余甘子植物多酚化学及其生物制造研发现状

                          杨顺楷      四川   成都

                                （二）

1.  植物多酚与植物单宁

早期利用荆树皮提取物（栲胶）用于生皮鞣革的用途。该植物提取物是由一系例多酚类化合物所组成，1962年，将基于其分子量在500-3000D范围的多酚类化合物，基于才是皮革鞣制起主要作用的植物多酚类（栲胶鞣剂），统称为植物单宁。大于或小于此范围的植物多酚化不能够对生皮蛋白纤维起到鞣制作用；因此称为能够起鞣制作用的500-3000D植物多酚称为植物单宁，可以说如今已经成为了植物多酚的代名词。

目前，植物单宁类这一天然产物可再生植物资源，已经引起各国科技工作者的研发兴趣。对于单宁类可以分类成为两大类群，那就是可水解单宁和缩合单宁。低分子量的这部分多酚（可水解单宁），具有更高更强的生物活性及应用价值，仅以最小的植物多酚化合物没食子酸（gallic acid，GA，三羟基苯甲酸）为例，它已经在全球APIs市场占有重要地位。

    GA是一种重要的有机精细化工产品。它是有机合成，医药，化工食品，国防轻工，环保，电子化学品等方         

      面不可缺少的原材料。例如，GA可用于制备3，4，5-三甲氧基苯甲醛（TMB），而TMB 则是合成抗菌磺胺

      增效剂三甲氧基苄胺嘧啶（TMP）的关键原料。可见，在GA烷基酯类化合物产品，GA 的甲氧基化衍生物

     及众多医药产品的开发利用方面，均都占有十分重要的位置。

     GA又是食品，化妆品（美白护肤）和食用油，饲料抗氧剂，还可用作半导体感光树脂的原料，其脱羧 产品

    焦性没食子酸也已经广泛用于电影胶片的显影剂，红外照相的热敏剂，苯乙烯和聚苯乙烯的阻聚剂，特别是

    电子芯片制造中使用的光刻胶就是高纯度的没食子酸甲酯，没食子酸丙酯普遍用于油脂抗氧剂。

  2. 植物单宁与单宁酶

    植物单宁生源来自于植物体分子代谢进化产生的自身的防卫物质。它主要经由GA氧化偶联多聚化，以及单宁     

    酶酶促芳香环氧化形成多样性多功能可水解单宁分子结构组分。所谓植物多酚的生物降解，就是指它与微生

    物的相互作用，虽然植物多酚或植物单宁通常具有普遍的抑制能力，但是低等的真菌曲霉青霉中的一些种类

    可以耐受多酚化合物的毒性，即使在高浓度的栲胶溶液中也能够生长。富集培养技术使用高纯单宁酸作为唯

     一 碳源选择出高活力生物降解的菌株，这些菌株产生的酶属于酰基水解酶，作用于可水解单宁的酯键，

     缩芳酸键，故称为单宁酶（tannase，EC-3.1.1.2.0），属于糖蛋白，分泌性。这些知识提供了对可再生植物

     单宁与微生物酶类资源，建立起工业技术途径，以及向植物合成生物学与生物制造发展提供了可能性。

    已知70%以上的中草药都含有植物多酚或植物单宁，开展其基础研究显得必要。由于中药现代化的需求，开 

    发利用中草药资源或我国特有的经济生物单宁资源，例如五棓子原料，以及已经引种的塔拉植物单宁资源（

    含每年从南美进口万吨级 初级原料），均都急需以酶法生产绿色工艺替代旧有精细化工生产GA的化学酸碱

    法，以避免污染环境，以及降低能耗和提高植物单宁原料利用率的经济性。

     例如，利用筛选的高转化率的黑曲霉单宁酶菌株，已经成功经由液体深沉培养借助单宁酶生物催化，全流程      

    酶法转化棓单宁生产公斤级的Ga产品。德国学者也已经成功构建单宁酶遗传重组菌珠，应用该菌株的发酵法

    固定化酶法两条途径，转化底物五棓子原料高效率产出GA产品。

                         （   待续  ）