Sản xuất Vanillin tự nhiên từ nguồn tài nguyên tái tạo

Sử dụng axit ferulic làm chất nền

Axit ferulic, có nguồn gốc từ cám gạo và cám yến mạch, có cấu trúc tương tự vanillin và được sử dụng rộng rãi làm tiền chất để sản xuất vanillin. Nhiều vi sinh vật như Pseudomonas, Aspergillus, Streptomyces và nấm đã được sử dụng để sản xuất vanillin từ axit ferulic. Đặc biệt, các loài như Amycolatopsis và nấm mục trắng đã được xác định là những ứng cử viên tiềm năng để sản xuất vanillin từ axit ferulic. Một số nghiên cứu đã điều tra việc sản xuất vanillin từ axit ferulic bằng cách sử dụng vi sinh vật, phương pháp enzym và hệ thống cố định, làm nổi bật tính linh hoạt và tiềm năng của phương pháp này.

Quá trình tổng hợp vanillin từ axit ferulic bằng enzym liên quan đến enzym chủ chốt là feruloyl esterase, xúc tác quá trình thủy phân liên kết ester trong axit ferulic, giải phóng vanillin và các sản phẩm phụ liên quan khác. Bằng cách tìm ra lượng tối ưu của enzym sinh tổng hợp vanillin trong hệ thống không tế bào, các nhà nghiên cứu đã phát triển một chủng Escherichia coli tái tổ hợp được cải tiến có khả năng chuyển đổi axit ferulic (20mM) thành vanillin (15mM). Ngoài ra, việc sử dụng phương pháp cố định tế bào vi sinh vật đã thu hút sự chú ý do khả năng tương thích sinh học và tính ổn định tuyệt vời trong nhiều điều kiện khác nhau. Một kỹ thuật cố định mới để sản xuất vanillin từ axit ferulic đã được phát triển, loại bỏ nhu cầu sử dụng coenzyme. Phương pháp này liên quan đến decarboxylase độc ​​lập với coenzyme và oxygenase độc ​​lập với coenzyme chịu trách nhiệm chuyển đổi axit ferulic thành vanillin. Việc cố định đồng thời FDC và CSO2 cho phép sản xuất 2,5 mg vanillin từ axit ferulic trong mười chu kỳ phản ứng, đánh dấu một trường hợp tiên phong trong sản xuất vanillin thông qua công nghệ sinh học enzyme cố định.