枯草芽孢杆菌发酵生产四甲基吡嗪的代谢调控与过程优化文献综述-文献综述网

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文献综述

一、前言近年来随着化石原料的逐渐短缺和环境恶化等问题，利用可再生资源为原料加工生产化学品可从源头上解决资源短缺和环境污染问题，实现可持续发展。

目前生产四甲基吡嗪（TTMP）的方法主要有直接从植物中提取、化学合成和微生物发酵法三种。

直接萃取法是以伞形科植物川芎为原料，但TTMP在原料中含量不足0.02%，尽管近年来一些新的提取方法如乙醇回流[1]、大孔吸附树脂分离或者高速逆流色谱[2]使TTMP的纯度逐渐提高，但工艺上仍存在溶剂回收困难、精制周期长等难题。

加之原料川芎来源有限，易受冻害的影响造成原料供应紧张，增大了生产成本[3]，不适合工业化生产。

化学合成法采用的底物不尽相同，如王向宇[4]等以金属配位化合物为催化剂催化,-二酮一肟加氢合成TTMP，此工艺虽催化剂制备简单、反应压力较低，但原料的制备需要亚硝酸乙酯的参与，而亚硝酸乙酯是一种极强毒性的气体；邓泽庭[5]等以3-氨基丁酮为原料，经原料自身缩合，进一步氧化制得TTMP。

另有学者利用美拉德反应[6]自然合成吡嗪类化合物，但该反应的产物种类繁多，各物质间不易分离，因此不适用于大规模生产。

尽管化学合成法制备TTMP的工艺成熟，但工艺复杂、反应条件剧烈、对设备要求高和产物非天然等问题无疑也制约了TTMP的规模化生产，可持续发展战略亟待一种环境友好的方法改变此现状。

微生物发酵法包括菌种诱变筛选技术和发酵工程技术。

目前国内相关研究报道较少，国外研究较多，主要集中在法、日、德和美国。

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