Новини - Производство на естествен ванилин от възобновяеми ресурси

Въведение

Ванилинът е едно от най-популярните и широко използвани ароматични съединения в света.Традиционно се извлича от ванилови зърна, които са скъпи и са изправени пред предизвикателства по отношение на устойчивостта и уязвимостите на веригата за доставки.Въпреки това, с напредъка в биотехнологиите, особено в областта на микробната биотрансформация, се появи нова ера за естествено производство на ванилин.Използването на микроорганизми за биологична трансформация на естествени суровини е осигурило икономически жизнеспособен път за синтеза на ванилин.Този подход не само отговаря на проблемите, свързани с устойчивостта, но също така предлага иновативни решения за индустрията на вкусовете.Изследванията, проведени от SRM Institute of Science and Technology (SRMIST), предоставят цялостен преглед на еклектичните подходи към биологичния синтез на ванилин и техните приложения в хранителния сектор, обобщавайки различни техники за биологичен синтез на ванилин от различни субстрати и неговите разнообразни приложения в хранително-вкусовата промишленост.

II.Как да получите естествен ванилин от възобновяеми ресурси

Използване на ферулова киселина като субстрат

Феруловата киселина, получена от източници като оризови трици и овесени трици, показва структурни прилики с ванилина и служи като широко използван прекурсорен субстрат за производството на ванилин.Различни микроорганизми като Pseudomonas, Aspergillus, Streptomyces и гъби са били използвани за производството на ванилин от ферулова киселина.По-специално, видове като Amycolatopsis и гъби от бяло гниене са идентифицирани като потенциални кандидати за производство на ванилин от ферулова киселина.Няколко проучвания са изследвали производството на ванилин от ферулова киселина с помощта на микроорганизми, ензимни методи и имобилизирани системи, подчертавайки гъвкавостта и потенциала на този подход.

Ензимният синтез на ванилин от ферулова киселина включва ключовия ензим ферулоил естераза, който катализира хидролизата на естерната връзка във феруловата киселина, освобождавайки ванилин и други свързани странични продукти.Чрез изследване на оптималното количество биосинтетични ензими на ванилин в безклетъчни системи, изследователите са разработили подобрен рекомбинантен щам на Escherichia coli, способен да превръща феруловата киселина (20mM) във ванилин (15mM).Освен това, използването на имобилизация на микробни клетки привлече вниманието поради отличната му биосъвместимост и стабилност при различни условия.Разработена е нова техника за имобилизиране за производство на ванилин от ферулова киселина, елиминираща нуждата от коензими.Този подход включва коензим-независима декарбоксилаза и коензим-независима оксигеназа, отговорни за превръщането на феруловата киселина във ванилин.Ко-имобилизирането на FDC и CSO2 позволява производството на 2,5 mg ванилин от ферулова киселина в десет реакционни цикъла, отбелязвайки пионерски пример за производство на ванилин чрез имобилизирана ензимна биотехнология.

Използване на евгенол/изоевгенол като субстрат

Евгенолът и изоевгенолът, когато са подложени на биоконверсия, произвеждат ванилин и свързаните с него метаболити, за които е установено, че имат различни приложения и значителна икономическа стойност.Няколко проучвания изследват 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 способността им да произвеждат ванилин, получен от евгенол.Използването на евгенолоксидаза (EUGO) като ензим за производство на ванилин в индустриална среда показа значителен потенциал.EUGO проявява стабилност и активност в широк диапазон на pH, като разтворимият EUGO повишава активността и намалява времето за реакция.Освен това използването на имобилизиран EUGO позволява възстановяването на биокатализатора в до 18 реакционни цикъла, което води до повече от 12-кратно увеличение на добива на биокатализатор.По подобен начин имобилизираният ензим CSO2 може да насърчи превръщането на изоевгенол във ванилин, без да разчита на коензими.

Други субстрати

В допълнение към феруловата киселина и евгенола, други съединения като ванилова киселина и C6-C3 фенилпропаноиди са идентифицирани като потенциални субстрати за производството на ванилин.Ванилиевата киселина, произведена като страничен продукт от разграждането на лигнина или като компонент, конкуриращ се в метаболитните пътища, се счита за ключов прекурсор за производството на ванилин на биологична основа.Освен това предоставянето на представа за използването на C6-C3 фенилпропаноиди за синтез на ванилин представлява уникална възможност за устойчиви и иновативни вкусови иновации.

В заключение, използването на възобновяеми ресурси за естествено производство на ванилин чрез микробна биотрансформация е забележително развитие в индустрията на ароматите.Този подход предлага алтернативен, устойчив път за производство на ванилин, като се справя с опасенията за устойчивост и намалява зависимостта от традиционните методи за извличане.Разнообразните приложения и икономическата стойност на ванилина в хранително-вкусовата промишленост подчертават важността на продължаващите изследвания и разработки в тази област.Бъдещият напредък в областта на производството на натурален ванилин има потенциала да революционизира индустрията на вкусовете, предоставяйки устойчиви и екологични алтернативи за иновации във вкусовете.Докато продължаваме да използваме потенциала на възобновяемите ресурси и биотехнологичния напредък, производството на естествен ванилин от разнообразни субстрати представлява обещаващ път за устойчиви вкусови иновации.

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

Природосъобразен:Използването на възобновяеми ресурси като растения и отпадъци от биомаса за производството 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 дава възможност за устойчиво снабдяване с енергия и суровини, като помага за опазването на природните ресурси и задоволяването на нуждите на бъдещите поколения.

Опазване на биологичното разнообразие:Чрез рационалното използване на възобновяемите ресурси могат да се опазят дивите растителни ресурси, което допринася за опазването 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 вкуса и ароматните продукти.

Намаляване на зависимостта от изкопаеми горива:Използването на възобновяеми ресурси помага за намаляване на зависимостта от оскъдни изкопаеми горива, което е от полза за енергийната сигурност и разнообразието на енергийните структури.Надяваме се, че горната информация може да отговори на вашите въпроси.Ако имате нужда от справочен 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 е обещаващ за справяне с нарастващото търсене на естествен ванилин, като същевременно намалява зависимостта от синтетични производствени методи.

Естественият ванилин заема решаваща позиция в ароматната индустрия, ценен заради характерния си аромат и широко разпространената употреба като ароматизиращ агент в различни продукти.Жизненоважно е да се подчертае значението на естествения ванилин като търсена съставка в хранително-вкусовата промишленост, напитките и парфюмната индустрия поради неговия превъзходен 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 подобряване на ефективността и устойчивостта на производството на естествен ванилин от възобновяеми ресурси.Освен това, разработването на мащабируеми и рентабилни производствени методи ще играе ключова роля в насърчаването на широкото приемане на естествения ванилин като устойчива и екологична алтернатива в индустрията за вкусове.