2-苯乙醇(2-phenylethanol,2-PE),又名β-苯乙醇、2-苯基乙醇,具有玫瑰花特有的香气,天然存在于一些花和植物的精油中。2-苯乙醇香气轻柔甜和,广泛应用于食品、日用化妆品和烟草行业。目前全球2-苯乙醇的年产量超过万吨,主要通过化学合成生产,仅有很少一部分是从玫瑰精油中提取得来的。生物技术的迅猛发展为2.苯乙醇的制备提供了新途径。研究发现某些微生物在利用L-苯丙氨酸时会积累较高浓度的2.苯乙醇。L-苯丙氨酸(L-phenylalanine,L-Phe)是具有生理活性的芳香族氨基酸,工业上以发酵法或酶转化法生产。根据美国及欧洲法规,只要原料是天然的,通过生物技术处理后得到的产品也可以被认为是天然的。因此,生物法制备天然2-苯乙醇将成为一种极具前途的生产路线。本文以L-苯丙氨酸为底物,研究了通过微生物转化来生产天然2-苯乙醇的方法。　　 本文首先确定了底物L-苯丙氨酸和产物2-苯乙醇的检测方法。L-苯丙氨酸采用HPLC法检测。Agilent1100 series高效液相色谱仪配置了可变波长紫外检测器(VWD),KR100-5 C18柱(4.6mm×150mm×5μm)。流动相为70:30(v/v)的甲醇和水,流速为0.5mL/min,柱子恒温30℃,于260nm检测物质的吸收峰。2-苯乙醇采用GC法检测。Varian CP3380气相色谱仪使用甲基酮毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm),于160℃恒温保持8min,进样器和FID检测器均为280℃。　　 从土样出发,筛选2-苯乙醇的生产菌株。从多株能生物转化L-苯丙氨酸的菌株中挑选到一株转化能力最强的菌株,命名为P-3。与已经报道的2-苯乙醇生产菌株相比,P-3转化L-苯丙氨酸的能力较为突出,2-苯乙醇浓度较高,有工业化应用前景。综合菌株P-3的形态学特征、生理生化分析和18s rDNA序列比对结果,确定菌株P-3为酿酒酵母,并将其命名为Saccharomyces cerevisiae P-3。该菌株已于2009年3月1日保藏于中国典型培养物保藏中心,其保藏编号为CCTCC M209035。　　 为提高2-苯乙醇产量,对生物转化L-苯丙氨酸生产2-苯乙醇的培养基组成成分和培养条件进行了优化,最终确定了最佳生物转化条件,即转化培养基组成为L苯丙氨酸7g/L,甜菜糖蜜50g/L,磷酸氢二钾0.5g/L,磷酸二氢钾0.75g/L。培养温度为35℃,装液量为50mL/1000mL三角瓶,于180 r/min的往复式摇床培养。在此条件下,2-苯乙醇的最高产量为3.97g/L,摩尔转化率为76.7％。在50 L发酵罐规模,24 h时2-苯乙醇的产量达到4.45g/L。初步尝试了生物转化液中的2-苯乙醇提取方法,得到了2.苯乙醇小样,纯度达到99.7%,符合FCC标准,评香认为香气较好。　　 为降低2-苯乙醇对细胞的毒性,尝试了原位产物分离生物转化。在使用有机溶剂作为萃取剂的生物转化过程中,根据文献报道以及化合物的Log P值,挑选了油酸、油醇、十四酸异丙酯、十六酸异丙酯和聚丙二醇1500作为受试溶剂,结果发现十四酸异丙酯、十六酸异丙酯和聚丙二醇1500效果较好,2-苯乙醇的产量有大幅提高。使用聚丙二醇1500作为萃取剂的50 L发酵罐转化中,溶剂中2-苯乙醇浓度达到22 g/L,2-苯乙醇的总浓度达到7.5g/L。　　 在使用大孔吸附树脂的生物转化过程中,筛选发现树脂HZ818对2-苯乙醇有最强的选择性吸附能力,而对L-苯丙氨酸的吸附能力较弱。转化过程中加入7%的HZ818树脂(w/v,干重),转化40 h后最终2-苯乙醇的产量达到6.6g/L,摩尔转化率为74.4%。相比于未加树脂的单水相生物转化,2-苯乙醇的产量提高了66.2%。