4-乙烯基-2-甲氧基苯酚在发酵食品中的作用及生物合成

4-乙烯基-2-甲氧基苯酚，又叫4-乙烯基愈创木酚(4-vinylguaiacol, 4VG)，具有挥发性，有独特发酵香气且嗅觉识别度较高，是酱油、白酒、葡萄酒和啤酒中的重要风味物质，也是这些发酵产品全面风味评价必不可缺的特色成分。同时，在日化、医药以及香精等行业也是不可多得的高档香料，其市场价值约为阿魏酸的40倍左右，并且可以进步转化为乙基愈创木酚、香草醛、香草醇和香草酸等各种高附加值的化合物。

发酵食品中4-乙烯基-2-甲氧基苯酚的作用

近年来，随着天然产品的流行，使得人们对香气成分的兴趣日益增加，4-乙烯基衍生物被监管机构批准为调味剂和肉类产品的保存剂。除了具有作为香料和添加剂的商业价值外，4-乙烯基-2-甲氧基苯酚由于其抗氧化活性和抗癌活性甲，在医药制品领域，如用于眼科领域，作为隐形眼镜溶液和滴眼剂也存在潜在的药用价值。发酵食品中4-乙烯基-2-甲氧基苯酚的作用：

白酒

白酒的香味化合物十分复杂，种类繁多，其中挥发性酚类化合物是白酒中的重要香味组成部分，对于白酒的香气、口感及稳定性等方面均有着重要的作用。4-乙烯基-2-甲氧基苯酚在白酒中的含量极少，但呈香作用却很强，仅几千分之一就能使人感觉到其特有的香气。4-乙烯基-2-甲氧基苯酚是白酒中常见的呈香和呈味化合物，且风味活性较高。其香味阈值为209.30 μg/L，对白酒整体贡献水果香、花香和甜香。

啤酒

在啤酒生产过程中，小麦麦壳中的阿魏酸进行酶促或热分解产生4-乙烯基-2-甲氧基苯酚，虽然啤酒中4-乙烯基-2-甲氧基苯酚感官阈值很低仅为0.3mg/L，但它的存在可以赋予啤酒辛辣、烟熏和丁香般的风味。在大多数下面发酵啤酒中，4-乙烯基-2-甲氧基苯酚的风味被认为是不可取的，因而被称为是酚类异味，所以这些啤酒中4-乙烯基-2-甲氧基苯酚的存在可作为啤酒厂中野生酵母或细菌污染的指标。尽管它在下面发酵啤酒中是异味物质，但4-乙烯基-2-甲氧基苯酚却是形成比利时啤酒、德国维岑啤酒和劳赫啤酒等上面发酵啤酒香气的必需成分。

葡萄酒

随着葡萄酒化学学科的形成和发展，葡萄酒品质的分析集中在其香气和风味物质上，葡萄酒的香气质量是影响葡萄酒品质和消费者购买意向的主要因素。在葡萄酒的感官方面，羟基肉桂酸对葡萄酒的风味影响不大，但其衍生物如4-乙烯基苯酚和4-乙烯基-2-甲氧基苯酚对葡萄酒的风味产生有很大的影响。这些挥发性酚的感官阈值较低，对葡萄酒的风味形成具有促进作用。但是超过一定浓度(极限阈值=725 μg/L乙烯基苯酚混合物，即4-乙烯基-2-甲氧基苯酚:4-乙烯基苯酚=1:1)，可使葡萄酒带有动物皮革、马厩或马汗的味道，严重影响酒的风味。RAPPA研究认为，当乙烯基苯酚混合物的阈值>800μg/L时，葡萄酒会出现塑料和绷带等异嗅。

酱油

酱油是一种传统的发酵调味品，香气是酱油风味的重要品质特征，许多研究表明酚类物质是酱油酱香味的主要来源，虽然它们的含量不高，但具有相对较高的气味活度值，因此对酱油的风味特性(如浓郁的酱香香气)具有定性作用。酱油原料中的木质素经米曲霉作用断裂酯键释放出阿魏酸，然后在酵母菌的作用下形成酚类物质，其中在酱油中具有代表性的酚类成分是4-乙烯基-2-甲氧基苯酚和4-乙基愈创木酚，它们的香气特征十分强烈且活性明显，赋予酱油丁香香味和烟熏的香气，于整体风味感管至关重要。酱油中含有微量的4VG和4-EG就可以明显提高酱油的风味。

生物合成

微生物发酵法

研究表明，多种细菌和真菌能够将阿魏酸脱羧转化为4-乙烯基-2-甲氧基苯酚。MISHRAS等回综述了微生物催化阿魏酸转化为4-乙烯基-2-甲氧基苯酚的7种不同代谢途径。具体途径如下:

植物细胞培养法

植物细胞培养法可以通过阿魏酸的生物催化脱羧反应而合成多种天然芳香化合物，如4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、3-硝基苯乙烯和呋喃。TAKEMOTO M等利用悬浮培养的细胞制备4-乙烯基-2-甲氧基苯酚，这些细胞是从烟草、胡萝卜、野茶树和长春花中分离出来的，当底物反式阿魏酸加入细胞悬浮液中进行植物细胞培养时，可以定量产出4-乙烯基-2-甲氧基苯酚，其中4-乙烯基-2-甲氧基苯酚在长春花发酵液中的转化率为65%，烟草为50%，胡萝卜为30%；在以野茶树为原料的发酵液中底物反式阿魏酸无法生物脱羧为4-乙烯基-2-甲氧基苯酚。

酶法

所有的生物代谢反应都是酶促反应。尽管上述几种方法的作用机理尚不完全清晰，但可以确定它们都是由一种或几种酶引起的。如能分离得到这些酶，利用酶促反应，则可更直接高效地生产4-乙烯基-2-甲氧基苯酚。目前国内外的研究状况如表1所示。酶促反应制备天然香气化合物最重要的优点是，副产物较少，底物的可选择性高，反应条件简单温和，从而可以一步生成对应体化合物。但在一定程度上，利用酶法生产4-乙烯基-2-甲氧基苯酚容易受到底物浓度、酶活性和稳定性的影响，所以如何优化底物浓度以及利用生物手段和酶学知识对酚酸脱羧酶进行纯化、定向改造，研究其改造固定化技术从而增加酶的稳定性，是人们运用酶法生产4-乙烯基-2-甲氧基苯酚将要面临的主要工作。

参考文献

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