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苯乙醇的市场及应用

发布日期:2018/12/14 17:28:16

概述【1】

苯乙醇是最为广用的大宗香料之一,现世界年产量估计在1万吨左右,大概除了香兰素外,还没有接近万吨级的其他合成香料品种。大规模工业化生产苯乙醇有两种方法。其一是以苯和环氧乙烷为原料,三氯化铝为催化剂,采用傅克反应法合成;其二是以苯乙烯为原料,经过生成卤代醇阶段转变成环氧苯乙烷,再以雷尼镍为催化剂进行氢化反应制成。

任何生产工艺方法都必须保证最大限度地除去有损香气的副反应杂质,调香级的苯乙醇产品对纯度和香气质量有很高的要求。苯乙醇被大量广泛用于日化香精配方中。而且FEMA也认定为GRAS,FDA又批准可以食用,因此在食用香精和烟用香精中也广为应用。苯乙醇在日化香精配方中,最高用量可达40%。IFRA没有限制规定。

市场及应用【2】

苯乙醇分子式c。H,。O,相对分子质量12,2.17,无色黏稠液体,微溶于水,能与乙醇和油混溶。沸点219%,相对密度1.0230。FEMA编号为2858,FDAl72.515,COE68,中国GB 2760--1996批准为允许使用的食品香料。届一苯乙醇是一种具有玫瑰花香的芳香醇,由于它对碱和空气中的氧作用都很稳定,所以大量应用于日化和食品工业中的玫瑰香型和其他类型的香精配方,尤其在化妆品中用量最大。以它为原料合成的许多衍生物也具有极大的应用价值,比如它的酯类衍生物乙酸苯乙酯就是一种重要的芳香物质。从20世纪末以来,消费者对“天然”产品的需求在不断提升,就/3一苯乙醇而言,在美国市场上,化学合成的市场售价为3.50美元/kg,而天然的口一苯乙醇售价则高达1 000美元/kg。

研究现状【2】

苯乙醇存在于很多植物中,尤其是花,例如风信子、茉莉花、水仙、百合等的精油中,但其含量太低,无法提取。惟一例外的是玫瑰精油,从某些种类的玫瑰精油中可以得到60%以上浓度的届一苯乙醇。但是,从玫瑰中提取天然卢一苯乙醇生产周期长,成本昂贵,无法进行大规模的工业生产来满足市场的需要。

目前,绝大部分苯乙醇是用苯或苯乙烯通过化学途径合成的,其原料都是致癌物质,对人体健康和环境都有巨大危害。此外,化学合成口一苯乙醇中常含有一些难以除去的副产物,严重影响了产品质量。

利用微生物作为生产菌株进行合成可以克服上述缺点,许多利用微生物发酵生产的食品中都含有届一苯乙醇,如可可、咖啡、面包、啤酒、奶酪等。特别是Ehrlich(艾利希)发现,在酵母培养物中添加苯丙氨酸(L—Phe)可以使届一苯乙醇的产量得到大幅提高。

大多数微生物,特别是酵母菌,都能通过正常的代谢途径产生口一苯乙醇,苯乙醇是由酵母菌在发酵过程中通过转化发酵液中的苯丙氨酸产生的,即艾利希代谢途径,口一苯乙醇也可以通过莽草酸途径从头合成如图2—7所示心J。葡萄糖通过糖酵解途径(EMP)产生磷酸烯醇式丙酮酸,通过磷酸戊糖途径(HMP)产生4一磷酸赤藓糖,两者在2一酮一3一脱氧一D一阿拉伯庚酮糖酸一7一磷酸合酶(DAHP合酶)作用下,通过中问体DAHP形成莽草酸。莽草酸再经中间体分支酸和预苯酸在分支酸变位酶和预苯酸脱水酶的作用下形成苯丙酮酸,苯丙酮酸一方面可通过苯乙醛生成届一苯乙醇,另一方面,也可通过与L一谷氨酸的转氨作用形成L—Phe。代谢途径中DAHP合酶及预苯酸脱水酶受到L—Phe的反馈抑制。L—Phe通过转氨酶作用,形成苯丙酮酸,苯丙酮酸在苯丙酮酸脱羧酶作用下脱羧形成苯乙醛,苯乙醛再通过醇脱氢酶催化生成届一苯乙醇。艾利希在描述这条途径时同时指出,加入的L—Phe的量与最终得到的口一苯乙醇的产量之间存在紧密联系。这条途径是目前利用微生物转化生产卢一苯乙醇的主要途径。

多种酵母具有从头合成JB一苯乙醇的能力,如马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)发酵5d,可产生浓度为400mg/L的届一苯乙醇Ⅲ。发酵毕赤酵母(Pichia fermentans)发酵16h,可形成浓度为505.5mg/L的苯乙醇。此外,还有酸酒酵母(Saccharomyces vini)、产朊球拟酵母(Toru—lopsis utilis)、芽枝状枝霉(Cladosporium cladosporioides)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)、酿酒酵母、异常汉逊酵母(Hansenula anomala)等,都能在生长过程中从头合成一定量的口一苯乙醇M 6I。这条途径在微生物体内广泛存在,但由于代谢途径太长,支路太多,存在多种抑制作用,故最终得到的口一苯乙醇产量很低。

发展趋势【3】

苯乙醇99%用于调配日化香精;在食用香精方面用量虽小,但别无它物能取代,故它有“至上的调和剂”之称,它在Et化香精中的使用频率仅次于芳樟醇。历史上苯乙醇的价格比芳樟醇低,因此世界上凡苯乙醇能自制而芳樟醇又需进口的国家。其苯乙醇的消耗量远大

于芳樟醇。人们偏爱玫瑰花香,而苯乙醇是玫瑰油中的主要成分,因而在玫瑰香精配方中,已极少使用价格比黄金还贵的天然玫瑰花油,大多由苯乙醇代替。

参考文献

[1]刘树文编著,合成香料技术手册,人民音乐出版社,2009.1,第33页

[2][美]陈洪等编著,香物质的生物法制备,中国轻工业出版社,2008.1,第51页

[3]周家华等主编,食品添加剂,化学工业出版社,2001年01月第1版,第397页