一种耐高温缓释糖苷型大茴香醇及其酶法制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种耐高温缓释糖苷型大茴香醇及其酶法制备方法和应用。所述耐高温缓释糖苷型大茴香醇为大茴香醇‑β‑半乳糖苷，大茴香醇‑β‑半乳糖苷的结构式如式（Ⅰ）所示。本发明专利技术以β‑半乳糖苷酶为催化剂，D‑乳糖为糖基供体，在无溶剂条件下，对香料物质大茴香醇进行生物催化糖基化修饰，获得糖苷型大茴香醇，本发明专利技术采用重组β‑半乳糖苷酶可以获得更高的催化效率。本发明专利技术方法条件温和、环境友好、专一性强，所得的大茴香醇‑β‑半乳糖苷耐高温，克服了天然香料大茴香醇挥发性强、热不稳定等缺陷，可以作为一种新型的热稳定型香料，具有广阔的应用前景，同时本发明专利技术方法为众多类似的香料物质的修饰与改造、进而为开发耐高温香料提供了一条新思路。（Ⅰ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物化学、香料工业领域，更具体地，涉及一种耐高温缓释糖苷型大茴香醇及其酶法制备方法和应用
技术介绍
香料物质对产品的风味和质量至关重要，可起到提高吸引力、引起食欲、刺激消费的作用，是食品配料中不可或缺的一部分。由于香料物质大部分为分子量较低、沸点低、挥发性较强的化合物，在焙烤食品等热加工食品领域以及卷烟燃吸过程损失严重，导致释香不持久、不均匀等现象，甚至在储存期间因挥发失去香味，或是化学性质不稳定易被氧化变质，在一定程度上影响加香效果。大茴香醇就是此类不耐高温的香料的典型之一。大茴香醇天然存在于香荚兰、大茴香油等天然原料中，是GB2760-2010规定允许使用的食用香料之一，其果香气柔和，被广泛用于高档香烟、食品香精的调配领域。大茴香醇又名对甲氧基苯甲醇、4-甲氧基苄醇，英文名为anisealcohol，CAS No.105-13-5，分子式C8H10O2，相对分子量138.16，常温下为液体，外观呈淡黄色，似山楂香味，沸点259℃，熔点24.5℃，闪点99℃，折射率为1.54，相对密度为1.12，易溶于大部分极性有机溶剂，微溶于甘油和丙二醇，不溶于矿物油和水。同样地，由于分子结构上与苯环香料的醇羟基活性较高，使得大茴香醇的理化性质不稳定，易挥发、稳定性较差(最大热损失区间为90℃～150℃)，在实际应用中受到限制。糖基化修饰被认为是一种很有前景的方法用于提高大茴香醇及其类似香料物质的热稳定性，从而使其展示出更广阔的应用前景。据报道，糖苷化合物既耐高温又能热解释放出香气物质。目前大茴香醇糖苷衍生物主要来源于天然提取及化学合成。由于分离糖苷类化合物的传统方法工艺复杂，难于控制，缺乏有效的分离纯化技术，且提取率较低，费时费力，纯度较低且成本昂贵，难以用于工业化生产，而使用化学合成也存在着以下所述不可避免的缺陷：①区域选择性较差。通常需要费时耗力的保护和脱保护步骤，反应工艺复杂。②立体选择性不理想，在反应过程中常产生α-及β-两种构型的异头混合物，降低收率，同时不能满足某一构型纯品的需要；③使用重金属作为催化剂。因为重金属毒性较高，易残留，显著限制了合成产物在医药或营养品领域中的应用。因此，研究开发新型的、适用于工艺产品稳定加香的原料以及研究采用生物酶法用于制备糖苷型大茴香醇及类似香料物质具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对常用香料大茴香醇存在理化性质不稳定的缺陷，及现有的化学方法合成其半乳糖基化衍生物的技术不足，提供一种香料大茴香醇糖苷类衍生物大茴香醇-β-半乳糖苷(糖苷型大茴香)，所述大茴香醇-β-半乳糖苷是香料糖苷类前体的一种，具有热稳定性好、耐高温、不易升华、持久留香等优点。本专利技术要解决另一技术问题是提供所述香料大茴香醇糖苷类衍生物大茴香醇-β-半乳糖苷的生物酶法制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：提供一种耐高温缓释糖苷型大茴香醇，即大茴香醇-β-半乳糖苷，其结构式如式(Ⅰ)所示：本专利技术提供了所示大茴香醇-β-半乳糖苷的生物酶法制备方法，采用非水相反应体系，将大茴香醇同时作为溶剂和反应底物之一，在磷酸盐缓冲液体系中，采用β-半乳糖苷酶作为生物催化剂催化糖基供体和大茴香醇反应，再利用高效液相色谱方法制备出目标产物。优选地，所述糖基供体的加入量为1～5mmol。进一步优选所述糖基供体的加入量为5mmol。优选地，所述β-半乳糖苷酶的加入量为3U/mL～7U/mL。进一步优选所述β-半乳糖苷酶的加入量为5U/mL。优选地，所述磷酸盐缓冲液的pH值为5.0～9.0。进一步优选所述磷酸盐缓冲液的pH值为7.0。优选地，所述反应时间为24～96h。进一步优选所述反应时间为72h。具体地，所述制备方法包括以下步骤：S1.将糖基供体加入磷酸盐缓冲液，再加入大茴香醇，充分混匀；其中大茴香醇：磷酸盐缓冲液按照1.8mL：0.2mL的比例确定，加入的糖基供体为1～5mmol；S2.在步骤S1所得溶液中加入β-半乳糖苷酶，混匀，反应；所述β-半乳糖苷酶的加入量为3U/mL～7U/mL；S3.向步骤S2反应中加入与底物和酶液的体积等体积的甲醇，终止反应，将反应液煮沸，过滤，取滤液加水，用等体积乙醚多次萃取，除去过量的底物，利用制备高效液相色谱制备出目标产物峰，得到目标产物溶液；所述的高效液相色谱的运行条件为：紫外检测器；检测波长：274nm；色谱柱：Shimadzu PRC-ODS(K)柱(30mm×250mm)，15μm；流动相：水/乙腈(82:12，v/v)；流速：10mL/min；进样量：2mL。优选地，本专利技术所述方法还包括步骤S4，所述步骤S4是将步骤S3所得目标产物溶液旋转蒸发浓缩，再经真空冷冻干燥收获其干粉，即得大茴香醇-β-半乳糖苷干粉产品。优选地，所述旋转蒸发浓缩是将溶液浓缩至溶液中易挥发性的溶剂蒸发并分离出。优选地，所述真空冷冻干燥的主要工艺条件为：冷阱温度：-50℃，真空度：＜15Pa，冷冻干燥时间：24h，物料厚度：＜10mm。优选地，步骤S1所述磷酸盐缓冲液为50mmol/L、pH值为5.0～9.0的Na2HPO4-NaH2PO4体系。进一步优选地，所述磷酸盐缓冲液的pH值为7.0。优选地，步骤S1所述糖基供体为D-乳糖。优选地，所述D-乳糖的加入量为5mmol。优选地，步骤S2所述反应是在温度为40℃～70℃条件下恒温摇床反应24h～96h。进一步优选地，所述反应时间为72h。优选地，所述摇床为200r/m。步骤S2所述β-半乳糖苷酶来源于市售任一商品化β-半乳糖苷酶制剂或采用本领域公知的制备方法制备得到。进一步优选地，所述β-半乳糖苷酶的加入量5U/mL。优选地，步骤S3所述煮沸是于沸水中煮沸10分钟，使酶失活；所述过滤是将酶及未反应完全的底物过滤完全。所述β-半乳糖苷酶可以采用常规的产品。优选地，本专利技术采用重组β-半乳糖苷酶可以获得更高的催化效率。所述重组β-半乳糖苷酶可以采用本领域现有的重组β-半乳糖苷酶。进一步优选地，本专利技术还提供了优选的一种重组β-半乳糖苷酶的获得方法，是采用从植物乳杆菌中克隆到β-半乳糖苷酶基因，将所述基因在大肠杆菌中高效表达后提取纯化获得的。本专利技术提供最佳的制备条件如下：将5mmol D-乳糖充分溶解在0.2mL的磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液(50mM，pH7.0)中，加入1.8mL大茴香醇，混匀，再加入重组β-半乳糖苷酶5U/mL，启动反应，50℃振荡反应72h，制备大茴香醇-β-半乳糖苷，在此反应条件下，大茴香醇-β-半乳糖苷产率最高。本专利技术所述大茴香醇-β-半乳糖苷的特点在于大茴香醇-β-半乳糖苷具有良好的热稳定性，热重(TGA)分析结果表明：在温度为240℃之前该化合物只有极其少量(约5％)的质量损失，经分析主要是残存的溶剂或吸附的水分丢失，在240～360℃为最大质量损失的温度区间，损失率也只达到约54％，在温度超过600℃时可见仍未完全损失。而对比可见糖基化底物大茴香醇，在温度区间90℃～190℃内，质量损失达80％，受热损失率大。本专利技术大茴香醇-β-半乳糖苷的特性表明其可以很好地应用于焙烤等高温加工食品方面或烟草生产应用方面。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种新的化合物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温缓释糖苷型大茴香醇，其特征在于，为大茴香醇‑β‑半乳糖苷，所述大茴香醇‑β‑半乳糖苷的结构式如式（Ⅰ）所示：（Ⅰ）。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温缓释糖苷型大茴香醇，其特征在于，为大茴香醇-β-半乳糖苷，所述大茴香醇-β-半乳糖苷的结构式如式（Ⅰ）所示：（Ⅰ）。2.权利要求1所述大茴香醇-β-半乳糖苷在高温加工食品方面或烟草生产应用方面的应用。3.权利要求1所述耐高温缓释糖苷型大茴香醇的酶法制备方法，其特征在于，是采用非水相反应体系，将大茴香醇同时作为溶剂和反应底物之一，在磷酸盐缓冲液体系中，采用β-半乳糖苷酶作为生物催化剂催化糖基供体和大茴香醇反应，再利用高效液相色谱方法制备出目标产物。4.根据权利要求3所述耐高温缓释糖苷型大茴香醇酶法制备方法，其特征在于，所述糖基供体的加入量为1～5mmol；所述β-半乳糖苷酶的加入量为3U/mL～7U/mL；所述磷酸盐缓冲液的pH值为5.0～9.0；所述反应时间为24～96h。5.根据权利要求4所述耐高温缓释糖苷型大茴香醇酶法制备方法，其特征在于，所述糖基供体的加入量为5mmol；所述β-半乳糖苷酶的加入量为5U/mL；所述磷酸盐缓冲液的pH值为7.0；所述反应时间为72h。6.根据权利要求3、4或5所述耐高温缓释糖苷型大茴香醇的酶法制备方法，其特征在于，所述β-半乳糖苷酶是为重组β-半乳糖苷酶。7.根据权利要求3、4或5所述耐高温缓释糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：云帆，林俊芳，陈储，郭丽琼，康林芝，
申请(专利权)人：广州市澳键丰泽生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44