabolic pathway, and fermentation method. Keywords: 2-Phenylethanol; Spices; Bio-Catalytic; Ehrlich Pathway; ISPR * 生 物 催 化 法 生 产 2- 苯 乙 醇 的 研 究 现 状 曹 明 乐 2, 姜 兴 林 1, 张 海 波 1, 咸 漠 1, 黄 峰 1 中 国 科 学 院 青 岛 生 物 能 源 与 过 程 研 究 所, 青 岛 2 山 东 大 学 微 生 物 技 术 国 家 重 点 实 验 室, 济 南 Email: zhanghb@qibebt.ac.cn 收 稿 日 期 :2012 年 2 月 21 日 ; 修 回 日 期 :2012 年 3 月 14 日 ; 录 用 日 期 :2012 年 3 月 24 日 摘 要 :2- 苯 乙 醇 (2-Phenylethanol) 也 叫 β- 苯 乙 醇, 英 文 简 称 2-PE, 具 有 淡 雅 细 腻 持 久 玫 瑰 香 味 的 芳 香 族 香 气 物 质 2- 苯 乙 醇 可 以 作 为 香 料 广 泛 应 用 于 香 水 化 妆 品 食 品 等 行 业, 此 外 2- 苯 乙 醇 在 医 药 中 间 体 及 精 细 化 工 等 行 业 也 有 重 要 的 开 发 价 值 目 前 2- 苯 乙 醇 主 要 是 通 过 化 学 方 法 合 成, 生 物 催 化 法 具 有 能 耗 低 环 境 污 染 小 及 人 们 对 天 然 产 品 的 要 求 也 越 来 越 高 使 得 生 物 催 化 法 来 合 成 天 然 的 2- 苯 乙 醇 受 到 越 来 越 多 的 重 视 本 综 述 主 要 介 绍 了 2- 苯 乙 醇 的 合 成 现 状, 并 且 着 重 对 生 物 合 成 方 法 代 谢 途 径 及 当 前 发 酵 方 法 优 缺 点 进 行 了 论 述 关 键 词 :2- 苯 乙 醇 ; 香 料 ; 生 物 催 化 ; 艾 利 氏 途 径 ; 原 位 萃 取 2 1. 引 言 2- 苯 乙 醇 是 一 种 具 有 玫 瑰 花 香 味 的 芳 香 醇 [1], 中 文 名 称 有 :β- 苯 乙 醇, 苯 乙 醇, 苄 基 甲 醇,β- 苯 基 乙 醇,2- 苯 基 乙 醇 ; 英 文 名 称 有 :Phenethyl alcohol, Benzeneethanol, 2-Phenylethanol, 2-Phenylethyl alcohol,β-phenylethanol,β-phenylethyl alcohol,benzyl * 基 金 项 目 :Y112131105,Y2008B43 -carbinol,β-hydroxyethylbenzene 2- 苯 乙 醇 最 早 是 作 为 玫 瑰 花 中 特 征 性 的 香 气 化 合 物 被 发 现 的 [2] 在 大 马 士 革 玫 瑰 的 香 精 油 中,2- 苯 乙 醇 占 到 其 总 挥 发 物 含 量 的 60% 以 上 [3] 2- 苯 乙 醇 由 于 具 有 玫 瑰 花 的 芳 香 而 备 受 人 们 欢 迎 和 喜 爱, 使 2- 苯 乙 醇 成 为 在 香 水 和 化 妆 品 行 业 中 应 用 最 广 泛 的 香 料 化 合 物 [4] 此 外,2- 苯 乙 醇 还 作 为 香 精 广 泛 应 用 在 食 品 行 业 中, 如 饮 料 面 包 饼 干 口 香 糖 等 Copyright 2012 Hanspub 89

据 估 计 在 1990 年 全 球 市 场 对 2- 苯 乙 醇 的 销 售 量 大 约 为 7000 t a 1[5] 目 前 市 场 上 的 2- 苯 乙 醇 主 要 是 靠 化 学 合 成 方 法 生 产 的, 但 由 于 2- 苯 乙 醇 的 应 用 领 域 而 使 人 们 更 倾 向 于 使 用 天 然 来 源 的 2- 苯 乙 醇 ; 而 且 利 用 标 记 为 天 然 的 原 材 料 来 合 成 的 2- 苯 乙 醇 价 格 要 远 高 于 化 学 法 合 成 的 2- 苯 乙 醇 其 差 别 在 于 生 产 方 法 不 同, 在 欧 美 国 家 标 记 为 天 然 的 香 料 在 生 产 时 必 须 利 用 天 然 原 材 料 通 过 物 理 方 法, 酶 催 化 方 法 及 微 生 物 转 化 法 来 生 产 [6] 在 2002 年 全 球 天 然 2- 苯 乙 醇 的 全 球 市 场 销 售 只 有 0.5 t, 其 价 格 在 US $1000 kg 1 左 右 [1,7] 这 篇 综 述 将 从 2- 苯 乙 醇 的 生 产 方 法 生 物 合 成 生 理 学 作 用 以 及 应 用 等 方 面 对 2- 苯 乙 醇 进 行 详 细 的 总 结 2. 苯 乙 醇 的 性 质 及 化 学 合 成 法 2.1. 2- 苯 乙 醇 的 性 质 2- 苯 乙 醇 的 分 子 式 为 C 8 H 10 O, 分 子 量 122.17, 外 观 呈 无 色 至 淡 黄 色 液 体, 色 泽 不 超 过 4 号 色 标 具 有 新 鲜 面 包 香 清 甜 的 玫 瑰 样 花 香, 易 溶 于 醇 醚, 一 升 水 中 大 约 能 够 溶 解 19 g 苯 乙 醇 其 在 空 气 中 的 嗅 觉 阀 值 为 12~24 ng/l, 在 水 中 时 嗅 觉 阀 值 在 1000 µg/l 左 右 2.2. 化 学 法 合 成 2- 苯 乙 醇 化 学 法 合 成 2- 苯 乙 醇 主 要 有 三 条 路 线 第 一 条 是 以 苯 乙 烯 为 原 料 合 成 2- 苯 乙 醇 首 先 是 将 苯 乙 烯 氧 化 为 环 氧 苯 乙 烷, 然 后 环 氧 苯 乙 烷 在 铂 等 催 化 剂 催 化 下 加 氢 生 成 2- 苯 乙 醇 [8] 第 二 条 是 以 苯 为 原 料 的 Friedel- Craft 反 应 苯 和 环 氧 乙 烷 在 以 氯 化 铝 为 催 化 剂 条 件 下 反 应, 最 后 反 应 产 物 水 解 生 成 2- 苯 乙 醇 这 个 反 应 在 1925 年 最 先 由 Schaarschmidt 发 现 [9] 这 两 条 路 线 图 如 图 1 所 示 第 三 种 方 法 是 回 收 氧 化 丙 烯 的 副 产 物 在 低 于 环 境 压 力 下, 于 150 ~250 之 间 时 用 无 机 强 酸 对 氧 化 丙 烯 的 残 余 副 产 物 进 行 脱 水, 可 以 产 生 苯 乙 烯 并 回 收 得 到 2- 苯 乙 醇 [1] 化 学 法 合 成 的 2- 苯 乙 醇 产 品 纯 度 较 低, 纯 化 难 度 较 大, 产 物 中 往 往 混 合 一 些 难 以 除 去 的 副 产 物 以 及 有 毒 有 害 的 重 金 属 催 化 剂 等 杂 质, 达 不 到 食 品 级 的 要 求 如 果 进 行 进 一 步 的 分 离 纯 化 又 会 大 大 增 加 生 产 成 本, 而 且 往 往 效 果 很 不 理 想 而 且 化 学 催 化 底 物 转 化 率 低, 常 需 要 高 温 高 压 等 苛 刻 的 工 业 条 件, 对 设 备 的 要 求 较 高 化 学 法 合 成 的 2- 苯 乙 醇 达 不 到 欧 洲 和 美 国 食 品 药 品 管 理 局 的 天 然 标 准, 因 此 产 品 售 价 低 廉, 市 场 竞 争 力 弱 2008 年 1 月 份 化 学 合 成 的 2- 苯 乙 醇 国 际 市 场 价 格 为 5.5 美 元 [11], 价 格 不 到 天 然 2- 苯 乙 醇 的 百 分 之 一 3. 苯 乙 醇 的 天 然 来 源 及 生 理 学 作 用 3.1. 2- 苯 乙 醇 的 天 然 来 源 天 然 2- 苯 乙 醇 主 要 存 在 于 花 类 和 一 些 植 物 的 香 精 油 中, 比 如 玫 瑰 康 乃 馨 风 信 子 苹 果 香 蕉 杏 仁 桃 梨 草 莓 可 可 茉 莉 花 阿 勒 颇 松 树 水 仙 花 橙 花 铃 兰 天 竺 葵 百 合 花 茶 叶 和 烟 草 等, 在 蜂 蜜 中 也 含 有 2- 苯 乙 醇 但 是 天 然 2- 苯 乙 醇 在 植 物 中 含 量 极 少, 只 有 在 玫 瑰 花 的 玫 瑰 精 油 中 含 量 较 高, 在 一 些 品 种 的 玫 瑰 花 中,2- 苯 乙 醇 的 含 量 甚 至 可 以 达 到 玫 瑰 精 油 总 量 的 一 半 以 上 目 前 生 产 天 然 2- 苯 乙 醇 主 要 有 两 种 方 法, 一 种 是 较 古 老 的 方 法, 即 直 接 从 植 物 的 香 精 油 中 提 取 ; 另 一 种 是 以 细 胞 为 生 物 催 化 剂, 在 生 物 反 应 器 中 生 产 其 中, 前 者 必 须 从 (styrene oxide, 环 氧 苯 乙 烷 ;2-phenylethanol,2- 苯 乙 醇 ;1-phenylethanol,1- 苯 乙 醇 ;phenylacetaldehyde, 苯 乙 醛 ) [10] Figure 1. Styrene oxide reduction for 2-PE synthesis and the main product. Friedel-Craft reaction for 2-PE synthesis [1] [1] 图 1. 环 氧 苯 乙 烷 催 化 加 氢 反 应 的 主 要 产 物 合 成 2- 苯 乙 醇 的 Friedel-Craft 反 应 90 Copyright 2012 Hanspub

玫 瑰 花 植 物 体 内 提 取, 受 到 原 材 料 供 给 和 价 格 的 影 响, 产 品 生 产 呈 现 季 节 性 特 点 而 导 致 较 高 的 成 本, 并 且 产 品 产 量 很 低 远 远 满 足 不 了 市 场 需 求 而 使 用 微 生 物 催 化 法 来 替 代 从 植 物 中 直 接 提 取 可 以 大 大 的 降 低 生 产 的 成 本 后 者 主 要 有 两 种 生 物 细 胞 催 化 法, 目 前 最 常 用 的 就 是 以 酵 母 细 胞 为 生 物 催 化 剂, 通 过 Ehrlich 途 径 以 L- 苯 丙 氨 酸 为 底 物 来 生 产 2- 苯 乙 醇 [12] ; 另 一 条 在 日 本 相 关 文 献 中 报 道 较 多 的 途 径 是 以 玫 瑰 花 植 物 原 生 质 体 通 过 莽 草 酸 途 径 来 合 成 2- 苯 乙 醇 [13] 3.2. 2- 苯 乙 醇 的 生 理 学 作 用 3.2.1. 抗 菌 活 性 在 1962 年 Berrah 等 人 就 已 经 发 现 0.25% 浓 度 的 2- 苯 乙 醇 就 能 明 显 抑 制 革 兰 氏 阴 性 菌 的 生 长, 抑 制 机 制 是 2- 苯 乙 醇 能 够 抑 制 菌 体 中 DNA 的 合 成 [14] 1967 年 Silver 等 人 对 E. coli 进 行 的 研 究 表 明,2- 苯 乙 醇 抑 制 机 制 是 能 够 使 细 胞 的 渗 透 性 屏 障 崩 溃, 首 先 是 使 细 胞 膜 崩 解, 改 变 细 胞 膜 功 能, 随 后 才 是 抑 制 核 酸 合 成 和 其 它 的 细 胞 功 能 [15] 1982 年 Sasser 等 人 的 实 验 表 明, 1.024 g/l 以 上 浓 度 的 2- 苯 乙 醇 可 以 明 显 抑 制 烟 草 中 Pseudomonas pisi 的 菌 体 活 性 [16] 2003 年 Fraud 更 进 一 步 研 究 了 2- 苯 乙 醇 对 革 兰 氏 阴 性 菌, 球 菌 和 杆 菌 的 抑 制 [17] 2- 苯 乙 醇 植 物 果 实 鲜 花 等 有 保 护 作 用, 机 制 是 2- 苯 乙 醇 能 抑 制 植 物 中 病 害 菌 的 生 长, 随 后 Mo 等 人 的 研 究 证 实 了 2- 苯 乙 醇 在 草 莓 保 藏 中 的 抗 菌 保 鲜 机 制 [18] 总 结 出 2- 苯 乙 醇 的 抗 菌 机 制 是 首 先 使 细 胞 的 渗 透 性 屏 障 细 胞 膜 崩 解, 使 细 胞 质 外 流, 丧 失 细 胞 活 力, 然 后 进 一 步 影 响 胞 内 功 能, 抑 制 核 酸 合 成 等, 最 终 导 致 细 胞 裂 解 死 亡 2- 苯 乙 醇 对 许 多 病 害 菌 都 能 进 行 有 效 的 抑 制, 这 些 特 性 可 以 使 其 应 用 在 医 药 等 行 业 中 作 为 抗 菌 物 质 来 取 代 人 工 合 成 的 杀 菌 剂 和 消 毒 剂 等 3.2.2. 植 物 生 长 发 育 中 作 用 近 年 来 发 现,2- 苯 乙 醇 在 植 物 的 生 长 发 育 过 程 中 还 具 有 促 进 繁 殖 抗 菌 保 护 植 物 等 生 物 学 功 能 [2] 目 前 已 经 对 玫 瑰 花 中 以 L- 苯 丙 氨 酸 为 原 料 合 成 2- 苯 乙 醇 的 两 个 关 键 酶,PLP 依 赖 的 脱 羧 酶 和 苯 乙 醛 脱 氢 酶 进 行 了 研 究 [19] 对 玫 瑰 中 通 过 莽 草 酸 途 径 合 成 2- 苯 乙 醇 的 机 制 也 进 行 了 阐 明 [13] 在 玫 瑰 花 和 许 多 其 它 花 类 以 及 成 熟 的 果 实 中 的 2- 苯 乙 醇 散 发 的 香 味 能 够 吸 引 昆 虫, 其 作 用 于 其 传 粉 和 传 播 种 子 有 关 [20] 玫 瑰 等 花 类 合 成 的 2- 苯 乙 醇 一 方 面 能 作 为 抗 菌 等 物 质 来 提 高 自 身 的 免 疫 力, 抵 抗 病 虫 害 等, 提 高 其 生 存 能 力 另 一 方 面,2- 苯 乙 醇 所 具 有 的 香 味 能 够 引 诱 昆 虫 来 帮 助 植 物 完 成 授 粉 和 传 播 种 子, 促 进 其 繁 殖 后 代 两 方 面 的 作 用 都 能 增 加 植 物 的 生 存 能 力, 表 明 2- 苯 乙 醇 不 仅 是 人 们 所 需 要 的 香 料 物 质, 在 自 然 界 中 也 是 扮 演 着 和 重 要 的 角 色 3.2.3. 药 理 学 作 用 2- 苯 乙 醇 不 仅 具 有 抗 菌 活 性, 而 且 其 衍 生 物 苯 乙 醇 苷 具 有 药 用 价 值, 近 年 来 许 多 研 究 表 明, 该 类 化 合 物 具 有 抗 菌 抗 炎 抗 病 毒 抗 肿 瘤 抗 氧 化 免 疫 调 节 增 强 记 忆 保 肝 强 心 等 作 用, 尤 其 以 抗 菌 活 性 最 为 显 著 [21] 李 刚 等 人 的 研 究 表 明 苯 乙 醇 苷 有 助 于 小 鼠 精 子 的 体 外 抗 氧 化 作 用 [22] 人 体 内 的 致 病 菌 主 要 为 原 核 生 物,2- 苯 乙 醇 的 抑 菌 活 力 也 主 要 限 制 于 革 兰 氏 阴 性 菌, 因 此 可 以 有 选 择 的 作 用 于 致 病 菌, 应 用 于 医 药 行 业 来 替 代 部 分 抗 生 素, 解 决 细 菌 的 耐 药 性 问 题 在 许 多 药 物 中 都 含 有 2- 苯 乙 醇 衍 生 物 的 有 效 成 分, 其 它 种 类 的 衍 生 物 的 药 用 价 值 也 在 不 断 的 发 现 随 着 2- 苯 乙 醇 在 医 学 中 生 理 功 能 研 究 的 深 入, 以 及 药 理 学 机 制 的 阐 明, 其 在 医 药 行 业 也 将 发 挥 更 大 的 作 用, 更 好 的 造 福 人 类 4. 苯 乙 醇 生 物 合 成 的 研 究 现 状 4.1. 从 玫 瑰 精 油 中 直 接 提 取 2- 苯 乙 醇 最 早 是 从 玫 瑰 花 的 精 油 中 发 现 的, 因 此 最 简 单 的 方 法 就 是 直 接 从 玫 瑰 花 的 精 油 中 直 接 提 取 然 而 玫 瑰 花 的 产 量 有 限, 例 如 1993 年 全 国 年 产 玫 瑰 花 100 多 万 Kg, 可 提 供 玫 瑰 油 40 Kg, 但 是 上 海 日 化 公 司 一 家 年 需 要 玫 瑰 油 就 达 50 Kg 以 上 [23] 从 玫 瑰 花 等 植 物 中 直 接 提 取 2- 苯 乙 醇 的 原 料 价 格 非 常 高 昂 提 取 天 然 2- 苯 乙 醇 的 原 料 玫 瑰 精 油 国 际 市 场 的 价 格 就 已 高 达 3500~6000 美 元 /Kg [24] 从 玫 瑰 精 油 中 直 接 提 取 受 原 材 料 供 应 的 限 制 利 用 玫 瑰 为 原 材 料 直 接 提 取 先 天 不 足, 产 量 低, 原 料 来 源 困 难 以 及 生 产 无 法 实 现 可 持 续 从 玫 瑰 精 油 中 直 接 提 取 2- 苯 乙 醇 无 法 进 行 大 规 模 的 产 业 化 生 产, 无 法 满 足 日 益 增 长 的 市 场 需 求, 因 此 必 须 寻 找 其 它 替 代 途 径 利 用 微 生 物 催 化 法 生 产 成 本 较 低, 可 以 实 现 小 规 模 的 可 持 续 发 酵 生 产, 而 且 发 酵 周 期 短, 产 品 产 量 高 Copyright 2012 Hanspub 91

4.2. 由 植 物 细 胞 合 成 2- 苯 乙 醇 2- 苯 乙 醇 在 玫 瑰 花 中 含 量 较 高, 因 此 可 以 利 用 玫 瑰 的 植 物 细 胞 培 养 来 合 成 2- 苯 乙 醇, 但 是 产 量 一 般 非 常 低, 而 且 培 养 周 期 较 长, 限 制 了 其 工 业 化 应 用 Banthorpe 等 人 用 大 马 士 革 玫 瑰 培 养 来 合 成 2- 苯 乙 醇 的 产 量 只 有 0.013 mg/kg [25] 利 用 植 物 细 胞 作 为 生 物 催 化 剂 来 合 成 2- 苯 乙 醇 的 方 法 在 日 本 研 究 较 多, 主 要 利 用 玫 瑰 花 的 细 胞 为 催 化 剂 来 合 成 2- 苯 乙 醇 [13,19] 植 物 细 胞 的 培 养 条 件 更 加 苛 刻, 应 用 时 使 用 其 原 生 质 体, 植 物 细 胞 的 培 养 难 以 做 到 无 菌 培 养, 生 产 周 期 较 长 而 且 由 于 2- 苯 乙 醇 是 植 物 细 胞 的 副 产 物, 因 此 产 量 低 代 谢 活 力 不 高, 以 植 物 细 胞 的 原 生 质 体 来 合 成 2- 苯 乙 醇 目 前 还 处 于 实 验 探 索 阶 段, 距 离 工 业 化 应 用 尚 需 时 日 必 须 寻 找 更 为 有 效 的 转 化 方 法 使 用 微 生 物 催 化 合 成 法 可 以 同 时 克 服 从 玫 瑰 精 油 中 直 接 提 取 时 成 本 高 昂 受 原 材 料 产 量 影 响 等 原 因 不 能 满 足 广 大 的 市 场 需 求 和 化 学 法 合 成 时 产 品 含 有 毒 杂 质 价 格 低 廉 的 缺 点 微 生 物 法 合 成 的 2- 苯 乙 醇 香 味 纯 正, 不 含 各 种 受 到 限 制 的 杂 质, 产 量 高, 有 利 于 进 行 工 业 化 生 产, 成 本 低 廉, 利 润 空 间 巨 大 4.3. 微 生 物 法 合 成 2- 苯 乙 醇 生 物 法 合 成 的 2- 苯 乙 醇 被 欧 洲 和 美 国 的 食 品 管 理 局 标 记 为 天 然 产 品, 使 其 具 有 了 很 强 的 市 场 竞 争 力 [26] 利 用 微 生 物 合 成 的 产 品 生 产 成 本 低, 产 量 高, 所 获 得 的 产 品 纯 度 较 高 以 及 不 含 有 有 毒 有 害 杂 质, 而 且 生 产 不 受 天 气 和 原 料 供 应 的 影 响 和 符 合 天 然 的 规 定, 因 此 利 用 微 生 物 法 来 合 成 2- 苯 乙 醇 是 当 今 国 际 国 内 发 展 趋 势 微 生 物 在 合 成 主 产 物 2- 苯 乙 醇 时, 一 些 副 产 物 如 苯 乙 醛 等 也 是 重 要 的 香 料 [27] 能 够 合 成 2- 苯 乙 醇 的 微 生 物 主 要 是 酵 母 属, 但 是 也 有 细 菌 如 肠 杆 菌 属 等 能 利 用 葡 萄 糖 从 头 合 成 2- 苯 乙 醇 通 过 生 物 技 术 来 生 产 2- 苯 乙 醇 比 较 常 用 的 技 术 是 通 过 与 菌 体 生 长 相 关 联 的 生 物 催 化 法, 即 使 用 酵 母 菌 经 由 Ehrlich 途 径 利 用 L- 苯 丙 氨 酸 (L-Phe) 来 合 成 2- 苯 乙 醇 [28-30] 然 而, 酵 母 利 用 L- 苯 丙 氨 酸 来 生 产 2- 苯 乙 醇 时,2- 苯 乙 醇 在 浓 度 较 高 时 可 能 对 细 胞 产 生 抑 制 作 用 而 降 低 其 产 量 [31,32] 据 文 献 报 道 在 以 酵 母 催 化 合 成 2- 苯 乙 醇 时,2.5 g/l 的 2- 苯 乙 醇 就 能 抑 制 75% 的 酵 母 生 长,3 g/l 的 2- 苯 乙 醇 几 乎 可 以 抑 制 全 部 酵 母 的 生 长 [33], 产 物 对 菌 株 的 抑 制 作 用 限 制 了 产 物 产 量 的 进 一 步 提 高 Fabre 等 人 用 Kluyveromyces marxianus 通 过 分 批 培 养 生 产 2- 苯 乙 醇 时 最 高 浓 度 达 到 1.4 g/l [4] Albertazzi 等 人 利 用 Hansenula anomala 菌 株 生 产 2- 苯 乙 醇 最 高 产 量 达 到 了 1.73 g/l [34] Seward 和 Stark 等 人 用 不 同 的 Saccharomyces cerevisiae 菌 株 分 批 发 酵 产 2- 苯 乙 醇 最 高 达 2.6 g/l [35,36] Stark 用 S. cerevisiae 通 过 流 加 葡 萄 糖 分 批 补 料 培 养 来 抑 制 产 生 乙 醇 并 获 得 了 3.8 g/l 的 2- 苯 乙 醇 浓 度 通 过 普 通 的 发 酵 手 段 已 经 很 难 再 提 高 2- 苯 乙 醇 的 产 量, 因 为 乙 醇 和 苯 乙 醇 具 有 协 同 抑 制 效 应 而 降 低 2- 苯 乙 醇 的 产 量 [37] 文 献 中 报 道 的 2- 苯 乙 醇 的 产 量 基 本 在 3 g/l 左 右, 原 因 是 此 浓 度 以 上 的 产 物 对 菌 体 的 抑 制 作 用 非 常 强 烈 ; 要 想 使 菌 体 继 续 合 成 产 物, 首 先 应 该 解 除 产 物 对 菌 体 的 这 种 抑 制 作 用 要 解 除 2- 苯 乙 醇 对 细 胞 的 抑 制 作 用 主 要 有 两 种 方 法 : 第 一 是 用 原 位 产 物 分 离 技 术 (In situ product removal, 即 ISPR) 将 产 物 实 时 分 离 出 来, 这 种 方 法 可 以 使 2- 苯 乙 醇 的 最 终 浓 度 和 转 化 效 率 都 有 所 提 高 [37,38] ; 第 二 是 筛 选 耐 2- 苯 乙 醇 的 菌 株 来 提 高 其 产 量 崔 志 峰 等 人 通 过 紫 外 诱 变 获 得 了 对 2- 苯 乙 醇 耐 受 性 提 高 50%, 产 量 提 高 9.1% 的 突 变 株 [39] 原 位 分 离 技 术 已 经 比 较 成 熟, 在 工 业 化 应 用 中 较 为 常 见, 其 特 点 是 工 艺 简 单, 成 本 可 控 适 宜 于 规 模 化 生 产 目 前 获 得 高 产 菌 株 的 方 法 主 要 是 从 自 然 界 筛 选 以 及 对 已 有 生 产 菌 株 进 行 诱 变 等, 然 而 由 于 自 然 菌 株 的 枯 竭, 很 难 筛 选 到 更 高 产 量 的 菌 株, 而 且 菌 株 诱 变 负 突 变 多, 突 变 株 性 能 易 退 化, 效 果 并 不 理 想 因 此 必 须 考 虑 更 为 可 靠 的 高 产 菌 株 获 取 方 法, 可 以 利 用 目 前 较 为 成 熟 的 分 子 生 物 学 手 段, 对 已 有 菌 株 进 行 定 向 改 造, 例 如 通 过 过 表 达 合 成 途 径 的 关 键 酶, 抑 制 分 支 途 径 以 减 少 代 谢 流 损 失 等 都 可 以 有 效 的 提 高 菌 株 的 生 产 性 能 分 子 克 隆 技 术 是 微 生 物 合 成 中 广 泛 应 用 的 技 术, 其 中 部 分 产 品 已 经 进 行 工 业 化 应 用 改 造 后 的 工 程 菌 生 产 性 能 稳 定, 比 野 生 菌 具 有 更 高 的 效 率, 可 以 有 效 的 降 低 生 产 成 本, 提 高 生 产 效 率, 是 今 后 发 展 趋 势 4.4. 2- 苯 乙 醇 发 酵 生 产 技 术 由 于 细 胞 产 生 的 2- 苯 乙 醇 对 其 自 身 有 抑 制 作 用, 为 了 获 得 更 高 的 产 物 浓 度, 必 须 解 除 这 种 抑 制, 将 产 92 Copyright 2012 Hanspub

物 从 发 酵 液 中 提 取 出 来 降 低 其 浓 度 以 解 除 抑 制 为 了 适 合 工 业 化 生 产, 必 须 采 用 经 济 有 效 的 萃 取 技 术 从 发 酵 液 中 实 时 萃 取 出 2- 苯 乙 醇 的 方 法 主 要 有 : 第 一, 液 液 萃 取, 其 成 本 比 较 低 操 作 简 便 而 且 提 取 量 比 较 大, 缺 点 是 有 机 溶 剂 可 能 对 细 胞 有 毒 性 溶 剂 的 选 择 有 限 制 有 时 两 相 的 分 离 可 能 会 有 困 难 [36,40] 刘 国 等 人 用 油 酸 作 为 萃 取 剂 2- 苯 乙 醇 的 最 终 浓 度 达 到 4.55 g/l [41] ; 梅 建 凤 等 人 以 油 酸 为 萃 取 剂, 最 终 获 得 有 机 相 和 水 相 中 2- 苯 乙 醇 的 浓 度 分 别 为 14.9 g/l 和 1.74 g/l [42] ;Stark 等 人 用 油 酸 作 为 萃 取 剂 时 发 酵 罐 中 2- 苯 乙 醇 的 最 终 浓 度 为 12.6 g/l, 有 机 相 中 2- 苯 乙 醇 的 浓 度 达 到 了 24 g/l, 平 均 转 化 速 率 达 到 了 0.26 g/l h 和 最 大 转 化 速 率 为 0.47 g/l h [43] Etschmann 等 人 用 Kluyveromyces marxianus CBS 600 以 油 醇 为 萃 取 剂 进 行 两 相 发 酵 获 得 了 3 g/l 的 2- 苯 乙 醇 [44], 使 用 遗 传 算 法 将 培 养 基 优 化 后 获 得 了 5.6 g/l 的 2- 苯 乙 醇 [45] 而 利 用 分 批 补 料 技 术 可 以 获 得 更 高 的 2- 苯 乙 醇 产 量, 2006 年 Etschmann 等 人 用 Kluyveromyces marxianus CBS 600 菌 株 以 聚 丙 二 醇 1200 为 萃 取 剂, 最 终 在 有 机 相 中 获 得 了 26.5 g/l 的 2- 苯 乙 醇 和 6.1 g/l 的 2- 苯 乙 醛 [46] 第 二, 利 用 水 固 相 分 隔 生 物 反 应 器 (TPPB) 作 为 产 物 原 位 分 离 技 术 这 种 系 统 使 用 高 聚 小 球 作 为 隔 离 不 相 混 和 相 来 隔 离 2- 苯 乙 醇, 并 将 水 相 中 的 2- 苯 乙 醇 浓 度 降 低 到 非 抑 制 水 平 ; 利 用 这 种 系 统 Fang Gao 等 人 的 最 终 2- 苯 乙 醇 产 量 为 20.4 g/l, 水 相 中 浓 度 为 1.4 g/l, 聚 合 物 相 中 的 浓 度 为 97 g/l [47] 第 三, 超 临 界 流 体 二 氧 化 碳 (SCCO 2 ) 萃 取 ; 超 临 界 流 体 二 氧 化 碳 (SCCO 2 ) 萃 取, 其 萃 取 能 力 比 较 强, 但 是 可 能 会 对 细 胞 造 成 损 害 以 及 需 要 将 细 胞 进 行 分 离 开 [31] 需 要 首 先 将 菌 体 除 去 然 后 再 用 超 临 界 流 体 二 氧 化 碳 萃 取 Cathy E. Fabre(1999) 等 人 利 用 此 技 术 对 2- 苯 乙 醇 的 回 收 率 在 90% 以 上, 萃 取 的 2- 苯 乙 醇 的 回 收 率 在 97% 以 上, 纯 度 也 达 到 了 91% [31] 第 四, 离 子 液 体 2010 年 Sendovski 等 人 研 究 了 不 相 容 离 子 液 体 (ILs) 在 两 相 体 系 中 提 取 2- 苯 乙 醇 的 效 果, 通 过 对 九 种 离 子 液 体 的 研 究 发 现 [Tf2N] 型 阴 离 子 相 对 于 [PF6] 和 [BF4] 阴 离 子 来 说 是 生 物 相 容 性 最 好 的, 吡 啶 和 铵 阳 离 子 比 咪 唑 阳 离 子 要 好 ; 在 大 于 六 个 碳 原 子 后, 烃 链 越 长 生 物 相 容 性 越 差 ;2- 苯 乙 醇 在 BMIM[Tf2N] 中 的 分 配 系 数 (K D ) 达 到 了 17.6, 用 MPPyr[Tf2N],OMA[Tf2N], 和 BMIM [Tf2N] 三 种 离 子 液 体 处 理 后,2- 苯 乙 醇 浓 度 可 以 增 加 3~5 倍 [48] 离 子 液 体 可 重 复 回 收 利 用, 其 缺 点 是 成 本 较 高 而 且 部 分 离 子 液 体 毒 性 较 大, 对 生 产 天 然 产 物 产 生 限 制 第 五, 吸 附 剂 进 行 吸 附, 其 选 择 的 特 异 性 比 较 强, 但 是 分 离 能 力 较 低, 如 果 不 是 将 吸 附 剂 直 接 加 入 发 酵 液 中 而 是 实 行 在 线 萃 取 的 话 还 需 要 将 细 胞 分 离 出 来 以 防 止 柱 子 堵 塞 [40,49,50] 2009 年 关 昂 等 人 利 用 大 孔 吸 附 树 脂 FD0816 作 为 原 位 转 移 产 物 的 介 质, 使 2- 苯 乙 醇 的 最 终 浓 度 达 到 了 12.80 g/l, 随 后 用 乙 醇 进 行 洗 脱 时,2- 苯 乙 醇 的 洗 脱 率 在 95% 以 上, 洗 脱 液 中 2- 苯 乙 醇 的 浓 度 达 到 了 60 g/l [51] 第 六, 溶 剂 固 定 化, 其 操 作 简 单 萃 取 量 较 大, 但 是 需 要 额 外 的 溶 剂 固 定 化 步 骤 [36] 第 七, 渗 透 蒸 发, 其 选 择 性 较 强 能 将 2- 苯 乙 醇 直 接 浓 缩 至 很 高 的 浓 度 而 且 灭 菌 比 较 容 易, 但 是 其 分 离 量 可 能 较 低 [52] 第 八, 渗 透 萃 取, 不 需 要 将 细 胞 分 离 出 来, 萃 取 量 大, 但 是 2- 苯 乙 醇 的 最 终 浓 度 在 有 机 溶 剂 中 被 高 度 稀 释, 而 且 溶 剂 的 选 择 受 到 限 制 和 对 细 胞 可 能 产 生 毒 性 [40] 原 位 萃 取 技 术 多 种 多 样, 然 而 其 原 理 都 是 根 据 萃 取 剂 对 2- 苯 乙 醇 的 选 择 性 吸 附 作 用, 或 者 是 选 择 性 分 离 作 用 将 产 物 从 发 酵 液 中 分 离 出 来 在 选 择 萃 取 剂 时 需 要 考 虑 产 物 在 发 酵 液 和 萃 取 剂 中 的 分 配 系 数, 选 择 在 萃 取 剂 中 分 配 系 数 高 的 ; 其 次 要 萃 取 剂 和 发 酵 液 应 易 于 分 离, 便 于 回 收 萃 取 剂 ; 第 三, 萃 取 剂 不 应 该 对 菌 体 产 生 抑 制 作 用 ; 第 四, 选 择 对 人 体 无 毒 或 毒 性 较 低 的 萃 取 剂 ; 第 五, 萃 取 剂 应 价 格 低 廉, 便 于 大 规 模 应 用 利 用 细 胞 固 定 化 技 术 可 以 有 效 的 提 高 菌 体 的 利 用 效 率, 固 定 化 菌 体 可 以 多 次 重 复 利 用, 有 利 于 降 低 生 产 成 本, 固 定 化 可 以 明 显 减 少 乙 醇 和 2- 苯 乙 醇 对 细 胞 的 抑 制 作 用 目 前 常 用 的 固 定 化 技 术 主 要 有 吸 附 包 埋 交 联 共 价 结 合 等 利 用 固 定 化 技 术 将 Acetobacter sp. 菌 固 定 在 海 藻 酸 微 胶 囊 中, 可 以 利 用 4 g/l 的 2- 苯 乙 醇 产 1.92 g/l 的 苯 乙 醛, 而 且 转 化 速 率 比 非 固 定 化 细 胞 要 快, 原 因 是 固 定 化 技 术 使 细 胞 免 除 了 底 物 和 产 物 对 细 胞 的 毒 害 作 用 [27] 细 胞 固 定 化 技 术 可 以 通 过 分 批 补 料 发 酵, 实 现 可 持 续 发 酵, 固 定 化 细 胞 的 活 力 较 高, 生 产 时 间 较 长, 可 以 延 长 发 酵 时 间, 提 高 设 备 的 利 用 率 通 过 固 定 化 增 加 了 细 胞 的 抗 逆 性 能 力, 可 以 忍 受 更 高 的 产 物 浓 度 菌 体 分 离 简 单, 便 于 利 用 原 位 萃 取 技 术 将 产 物 快 速 分 离 出 来, 简 化 和 纯 化 工 艺 Copyright 2012 Hanspub 93

5. 2- 苯 乙 醇 的 相 关 代 谢 途 径 5.1. Ehrlich 途 径 在 酵 母 细 胞 中 L- 苯 丙 氨 酸 首 先 由 脱 羧 酶 脱 羧 为 苯 乙 胺, 然 后 再 由 氧 化 脱 氨 基 到 苯 乙 醛, 最 后 还 原 为 2- 苯 乙 醇, 但 是 这 步 反 应 没 有 发 现 有 任 何 意 义 [1] 一 般 认 为 由 L- 苯 丙 氨 酸 合 成 2- 苯 乙 醇 首 先 由 氨 基 酸 转 氨 酶 催 化 生 成 苯 丙 酮 酸, 再 由 苯 丙 酮 酸 脱 羧 酶 催 化 生 成 苯 乙 醛, 最 后 被 苯 乙 醛 还 原 酶 还 原 为 2- 苯 乙 醇 由 L- 苯 丙 氨 酸 合 成 2- 苯 乙 醇 的 途 径 如 图 2 所 示 目 前 工 业 化 生 物 法 合 成 2- 苯 乙 醇 即 利 用 Ehrlich 途 径, 此 途 径 简 明, 代 谢 流 单 一, 利 于 进 行 定 向 改 造 通 过 基 因 改 造 即 可 通 过 过 表 达 这 三 种 酶 来 提 高 产 物 产 量 但 是 目 前 该 途 径 的 最 大 缺 点 是 原 料 限 制, 苯 丙 氨 酸 是 Ehrlich 途 径 转 化 合 成 苯 乙 醇 的 原 料, 苯 丙 氨 酸 的 价 格 昂 贵 限 制 了 苯 乙 醇 的 批 量 合 成, 降 低 苯 丙 氨 酸 的 价 格 是 该 方 法 工 业 化 应 用 的 关 键 5.2. 2- 苯 乙 醇 从 头 合 成 途 径 (De-Novo Pathway) 2- 苯 乙 醇 的 从 头 合 成 途 径 与 苯 丙 氨 酸 的 合 成 有 一 定 的 一 致 性, 主 要 通 过 莽 草 酸 途 径 (Shikimate pathway), 葡 萄 糖 合 成 2- 苯 乙 醇 时 首 先 合 成 最 重 要 的 中 间 代 谢 产 物 莽 草 酸, 莽 草 酸 再 经 过 一 系 列 步 骤 合 成 2- 苯 乙 醇 从 头 合 成 可 以 分 为 两 个 阶 段, 第 一 阶 段 是 合 成 L- 苯 丙 氨 酸, 即 经 莽 草 酸 途 径 合 成 苯 丙 酮 酸 后 转 化 为 L- 苯 丙 氨 酸 ; 第 二 阶 段 是 L- 苯 丙 氨 酸 的 转 化 途 径, 即 L- 苯 丙 氨 酸 经 Ehrlich 途 径 转 化 为 2- 苯 乙 醇 具 体 合 成 途 径 如 图 3 所 示 从 头 合 成 途 径 从 理 论 上 提 供 了 利 用 葡 萄 糖 来 合 成 2- 苯 乙 醇 的 可 能 性 如 2008 年 Shota Atsumi 等 人 通 过 代 谢 工 程 手 段 利 用 Escherichia coli 以 葡 萄 糖 为 原 料 从 头 合 成 了 2- 苯 乙 醇 [53] ; 其 代 谢 路 线 首 先 由 葡 萄 糖 Figure 2. Ehrlich pathway 图 2. Ehrlich 途 径 英 文 释 义 :Glucose: 葡 萄 糖 ;Glycosis: 糖 酵 解 途 径 ;Pentosephosphate-pathway: 磷 酸 戊 糖 途 径 ;Transketolase: 转 酮 酶 ;Phosphoenlpyruvate (PEP): 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 ;Erythrose-4-phosphate:4- 磷 酸 - 赤 藓 糖 ;Shikimate: 莽 草 酸 ;Chorismate: 分 支 酸 ;Prephenate: 预 苯 酸 Figure 3. De-Novo pathway for 2-PE syhthesis 图 3. 2- 苯 乙 醇 的 从 头 合 成 路 线 94 Copyright 2012 Hanspub

合 成 苯 丙 酮 酸, 再 由 苯 丙 酮 酸 脱 羧 酶 和 苯 乙 醛 还 原 酶 催 化 生 产 2- 苯 乙 醇, 其 中 酮 脱 羧 酶 在 细 菌 中 分 布 较 少 ; 向 E. coli 细 胞 中 导 入 不 同 外 源 酮 脱 羧 酶 基 因 后, 最 高 2- 苯 乙 醇 产 量 为 469 μm, 向 菌 体 提 供 苯 丙 酮 酸 底 物 时 苯 乙 醇 产 量 提 供 了 15 倍 达 到 7269 μm 目 前 该 方 法 是 最 有 建 立 低 成 本 大 量 生 产 苯 乙 醇 的 方 法, 而 且 本 途 径 以 可 再 生 生 物 质 糖 基 化 产 物 葡 萄 糖 为 原 料, 具 有 可 持 续 的 特 点, 使 得 该 方 法 具 有 更 好 的 竞 争 性 6. 2- 苯 乙 醇 的 应 用 最 早 的 2- 苯 乙 醇 的 市 场 数 据 可 以 追 踪 到 1990 年 [1] 当 时, 全 球 每 年 生 产 2- 苯 乙 醇 的 产 量 估 计 在 7000 t [5,54], 其 用 途 如 下 :6000 t 用 于 香 水 行 业,10 t 用 于 香 味 调 味 应 用 和 剩 下 的 990 t 用 于 合 成 反 应 产 物 如 酯 类 等 [1] 随 着 2- 苯 乙 醇 生 产 工 艺 的 成 熟, 其 应 用 领 域 也 在 不 断 拓 展, 未 来 全 球 的 市 场 需 求 也 会 不 断 增 加 2- 苯 乙 醇 除 了 主 要 用 做 香 料,2- 苯 乙 醇 的 最 大 用 途 就 是 以 香 料 成 分 添 加 进 香 水 化 妆 品 以 及 洗 涤 行 业 中, 源 于 其 淡 雅 细 腻 而 持 久 的 香 型 2- 苯 乙 醇 在 许 多 食 品 中 也 作 为 特 征 香 味 化 合 物 来 满 足 其 香 味 要 求, 尤 其 在 发 酵 食 品 中 广 泛 存 在, 如 白 酒 啤 酒 巧 克 力 饮 料 咖 啡 面 包 果 汁 和 酱 类 [27] 2- 苯 乙 醇 是 酒 精 饮 料 中 重 要 的 高 沸 点 香 气 成 分, 广 泛 存 在 于 各 种 酒 精 饮 料 中 [55,56] ; 比 如 黄 酒 啤 酒 白 酒 2- 苯 乙 醇 是 稻 米 黄 酒 的 特 有 成 分 [57], 是 黄 酒 中 香 气 物 质 的 重 要 成 分, Tao Luo 等 人 利 用 气 象 色 谱 质 谱 法 (GC-MS) 对 大 约 十 种 中 国 米 酒 进 行 检 测 分 析 其 中 的 挥 发 性 和 半 挥 发 性 物 质, 发 现 在 所 有 检 测 到 的 芳 香 族 化 合 物 中,2- 苯 乙 醇 的 浓 度 最 高, 其 含 量 从 最 低 的 1.333 mg 到 最 高 的 16.711 mg 不 等 [56] 2- 苯 乙 醇 不 仅 存 在 于 黄 酒 中, 在 白 酒 中 也 广 泛 存 在, 也 是 白 酒 风 味 的 重 要 组 成 部 分 苯 乙 醇 还 是 一 种 重 要 的 医 药 中 间 体, 由 2- 苯 乙 醇 合 成 其 它 重 要 的 医 药 产 品, 例 如 苯 乙 醇 苷 羟 基 苯 乙 醇 等 是 许 多 药 物 的 有 效 成 分 [22,58-60] 此 外,2- 苯 乙 醇 还 广 泛 应 用 于 精 细 化 工 行 业 来 生 产 其 衍 生 物 虽 然 当 期 苯 乙 醇 价 格 高 于 苯 乙 烯 的 价 格, 随 着 石 油 化 石 资 源 的 短 缺, 利 用 可 再 生 资 源 合 成 的 苯 乙 醇 合 成 苯 乙 烯 在 材 料 行 业 中 具 有 重 要 的 应 用 前 景 7. 总 结 和 展 望 苯 乙 醇 由 于 其 良 好 的 特 性 而 受 到 广 泛 的 欢 迎, 但 是 天 然 2- 苯 乙 醇 价 格 依 然 昂 贵 在 未 来 如 果 能 找 到 合 适 降 低 其 生 产 成 本 的 方 法, 则 其 全 球 市 场 需 求 及 应 用 范 围 将 进 一 步 扩 大 目 前 利 用 酵 母 以 L- 苯 丙 氨 酸 来 生 产 2- 苯 乙 醇 仍 然 是 主 流, 未 来 可 以 通 过 工 程 菌 株 以 葡 萄 糖 为 原 料 从 头 合 成 2- 苯 乙 醇 以 降 低 其 生 产 成 本, 因 此 构 建 合 适 的 工 程 菌 是 关 键 利 用 植 物 细 胞 来 合 成 2- 苯 乙 醇 在 国 外 如 日 本 德 国 以 色 列 等 研 究 的 较 多, 利 用 植 物 细 胞 来 合 成 天 然 2- 苯 乙 醇 也 可 能 是 一 条 较 好 的 途 径 2- 苯 乙 醇 对 菌 体 具 有 强 烈 的 产 物 抑 制 效 应, 解 除 这 种 抑 制 有 两 种 方 法 : 其 一 是 筛 选 耐 高 浓 度 2- 苯 乙 醇 的 菌 株 ; 其 二 是 利 用 原 位 萃 取 (ISPR) 技 术 实 时 将 其 分 离 出 来 及 将 两 者 的 有 机 结 合 合 成 2- 苯 乙 醇 的 关 键 酶 及 基 因 在 不 断 发 现 和 研 究, 未 来 相 关 方 面 的 研 究 可 能 更 加 偏 向 于 利 用 分 子 生 物 学 手 段 对 合 成 2- 苯 乙 醇 代 谢 途 径 进 行 定 向 改 造 参 考 文 献 (References) [1] M. M. Etschmann, et al. Biotechnological production of 2-phenylethanol. Applied Microbiology and Biotechnology, 2002, 59(1): 1-8. [2] 杨 晓, 陈 芳, 李 景 明. 植 物 中 2- 苯 乙 醇 的 合 成 研 究 进 展 [J]. 园 艺 学 报, 2010, 37: 1690-1694. [3] K. Rusanov, et al. Microsatellite analysis of Rosa damascena Mill. Accessions reveals genetic similarity between genotypes used for rose oil production and old Damask rose varieties. TAG Theoretical and Applied Genetics, 2005, 111(4): 804-809. [4] C. E. Fabre, P. J. Blanc and G. Goma. Production of 2-phenylethyl alcohol by Kluyveromyces marxianus. Biotechnology Progress, 1998, 14(2): 270-274. [5] G. S. Clark. Phenethyl alcohol. Perfum Flavor, 1990, 15: 37-44. [6] US Food and Drug Administration. 2001 in Code of Federal Regulations 21CFR101.22, 2001. [7] J. Schrader, et al. Applied biocatalysis for the synthesis of natural flavour compounds Current industrial processes and future prospects. Biotechnology Letters, 2004, 26(6): 463-472. [8] K. Yamaguchi, K. Ebitani and K. Kaneda. Hydrotalcite-catalyzed epoxidation of olefins using hydrogen peroxide and amide compounds. The Journal of Organic Chemistry, 1999, 64(8): 2966-2968. [9] P. Bedoukian. Phenylethyl alcohol. Perfumery and flavoring synthetics. Wheaton: Allured, 1986: 370-383. [10] I. Kirm, et al. Hydrogenation of styrene oxide in the presence of supported platinum catalysts to produce 2-phenylethanol. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2007, 261(1): 98-103. [11] 2008 年 1 月 世 界 香 料 精 油 类 产 品 市 场 报 告 [J]. 国 内 外 香 化 信 息, 2008, 23(2): 1-3. [12] J. Y. Hwang, et al. Simultaneous synthesis of 2-phenylethanol and L-homophenylalanine using aromatic transaminase with yeast Ehrlich pathway. Biotechnology and Bioengineering, 2009, 102(5): 1323-1329. Copyright 2012 Hanspub 95

[13] Z. Yang, et al. Elucidation of the biochemical pathway of 2-phenylethanol from shikimic acid using isolated protoplasts of rose flowers. Journal of Plant Physiology, 2009, 166(8): 887-891. [14] G. Berrah, W. A. Konetzka. Selective and reversible inhibition of the synthesis of bacterial deoxyribonucleic acid by phenethyl alcohol. Journal of Bacteriology, 1962, 83: 738. [15] S. Silver, L. Wendt. Mechanism of action of phenethyl alcohol: Breakdown of the cellular permeability barrier. Journal of Bacteriology, 1967, 93: 560. [16] M. Sasser. Inhibition by antibacterial compounds of the hypersensitive reaction induced by Pseudomonas pisi in tobacco. Phytopathology, 1982, 72: 1513-1517. [17] S. Fraud, et al. Aromatic alcohols and their effect on Gramnegative bacteria, cocci and mycobacteria. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 2003, 51(6): 1435-1436. [18] E. K. Mo, C. K. Sung. Phenylethyl alcohol (PEA) application slows fungal growth and maintains aroma in strawberry. Postharvest Biology and Technology, 2007, 45(2): 234-239. [19] M. Sakai, et al. Production of 2-phenylethanol in roses as the dominant floral scent compound from L-phenylalanine by two key enzymes, a PLP-dependent decarboxylase and a phenylacetaldehyde reductase. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2007, 71(10): 2408-2419. [20] D. Tieman, et al. Tomato aromatic amino acid decarboxylases participate in synthesis of the flavor volatiles 2-phenylethanol and 2-phenylacetaldehyde. Washington DC: National Academy of Sciences, 2006. [21] 靖 会, 佐 建 锋, 李 教 社. 苯 乙 醇 苷 类 化 合 物 的 药 理 研 究 进 展 [J]. 时 珍 国 医 国 药, 2006, 17(3): 440-441. [22] 李 刚, 朱 文 斌, 牛 飞 等. 肉 苁 蓉 苯 乙 醇 苷 对 大 鼠 精 子 体 外 氧 化 损 伤 的 保 护 作 用 研 究 [J]. 时 珍 国 医 国 药, 2010, 21(9): 2205-2207. [23] 刘 兆 荣, 刘 宗 歧. β- 苯 乙 醇 的 合 成 方 法 与 提 纯 [J]. 北 京 化 工, 1993, 23(3): 33-38. [24] 梅 建 凤. 利 用 酵 母 细 胞 生 物 转 化 法 合 成 天 然 2- 苯 乙 醇 的 研 究 [D]. 浙 江 大 学, 2009. [25] D. V. Banthorpe, et al. Accumulation of 2-phenylethanol by callus derived from leaf-bud of Rosa damascena. Phytochemistry, 1988, 27(3): 795-801. [26] U. Krings, R. Berger. Biotechnological production of flavors and fragrances. Applied Microbiology and Biotechnology, 1998, 49(1): 1-8. [27] J. Schrader. Microbial flavour production. Flavours and Fragrances, 2007: 507-574. [28] P. S. J. Cheetham. The use of biotransformations for the production of flavors and fragrances. Trends in Biotechnology, 1993, 11(11): 478-488. [29] F. Ehrlich. Uber die bedingungen der fuselolbildung und uber ihren zusammenhang mit dem eiweißaufbau der Hefe. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 1907, 40(1): 1027-1047. [30] D. Vollbrecht, F. Radler. Formation of higher alcohols by amino acid deficient mutants of Saccharomyces cerevisiae. I. The decomposition of amino acids to higher alcohols. Archives of Mikrobiology, 1973, 94(4): 351-358. [31] C. E. Fabre, J. S. Condoret and A. Marty. Extractive fermentation of aroma with supercritical CO 2. Biotechnology and Bioengineering, 1999, 64(4): 392-400. [32] D. Wilkie, N. Maroudas. Induction of cytoplasmic respiratory deficiency in yeast by phenethyl alcohol. Genetical Research, 1969, 13(1): 107-111. [33] D. Stark, et al. Inhibition aspects of the bioconversion of-phenylalanine to 2-phenylethanol by Saccharomyces cerevisiae. Enzyme and Microbial Technology, 2003, 32(2): 212-223. [34] E. Albertazzi, et al. Biogeneration of 2-phenylethanol and 2-phenylethylacetate important aroma components. Biotechnology Letters, 1994, 16(5): 491-496. [35] R. Seward, et al. The effects of ethanol, hexan-1-ol, and 2-phenylethanol on cider yeast growth, viability, and energy status; synergistic inhibition. Journal of the Institute of Brewing, 1996, 102: 439-444. [36] D. Stark, et al. Extractive bioconversion of 2-phenylethanol from L-phenylalanine by Saccharomy cescerevisiae. Biotechnology Progress, 2002, 18(3): 514-523. [37] D. Stark, et al. Novel type of in situ extraction: Use of solvent containing microcapsules for the bioconversion of 2-phenylethanol from L-phenylalanine by Saccharomyces cerevisiae. Biotechnology and Bioengineering, 2003, 83(4): 376-385. [38] A. Freeman, J. M. Woodley and M. D. Lilly. In situ product removal as a tool for bioprocessing. Nature Biotechnology, 1993, 11: 1007-1012. [39] 崔 志 峰, 车 智 博, 杨 霄 等. 2- 苯 乙 醇 耐 受 性 高 产 酵 母 菌 株 的 选 育 [J]. 浙 江 工 业 大 学 学 报, 2008, 36(4): 427-430. [40] C. Fabre, et al. Extraction of 2-phenylethyl alcohol: By techniques such as adsorption, inclusion, supercritical CO 2, liquid-liquid and membrane separations. Perfumer & Flavorist, 1996, 21: 27-40. [41] 刘 国, 陆 军, 张 伟 国. 两 相 体 系 中 菌 体 转 化 法 制 备 2- 苯 乙 醇 的 研 究 [J]. 生 物 技 术, 2009, 19(3): 67-70. [42] 梅 建 凤, 陈 虹, 王 鸿 等. 水 / 有 机 溶 剂 两 相 体 系 中 生 物 转 化 合 成 2- 苯 乙 醇 [J]. 化 学 反 应 工 程 与 工 艺, 2009, 25(1): 69-73. [43] D. Stark, et al. Extractive bioconversion of 2-phenylethanol from L-phenylalanine by Saccharomyces cerevisiae. Biotechnology Progress, 2002, 18(3): 514-523. [44] M. Etschmann, D. Sell and J. Schrader. Screening of yeasts for the production of the aroma compound 2-phenylethanol in a molasses-based medium. Biotechnology Letters, 2003, 25(7): 531-536. [45] M. Etschmann. Medium optimization for the production of the aroma compound 2-phenylethanol using a genetic algorithm. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2004, 29(1-6): 187-193. [46] M. M. Etschmann, J. Schrader. An aqueous-organic two-phase bioprocess for efficient production of the natural aroma chemicals 2-phenylethanol and 2-phenylethylacetate with yeast. Applied Microbiology and Biotechnology, 2006, 71(4): 440-443. [47] F. Gao, A. J. Daugulis. Bioproduction of the aroma compound 2- phenylethanol in a solid-liquid two-phase partitioning bioreactor system by Kluyveromyces marxianus. Biotechnology and Bioengineering, 2009, 104(2): 332-339. [48] M. Sendovski, N. Nir and A. Fishman. Bioproduction of 2-phenylethanol in a biphasic ionic liquid aqueous system. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(4): 2260-2265. [49] A. Klingenberg, H. Hanssen. Enhanced production of volatile flavour compounds from yeasts by adsorber techniques. I. Model investigations. Chemical and Biochemical Engineering, 1988, 2: 222-224. [50] R. G. Berger. Aroma biotechnology. Berlin: Springer, 1995. [51] 关 昂, 王 航, 孟 春 等. 原 位 转 移 技 术 用 于 酵 母 合 成 2- 苯 乙 醇 [J]. 过 程 工 程 学 报, 2009, 9(1): 128-132. [52] W. Bluemke. Enhanced production of natural aroma compounds through process-integrated pervaporation. Book of Abstracts: 3rd European Symposium on Biochemical Engineering Science, 2000: 285. [53] S. Atsumi, T. Hanai and J. C. Liao. Non-fermentative pathways for synthesis of branched-chain higher alcohols as biofuels. Nature, 2008, 451: 86-89. [54] L. P. Somogyi. The flavour and fragrance industry: Serving a global market. Chemical Industries, 1996: 170-173. [55] K. Fukuda, et al. Breeding of brewing yeast producing a large amount of β-phenylethyl alcohol and β-phenylethyl acetate. Agricultural and Biological Chemistry, 1990, 54(1): 269-271. [56] T. Luo, W. Fan and Y. Xu. Characterization of volatile and semi-volatile compounds in Chinese rice wines by headspace solid phase microextraction followed by gas chromatography-mass spectrometry. Journal of the Institute of Brewing, 2008, 114(2): 172-179. [57] 陈 双, 罗 涛, 徐 岩 等. 我 国 黄 酒 酵 母 和 酿 酒 原 料 对 黄 酒 中 β- 96 Copyright 2012 Hanspub

苯 乙 醇 含 量 的 影 响 [J]. 中 国 酿 造, 2009, 28(4): 23-26. [58] 李 丽, 刘 春 明, 刘 志 强 等. 肉 苁 蓉 中 苯 乙 醇 苷 类 化 合 物 的 分 离 提 取 及 电 喷 雾 质 谱 研 究 [J]. 质 谱 学 报, 2006, 27(4): 232-236. [59] 张 树 军, 张 军 锋, 王 金 兰. 紫 丁 香 树 皮 的 化 学 成 分 研 究 [J]. 中 草 药, 2006, 37(11): 1624-1626. [60] 王 健, 李 锦, 郭 俊 华 等. HPLC 测 定 退 热 颗 粒 中 连 翘 酯 苷 含 量 [J]. 中 国 中 药 杂 志, 2007, 32(9): 860. Copyright 2012 Hanspub 97