CN101831470A - 二氢双环内酯的制备方法及其应用 - Google Patents

二氢双环内酯的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了二氢双环内酯的制备方法及其应用。本发明的制备方法以米曲霉为菌种、粮食为原料，经固体发酵、水解、分离、提纯得到二氢双环内酯天然化合物。本发明所制得的二氢双环内酯风味化合物是双环的内酯化合物，该化合物具有纯正的酱油风味，可作为香精香料用于酱油和酱料的风味强化。

Description

二氢双环内酯的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及食品生物技术领域，具体涉及利用米曲霉、黑曲霉制备二氢双环内酯的方法，以及二氢双环内酯在制备香精香料、风味调节剂的用途。
背景技术
二氢双环内酯最初从青霉的代谢产物分离得到。该化合物具有抗溃疡活性，目前主要作为药物使用(Aldridge，David C.et al.Pharmaceutical Compositions.US patent4103023)。然而采用青霉生产该化合物，发酵液中可能产生非食品成分，具有一定食品安全风险。AJ Birch等人报道其他曲霉属可以产生二氢双环内酯(AJ Birch，Metabolites of Aspergillus indicus：The structure and some aspects of the biosynthesis ofdihydrocanadensolide，Australian Journal of Chemistry，1968，21(11)：2775-2784)，但由于使用半合成培养基，引入了一些非食品工业允许添加的成分，纯化难度较大，也不适合用于食品工业。此外，以上文献均未报道该化合物的酱香风味特性及风味素用途。
发明内容
本发明提供一种利用米曲霉发酵制备具有酱香风味的化物二氢双环内酯的方法，采用天然培养基及食品用菌种，安全性好。
本发明所述的二氢双环内酯及米曲霉发酵制备方法包括如下步骤：
1.以粮食为原料，经蒸煮、接种0.03％(w/w)米曲霉或黑曲霉培养，得到大曲；
2.将大曲与15～20％(w/w)食盐水以1∶2.5-5(w/w)混合，20～30℃水解30-60d，得水解液；
3.将水解液离心，去除沉淀，得水解上清液；
4.将水解上清液与等体积的乙酸乙酯萃取三次，合并乙酸乙酯相，减压浓缩至干，得粗提物。
5.将粗提物用乙酸乙酯溶解，再与230-400目硅胶G粉混合，装层析柱，以正己烷-丙酮混合液进行洗脱，得洗脱液，所述乙酸乙酯的重量为粗提物的1-3倍，硅胶G粉的重量为粗提物和乙酸乙酯的混合溶液的1-3倍；
6.将洗脱液浓缩、蒸馏，得到无色透明粒状晶体，即为二氢双环内酯。
在步骤(1)中，粮食为大豆、豆粕、小麦、面粉、麸皮中的一种或一种以上。蒸煮的温度为100℃～125℃，蒸煮的时间为6min～20min。培养的温度为28℃～36℃，湿度为70％～95％，培养时间为40h～72h。
在步骤(3)中，离心的转速为1500rpm～4800rpm，离心时间为10～20min。
在步骤(4)中，减压浓缩的温度是30～55℃，真空度为0.08MPa～0.1MPa。
在步骤(5)中，以正己烷∶丙酮＝99％∶1％～50％∶50％进行洗脱。
采用二氢双环内酯用作香精、香料、风味调节剂及制备复合香精香料，可以增强和改善酱油和酱料的风味。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：该方法采用天然食品成分和食品工业中允许使用的微生物生产二氢双环内酯，无精细化工产品，无二次污染，且反应条件温和，能耗低，安全性好。
附图说明
图1为具体实施方式制得的二氢双环内酯的质谱图。
图2为具体实施方式制得的二氢双环内酯的单晶结构分析图。
图3为具体实施方式制得的二氢双环内酯的13C核磁共振图谱。
图4为具体实施方式制得的二氢双环内酯的1H核磁共振图谱。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
实施例1：
1.大豆在水中浸泡6h，于121℃加热10min，冷却后，与面粉以4∶1(w/w)，进行混合，均匀拌入占大豆和面粉重量0.03％(w/w)的米曲霉3.042孢子，于培养箱中30℃，湿度为90％的条件下进行48h培养，得到大曲。
2.将大曲与浓度为20％(w/w)食盐水以重量1∶2.5混合，30℃水解30d，得水解液。
3.将水解液4800rpm离心10min，去除沉淀，得水解上清液。
4.将水解上清液以等体积的乙酸乙酯萃取三次，30℃，真空度为0.08MPa减压浓缩至干，得粗提物。
5.将粗提物用乙酸乙酯溶解，再与300目硅胶G粉混合，装层析柱，以正己烷-丙酮混合液进行梯度洗脱，得洗脱液，所述粗提物与乙酸乙酯的重量比为1∶1，粗提物和乙酸乙酯的混合溶液与硅胶G粉的重量比为1∶1，正己烷-丙酮混合液中，正己烷与丙酮的重量百分比比为50％∶50％；将洗脱液静置挥发溶剂后，得到无色透明粒状晶体，mp 90～92℃，经气相色谱-质谱联用、核磁共振、单晶X射线衍射证实为6β-n-丁基-3，3aα，6，6aα-四氢-3a-甲基呋[3，4-b]-呋喃-2，4-二酮，如图1～4分别为二氢双环内酯的质谱图、单晶结构分析图、13C核磁共振图谱和1H核磁共振图谱，其结构式如下：
Figure GSA00000105597800031
6.经感观鉴评，二氢双环内酯具有天然的酱香，香气醇厚。添加到调味品中可增进酱香气，改善风味。
实施例2
1.固体培养：豆粕稍润水，于110℃加热20min，冷却后，与面粉比例为4∶1(w/w)，进行混合，均匀拌入占豆粕和面粉质量0.05％(w/w)的生产菌种黑曲霉孢子，于培养箱中36℃，湿度为90％的条件下进行40h培养，45h后得到大曲。
2.将大曲与浓度为18％(w/w)食盐水以1∶3混合，20℃水解60d，得水解液。
3.将水解液2000rpm离心20min，去除沉淀，得水解上清液。
4.将水解上清液以等体积的乙酸乙酯萃取三次，45℃，真空度为0.1MPa减压浓缩至干，得粗提物。
5.将粗提物用乙酸乙酯溶解，再与250目硅胶G粉混合，装层析柱，以正己烷-丙酮混合液进行梯度洗脱，得洗脱液，所述粗提物与乙酸乙酯的重量比为1∶1.5，粗提物和乙酸乙酯的混合溶液与硅胶G粉的重量比为1∶2，正己烷-丙酮混合液中，正己烷与丙酮的重量百分比比为80％∶20％；将洗脱液浓缩，得到无色透明粒状晶体，即为二氢双环内酯。
6.经感观鉴评，分离所得的化合物具有天然的酱香，香气醇厚。添加到调味品中可改善风味。
实施例3
1.固体培养：豆粕润水，于125℃加热6min，冷却后，与炒过且磨后的小麦粉以比例为1∶1混匀，再均匀拌入占豆粕和小麦粉质量0.03％(w/w)生产菌种米曲霉孢子，于培养箱中28℃，湿度为90％的条件下进行50h培养，50h后得到大曲。
2.将大曲与浓度为19％(w/w)食盐水以1∶5混合，25℃水解50d，得水解液。
3.将水解液3500rpm离心15min，去除沉淀，得水解上清液。
4.将水解上清液以等体积的乙酸乙酯萃取三次，55℃，真空度为0.08MPa减压浓缩至干，得粗提物。
5.将粗提物用乙酸乙酯溶解，再与400目硅胶G粉混合，装层析柱，以正己烷-丙酮混合液进行梯度洗脱，得洗脱液，所述粗提物与乙酸乙酯的重量比为1∶3，粗提物和乙酸乙酯的混合溶液与硅胶G粉的重量比为1∶3，正己烷-丙酮混合液中，正己烷与丙酮的重量百分比比为98％∶2％；洗脱组分静置挥发溶剂后，得到无色透明粒状晶体，经鉴定为二氢双环内酯。
6.经感观评价可得，分离所得的二氢双环内酯酱香醇厚，添加到食品中可改善酱香风味。

Claims (10)

1.二氢双环内酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以粮食为原料，经蒸煮，接种重量为所述粮食0.03％-0.05％的米曲霉或黑曲霉培养，得到大曲；
(2)将大曲与质量浓度为15～20％的食盐水以重量比1∶2.5-5混合，于20～30℃水解30-60d，得水解液；
(3)将水解液离心，去除沉淀，得水解上清液；
(4)将水解上清液与等体积的乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯相，减压浓缩至干，得粗提物；
(5)将粗提物用乙酸乙酯溶解，再与230-400目硅胶G粉混合，装层析柱，以正己烷-丙酮混合液进行洗脱，得洗脱液，所述乙酸乙酯的重量为粗提物的1-3倍，硅胶G粉的重量为粗提物和乙酸乙酯的混合溶液的1-3倍；
(6)将洗脱液浓缩、蒸馏，得到无色透明粒状晶体，即为二氢双环内酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中，所述粮食为大豆、豆粕、小麦、面粉、麸皮中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中，所述蒸煮的温度为100℃～125℃，蒸煮的时间为6min～20min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中，所述培养的温度为28℃～36℃，湿度为70％～95％，培养时间为40h～72h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中，所述离心的转速为1500rpm～4800rpm，时间为10～20min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中，所述减压浓缩的温度是30～55℃，真空度为0.08MPa～0.1MPa。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)中，所述正己烷与丙酮的混合液中，正己烷与丙酮的重量比为99％∶1％～50％∶50％。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于步骤(4)中所述萃取的次数为3次。
9.权利要求1所述的二氢双环内酯作为香精、香料或风味调节剂的应用。
10.权利要求1所述的二氢双环内酯在制备复合香精香料中的应用。
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