Новини - Естествено производство на ванилин от възобновяеми ресурси

I.Инкция

Vanillin е едно от най -популярните и широко използвани вкусови съединения в света. Традиционно той е извлечен от ванилов боб, които са скъпи и са изправени пред предизвикателства по отношение на устойчивостта на устойчивостта и веригата на доставките. Въпреки това, с напредъка в биотехнологиите, особено в областта на микробната биоотрансформация, се появи нова ера за производството на естествен ванилин. Използването на микроорганизми за биологичната трансформация на естествените суровини осигурява икономически жизнеспособен път за синтеза на ванилин. Този подход не само се занимава с опасенията за устойчивост, но също така предлага иновативни решения за ароматната индустрия. Изследванията, проведени от Института за наука и технологии на СРМ (SRMIST), предоставиха цялостен преглед на еклектичните подходи към биологичния синтез на ванилин и техните приложения в хранителния сектор, обобщавайки различни техники за биологичната синтеза на ванилин от различни субстрати и разнообразните му приложения в хранителната индустрия.

II. Как да получите естествен ванилин от възобновяеми ресурси

Използване на ферулова киселина като субстрат

Ферулова киселина, получена от източници като оризови трици и овесени трици, проявява структурни прилики с ванилин и служи като широко използван субстрат на предшественика за производство на ванилин. За производството на ванилин от ферулова киселина са използвани различни микроорганизми като Pseudomonas, Aspergillus, Streptomyces и гъбички. По-специално, видове като амиколатопсис и гъбички с бял гняв са идентифицирани като потенциални кандидати за производство на ванилин от ферулова киселина. Няколко проучвания са изследвали производството на ванилин от ферулова киселина, използвайки микроорганизми, ензимни методи и имобилизирани системи, подчертавайки гъвкавостта и потенциала на този подход.

Ензимният синтез на ванилин от ферулова киселина включва ключовата ензимна ферулоил естераза, която катализира хидролизата на естерната връзка при ферулова киселина, освобождавайки ванилин и други свързани с тях странични продукти. Изследвайки оптималното количество биосинтетични ензими на ванилин в системите без клетки, изследователите са разработили подобрен рекомбинантният щам Escherichia coli, способен да превърне ферулова киселина (20 mm) във ванилин (15 mm). Освен това, използването на обездвижването на микробните клетки привлече вниманието поради отличната му биосъвместимост и стабилност при различни условия. Разработена е нова техника за обездвижване за производство на ванилин от ферулова киселина, елиминирайки нуждата от коензими. Този подход включва коензим-независима декарбоксилаза и коензим-независима оксигеназа, отговорна за превръщането на ферулова киселина във ванилин. Съвместната лимобилизация на FDC и CSO2 дава възможност за производство на 2,5 mg ванилин от ферулова киселина в десет реакционни цикъла, отбелязвайки пионерски случай на производство на ванилин чрез имобилизирана ензимна биотехнология.

Използване на евгенол/изоеугенол като субстрат

Евгенол и изоеугенол, когато са подложени на биоконверсия, произвеждат ванилин и свързаните с него метаболити, за които е установено, че притежават различни приложения и значителна икономическа стойност. Няколко проучвания са изследвали използването на генетично модифицирани и естествено срещащи се микроорганизми за синтезиране на ванилин от Евгенол. Потенциалът за разграждане на евгенол е наблюдаван при различни бактерии и гъбички, включително, но не само, Bacillus, Pseudomonas, Aspergillus и Rhodococcus, демонстрирайки тяхната способност в производството на ванилин, получено от Евгенол. Използването на евгенол оксидаза (EUGO) като ензим за производство на ванилин в индустриална среда показа значителен потенциал. EUGO проявява стабилност и активност в широк диапазон на pH, като разтворимото евто повишава активността и намалява времето за реакция. Освен това, използването на обездвижено EUGO позволява възстановяването на биокатализатора в до 18 реакционни цикъла, което води до повече от 12-кратно увеличение на добива на биокатализатор. По същия начин, имобилизираният ензим CSO2 може да насърчи превръщането на Isoeugenol във ванилин, без да разчита на коензими.

Други субстрати

В допълнение към ферулова киселина и евгенол, други съединения като ванилови киселина и C6-C3 фенилпропаноиди са идентифицирани като потенциални субстрати за производство на ванилин. Ваниловата киселина, произведена като страничен продукт на разграждането на лигнина или като компонент, конкуриращ се по метаболитни пътища, се счита за ключов предшественик за производството на био-базирана ванилин. Освен това, предоставянето на представа за използването на C6-C3 фенилпропаноиди за синтез на ванилин предоставя уникална възможност за устойчиви и иновативни ароматични иновации.

В заключение, използването на възобновяеми ресурси за производство на естествено ванилин чрез микробна биоотрансформация е забележително развитие в ароматната индустрия. Този подход предлага алтернативен, устойчив път за производството на ванилин, адресирайки опасенията за устойчивост и намаляване на разчитането на традиционните методи за извличане. Разнообразните приложения и икономическата стойност на ванилин в хранителната индустрия подчертават значението на продължаващите изследвания и разработки в тази област. Бъдещият напредък в областта на производството на естествен ванилин има потенциал да революционизира ароматната индустрия, осигурявайки устойчиви и екологични алтернативи за иновации на вкуса. Докато продължаваме да използваме потенциала на възобновяемите ресурси и биотехнологичния напредък, производството на естествен ванилин от различни субстрати представя обещаващ път за иновации с устойчив аромат.

Iii. Какви са ползите от използването на възобновяеми ресурси за производство на естествен ванилин

Екологично чист:Използването на възобновяеми ресурси като растения и отпадъци от биомаса за производство на ванилин може да намали нуждата от изкопаеми горива, да намали отрицателните въздействия върху околната среда и да намали емисиите на парникови газове.

Устойчивост:Използването на възобновяеми ресурси позволява устойчиво снабдяване с енергия и суровини, като помага за защита на природните ресурси и задоволяване на нуждите на бъдещите поколения.

Защита на биоразнообразието:Чрез рационалното използване на възобновяеми ресурси могат да бъдат защитени диви растителни ресурси, което допринася за защитата на биоразнообразието и поддържането на екологичния баланс.

Качество на продукта:В сравнение със синтетичния ванилин, естественият ванилин може да има повече предимства в качеството на аромата и естествените характеристики, което ще помогне за подобряване на качеството на продуктите на аромата и аромата.

Намалете зависимостта от изкопаемите горива:Използването на възобновяеми ресурси помага за намаляване на зависимостта от оскъдни изкопаеми горива, което е полезно за енергийната сигурност и разнообразието на енергийната структура. Надявам се, че горната информация може да отговори на вашите въпроси. Ако имате нужда от референтен документ на английски, моля, уведомете ме, за да мога да ви го предоставя.

IV. Заключение

Потенциалът за използване на възобновяеми ресурси за производство на естествен ванилин като устойчива и екологична алтернатива е значителен. Този метод обещава за справяне с нарастващото търсене на естествен ванилин, като същевременно намалява разчитането на методите за синтетично производство.

Естественият ванилин заема решаваща позиция в ароматната индустрия, оценена за характеристичния си аромат и широкото използване като ароматизиращ агент в различни продукти. Жизненоважно е да се подчертае значението на естествения ванилин като търсена съставка в индустрията за храна, напитки и аромати поради превъзходния си сензорен профил и предпочитанията на потребителите към естествените аромати.

Освен това, областта на производството на естествен ванилин предоставя значителни възможности за по -нататъшни изследвания и разработки. Това включва проучване на нови технологии и иновативни подходи за повишаване на ефективността и устойчивостта на производството на естествен ванилин от възобновяеми ресурси. Освен това, развитието на мащабируеми и рентабилни производствени методи ще играе основна роля за насърчаване на широкото приемане на естествения ванилин като устойчива и екологична алтернатива в ароматната индустрия.