專利名稱：環(huán)氧芳樟醇或含環(huán)氧芳樟醇的混合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備環(huán)氧芳樟醇或含環(huán)氧芳樟醇的混合物的方法。
香料領(lǐng)域的技術(shù)人員分為三個(gè)領(lǐng)域天然、天然等同和合成香料。對合成香料的興趣較小，因?yàn)轭櫩蛯ζ涞慕邮芰Σ皇翘貏e高。在JP A59225176中公開了一個(gè)制備天然等同香料的例子。該公開涉及環(huán)氧芳樟醇的制備。在該情況下，通過使用強(qiáng)無機(jī)酸的化學(xué)合成將非天然的起始物質(zhì)轉(zhuǎn)化為環(huán)氧芳樟醇。這類產(chǎn)品僅能作為“天然等同”而不是天然進(jìn)行歸類，因此不得用于制備天然香料。
天然香料，以及也存在于其中的天然香料物質(zhì)，歸為最高價(jià)值的一類。還也由天然香料可達(dá)到的相當(dāng)高的價(jià)格清楚地表明。此外，顧客對天然產(chǎn)品、并由此對生產(chǎn)這些產(chǎn)品所需的天然香料的興趣持續(xù)增加。
因此，香料工業(yè)的一個(gè)目標(biāo)是可獲得數(shù)量充足質(zhì)量上乘的天然原料用于天然香料生產(chǎn)。但是，從天然提取物中分離這些不同的原料通常是不經(jīng)濟(jì)的。
Demyttenaere公開了一個(gè)通過發(fā)酵制備環(huán)氧芳樟醇的例子(Demyttenaere，J.C.R.，1998，Biotransformation of terpenesby fungi for the puroduction of bioflavors，Meded，-Fac.Landbouwkd.Toegepaste Biol.Wet.，63(4a)，1321-1324，和Demyttenaere，J.C.R.；Willemen，H.M.，1998，Biotransformationof linalool to furanoid and pyranoid linalool oxides bvAspergillus niger，Phytochemistry，47(6)，1029-1036)。其中描述了借助黑色曲霉和青霉屬菌株的萜烯醇類的生物轉(zhuǎn)化。但是，該方法的進(jìn)行非常復(fù)雜，轉(zhuǎn)化非常緩慢，并且環(huán)氧芳樟醇的收率僅有20-33％。
此外，將酶用于脂肪酸類和烯類中雙鍵的環(huán)氧化是已知的(1.PCTWO 91/04333.2.Jarvie，A.W.P.；Overton，N.；St.Pourcain，C.B.，1998，Enzymatic Epoxidation of polybutadiene，Chem.Comm，177-178.3.Lemoult，S.C.；Richardson，P.F.；Roberts，S.M.，1995，Lipase catalyzed Baeyer-Villiger Reactions，J.Chem，Soc.Perkin Trans，I，89-91.4.Rüsch，M.；Warwel，S.，1996，Peroxyfatty acidslipase catalyzed preparation and expoxidation，Lipid Technology，7，77-80.5.Miurra，Y.；Yamane，T.，1997，Epoxidation of alkanes and cycloalkanes by microbial lipasesimmobilized with photocrosslinkable resin prepolymer，Biotechnol.Lett.，19，7，611-613)。其涉及的雙鍵環(huán)氧化與使用過氧化羧酸的化學(xué)反應(yīng)類似。在這些例子中，用脂肪酶(E.C.3.1.1.3，CAS No.9001-62-1，例如來自蔥頭假單胞菌(Pseudomonas cepacia)，DSM 3959，南極念珠菌(Candida antarctica)，DSM 3855，DSM3908，DSM3909，Humicola lanuginosa，DSM 3819，DSM4109，Humicolabrevispora，DSM 4110，Humicola brevis var.thermoidea，DSM4111，Humicola isolens，DSM 1800)在過氧化氫存在下催化過氧化羧酸的中間形成(WO91/04333)。
許多文獻(xiàn)公開了以實(shí)驗(yàn)室或工廠規(guī)模使用脂肪酶，主要用于酯化或酯交換。但是，這些文獻(xiàn)沒有描述過用酶方法制備呋喃型或吡喃型環(huán)氧芳樟醇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是生產(chǎn)環(huán)氧芳樟醇或含有環(huán)氧芳樟醇的混合物，其可被歸類于天然物并可用于生產(chǎn)天然香料。另一個(gè)目的是提供明顯高于現(xiàn)有技術(shù)的收率。特別是要達(dá)到大于90％的收率。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種制備環(huán)氧芳樟醇或含有環(huán)氧芳樟醇的混合物的方法，其特征在于在酶的存在下氧化芳樟醇或含有芳樟醇的混合物。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中可使用D-芳樟醇和L-芳樟醇。這些物質(zhì)可以純凈的形式使用，或以混合物的形式使用。同樣可使用與其它的物質(zhì)混合的芳樟醇。
適合的其它物質(zhì)是精油，純凈的或提取的。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，芳樟醇可存在于精油諸如玫瑰木油、芫荽油、羅勒油、薰衣草油等中。在這些情況下D-芳樟醇或L-芳樟醇也可作為單一物質(zhì)存在于反應(yīng)介質(zhì)中。在反應(yīng)介質(zhì)中的D-芳樟醇和L-芳樟醇的混合物當(dāng)然同樣適用于本發(fā)明的目的。
根據(jù)本發(fā)明使用的酶優(yōu)選是水解酶，特別是脂肪酶或蛋白酶。根據(jù)本發(fā)明，脂肪酶是適合并特別優(yōu)選的。尤其優(yōu)選活動的(mobilized)脂肪酶，例如來自德國Roche Diagnostics，Penzberg的Chirazym C2L2或來自丹麥Novo Nordisk，的Novozym 435。
優(yōu)選那些可借助下列微生物獲得的酶蔥頭假單胞菌(Pseudomonas cepacia)，例如DSM 3959，南極念珠菌(Candidaantarctica)，例如DSM 3855、DSM3908、DSM3909，Humicolalanuginosa，例如DSM 3819、DSM4109，Humicola brevispora，例如DSM 4110，Humicola brevis var.thermoidea，例如DSM 4111，Humicola isolens，例如DSM 1800。
優(yōu)選用酵母菌生產(chǎn)酶。對于本發(fā)明的目的，更優(yōu)選純培養(yǎng)物形式的念珠菌或這些酵母菌的混合的培養(yǎng)物，特別是南極念珠菌(Candidaantarctica)。因此，最優(yōu)選將來自南極念珠菌的脂肪酶用于根據(jù)本發(fā)明的方法。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，優(yōu)選在所述酶和氧化劑的存在下進(jìn)行芳樟醇的氧化。優(yōu)選過氧化氫。氧化劑可在氧化過程前或期間加入。同樣，根據(jù)本發(fā)明，可選擇一定組成的介質(zhì)和/或反應(yīng)條件，從而在進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明方法期間生成所需的氧化劑。尤其，可用酶進(jìn)行氧化劑的形成。其實(shí)例是氧化酶，如葡糖氧化酶。還可以使用非酶催化劑生成過氧化氫。
因此，在根據(jù)本發(fā)明的變化形式中，例如可選擇介質(zhì)和酶的組合從而在生產(chǎn)過程中就地生成過氧化氫。這可以包括在氧化反應(yīng)開始前開始過氧化氫的生成，或在氧化反應(yīng)期間就地發(fā)生過氧化氫的生成。根據(jù)本發(fā)明，例如可以在含水介質(zhì)中用葡糖氧化酶氧化葡萄糖，用酶方法形成過氧化氫。
除了使用酶和氧化劑，還經(jīng)常可以在反應(yīng)溶液中加入溶劑。根據(jù)本發(fā)明適合的溶劑是酸酯，優(yōu)選乙酸乙酯。除了這些酯，可形成過氧羧酸的羧酸也可以使用。例如乙酸、甲酸、苯甲酸。更優(yōu)選乙酸。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的溶劑是那些借助酶在過氧化氫存在下可形成過酸的溶劑。一個(gè)例子是乙酸乙酯，其在過氧化氫存在下借助脂肪酶形成過乙酸中間體。
以根據(jù)本發(fā)明特別優(yōu)選的方式，相應(yīng)地進(jìn)行下述反應(yīng) 芳樟醇環(huán)氧芳樟醇呋喃型化合物 吡喃型化合物令人驚奇地，可根據(jù)所述的本發(fā)明的方法制備環(huán)氧芳樟醇，其可歸類于天然物并因此可用于生產(chǎn)天然香料。此外，還令人驚奇地實(shí)現(xiàn)了以大于90％收率的直接方法進(jìn)行天然環(huán)氧芳樟醇的生產(chǎn)。這意味著與先前公開的借助微生物進(jìn)行的發(fā)酵方法相比根據(jù)本發(fā)明的方法表現(xiàn)出明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此適用于工業(yè)生產(chǎn)天然環(huán)氧芳樟醇。
環(huán)氧芳樟醇根據(jù)本發(fā)明可直接地或在香料中用于廣泛的食品領(lǐng)域。特別是用于在需要產(chǎn)生“柑桔”、“杏”和“藍(lán)莓”香味的場合。
具體實(shí)施例方式
含有環(huán)氧芳樟醇的有機(jī)相的蒸餾提純(10-塔板的塔)得到純度99％(GC)呋喃型環(huán)氧芳樟醇產(chǎn)物。其就器官感覺而言在味道和氣味上可與天然等同產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)相媲美。
盡管在前面為了說明對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是應(yīng)理解這些細(xì)節(jié)僅用于說明的目的，在不背離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下本領(lǐng)域的技術(shù)人員可作出變化。
權(quán)利要求
1.一種制備環(huán)氧芳樟醇或含有環(huán)氧芳樟醇的混合物的方法，包括在酶的存在下氧化芳樟醇或含芳樟醇的混合物形成反應(yīng)混合物的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中使用D-芳樟醇、L-芳樟醇或含有D-芳樟醇或L-芳樟醇的精油、或這些物質(zhì)的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中使用來自酵母菌或細(xì)菌的酶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中使用來自南極念珠菌菌株、Pseudomonoas sp.、Humico1a sp.、Mucor miehi或含有這些酵母菌的混合培養(yǎng)物的酶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中使用來自南極念珠菌的酶。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述的酶是脂肪酶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在一種或多種氧化劑存在下進(jìn)行氧化反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在反應(yīng)之前或期間加入氧化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在反應(yīng)之前或期間在反應(yīng)混合物中產(chǎn)生氧化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在氧化反應(yīng)之前或期間在催化劑存在下產(chǎn)生氧化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的酶用作催化劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的酶是葡糖氧化酶(GOD)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中以0.1-80％的量將氧化劑加入反應(yīng)介質(zhì)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述的氧化劑是過氧化氫。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在反應(yīng)介質(zhì)中加入溶劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述的溶劑是羧酸或羧酸酯。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述的溶劑是乙酸乙酯或乙酸。
18.環(huán)氧芳樟醇，其通過制備環(huán)氧芳樟醇或含環(huán)氧芳樟醇的混合物的方法制備，該方法包括在酶的存在下氧化芳樟醇或含有芳樟醇的混合物形成反應(yīng)混合物的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的環(huán)氧芳樟醇，其中使用D-芳樟醇、L-芳樟醇或含有D-芳樟醇或L-芳樟醇的精油、或這些物質(zhì)的混合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的環(huán)氧芳樟醇，其中使用來自酵母菌或細(xì)菌的酶。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的環(huán)氧芳樟醇，其中使用來自南極念珠菌菌株、Pseudomonoas sp.、Humicola sp.、Mucor miehi或含有這些酵母菌的混合培養(yǎng)物的酶。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的環(huán)氧芳樟醇，其中使用來自南極念珠菌的酶。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的環(huán)氧芳樟醇，其中所述的酶是脂肪酶。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的環(huán)氧芳樟醇，其中在一種或多種氧化劑存在下進(jìn)行氧化反應(yīng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的環(huán)氧芳樟醇，其中在反應(yīng)之前或期間加入氧化劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的環(huán)氧芳樟醇，其中在反應(yīng)之前或期間在反應(yīng)混合物中產(chǎn)生氧化劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的環(huán)氧芳樟醇，其中在氧化反應(yīng)之前或期間在催化劑存在下產(chǎn)生氧化劑。
28.根據(jù)權(quán)利要求18的環(huán)氧芳樟醇，其中所述的酶用作催化劑。
29.根據(jù)權(quán)利要求18的環(huán)氧芳樟醇，其中所述的酶是葡糖氧化酶(GOD)。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的環(huán)氧芳樟醇，其中以0.1-80％的量將氧化劑加入反應(yīng)介質(zhì)中。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的環(huán)氧芳樟醇，其中所述的氧化劑是過氧化氫。
32.根據(jù)權(quán)利要求18的環(huán)氧芳樟醇，其中在反應(yīng)介質(zhì)中加入溶劑。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的環(huán)氧芳樟醇，其中所述的溶劑是羧酸或羧酸酯。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的環(huán)氧芳樟醇，其中所述的溶劑是乙酸乙酯或乙酸。
35.一種含有香料的食品，其含有環(huán)氧芳樟醇，該環(huán)氧芳樟醇通過制備環(huán)氧芳樟醇或含環(huán)氧芳樟醇的混合物的方法制備，所述的方法包括在酶的存在下氧化芳樟醇或含芳樟醇的混合物形成反應(yīng)混合物的步驟。
36.含有環(huán)氧芳樟醇的香料組合物，該環(huán)氧芳樟醇通過制備環(huán)氧芳樟醇或含環(huán)氧芳樟醇的混合物的方法制備，所述的方法包括在酶的存在下氧化芳樟醇或含芳樟醇的混合物形成反應(yīng)混合物的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備環(huán)氧芳樟醇或含環(huán)氧芳樟醇的混合物的方法，其中是在酶的存在下氧化芳樟醇或含有芳樟醇的混合物。
文檔編號C12N9/20GK1396262SQ01137810
公開日2003年2月12日 申請日期2001年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月7日
發(fā)明者J·－M·希爾默, I·－L·加特菲爾德 申請人:哈爾曼及賴默股份有限公司