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化学分析与检测技术
Chemical Analysis and Detection Techniques

的含量按 2％计算，即便在香荚兰豆丰收的年份，天然香兰素每千克的价格也要
达到一千美元以上，与合成的香兰素价格有着天壤之别。鉴于天然香兰素严重的
市场短缺，生物技术制备天然香兰素的研究非常活跃。
文献报道的生物转化制备天然香兰素的前体物包括木质素、丁子香酚、阿魏

酸、姜黄色素、安息香树脂，转化率通常低于 30％，产量水平在 1g/L 以下。底
物及产物对微生物细胞的毒性以及产物在反应体系中的降解是产率低下的主要原
因。阿魏酸被认为是制备天然香兰素最有前景的底物，文献报道在 10L 的反应器
中，在 Amycolatopsis sp. 或 Streptomyces setonii 菌株的作用下，香兰素的最终产

率可分别高达 11.5g/L 或 13.9g/L。第一个成功商业化的例子是 Rhodia 公司采用
Givaudan 公司的技术，于 2000 年由阿魏酸合成了商品名称为 RhovanilNatural 的
天然香兰素。
尽管每千克售价 700 美元，但相比香荚兰豆价格极高的 2003 年，已经达到

可以接受的水平。2015 年，Givaudan 开发了一种全新的生物合成阿魏酸的工艺，
可用做生产天然香兰素的原料。该工艺以 p- 香豆酸为原料，经过羟基化和 O －
甲基化两步反应，咖啡酸为中间代谢产物。该工艺的开发具有非常重要的意义，
因为在玉米芯、酒糟、米糠等废弃物中，p- 香豆酸以很高的含量与阿魏酸同时

存在。同年，BASF 公司推出了改进的由阿魏酸制备香兰素的工艺，催化剂是通
过基因工程改造过的 Pseudomonas 菌株。法国 ManeS.A. 公司还曾在 2014 年推
出了一条改进的以丁香酚为原料通过微生物转化生产香兰素的工艺，商标名称为
SenseCaptureTM。

以葡萄糖为原料通过多步生物转化制备香兰素也是一条可行的途径。该方法
最早是由美国密歇根大学的 Frost 教授于 1998 年报道的。瑞士的 Evolva 公司与
InternationalFlavors ＆ Fragrances(IFF）公司以该报道为基础，成功开发了由葡萄
糖生物合成香兰素的工艺。值得注意的是，由于香兰素对发酵过程中的微生物有

毒，因此在反应体系中要将产物转化为香兰素糖苷，发酵完成后经水解得到香兰
素。2014 年，IFF 已将该技术生产的天然香兰素用于产品中。以辣椒素（( 反式 )
8- 甲基 -N- 香草基 -6- 壬烯酰胺）为原料通过两步生物转化制备香兰素也是一条
很有前景的途径。天然的辣椒素来源丰富，其可在羧酸酯酶的作用下转化为香草

基胺，然后在风味蛋白香草基醇氧化酶（VAO）的作用下生成香兰素。风味蛋白
香草基醇氧化酶非常价廉易得，催化脱氨效率很高，不需要其他的辅助试剂，只

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