CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.6. Tình hình nghiên cứu và sản xuất -decalactone trong và ngoài nƣớc
a. Trong nước
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học để sản xuất chất thơm bằng con đường sinh học như sinh tổng hợp hoặc sinh chuyển hóa cịn rất ít.
Năm 1995-2000, dựa vào phản ứng ozon hóa từ dầu thầu dầu. Bùi Quang Thuật đã tổng hợp được các chất có giá trị cao như [R] -decalactone, [R] -
undecalactone, diacetate [R]-1,4-decanodiol và khoảng 20 hợp chất thơm khác có hoạt tính quang học và sinh học, có thể sử dụng tốt trong cơng nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm [4].
Năm 2003, trong khuôn khổ nhiệm vụ “Bảo tồn và lưu giữ nguồn gen vi sinh vật công nghiệp thực phẩm”, Viện Công nghiệp Thực phẩm lần đầu tiên đã tiến
dầu thầu dầu thành chất thơm. Từ các kết quả phân lập mới và khảo sát các chủng có sẵn trong sưu tập giống, nhóm đề tài đã tuyển chọn được 3 chủng nấm men có khả năng chuyển hóa axit ricinoleic từ dầu thầu dầu để tạo chất thơm trong q trình ni cấy. Chất thơm đã được sơ bộ xác định thành phần bằng phương pháp sắc ký khí (GC), -decalactone tạo ra đã được sơ bộ định lượng và tách chiết. Hiệu suất
tổng hợp -decalactone bằng các chủng nấm men của Viện Công nghiệp Thực phẩm đạt cao nhất là 0,24% (240 mg/L môi trường nuôi cấy) đối với chủng KFP 346 [3].
Năm 2003, Lại Thị Ngọc Hà, đã công bố kết quả nghiên cứu về một số yếu tố có ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp -decalactone của chủng nấm men Yarrowia lipolytica W29. Ở điều kiện ni cấy trong phịng thí nghiệm với cơ chất dầu thầu dầu
20 g/L, pH=7,0, tốc độ lắc 200 vòng/phút, chủng nấm men này tổng hợp được 621mg
-decalactone/lít mơi trường [1].
b. Ngồi nước
Nhu cầu về chất thơm sử dụng trong các lĩnh vực chế biến thực phẩm, đồ uống, mỹ phẩm, dược phẩm và chất tẩy rửa đạt khoảng 16-20 tỷ đô la Mỹ hàng năm nhưng vẫn chủ yếu là các chất thơm được tổng hợp hóa học và chỉ rất ít trong chúng được sản xuất bằng con đường tách chiết từ thực vật hoặc qua sự trao đổi chất của vi sinh vật.
- lactone và -lactone là thành phần chủ yếu tạo nên hương thơm của các
nguồn hương tự nhiên như các loại quả và một số sản phẩm lên men. Hương thơm của các lactone là do cấu trúc vòng lactone quyết định, độ dài của mạch cacbon và cấu trúc đồng phân quang học. - decalactone, chất hương có giá trị lớn trong nhiều ngành công nghiệp và cho đến nay là chất thơm chính được tổng hợp bằng con đường sinh học. Sản lượng -decalactone càng ngày càng tăng, dẫn đến giá thành
giảm dần. Năm 1997, sản lượng -decalactone đạt 10 tấn làm giảm giá thành đáng
kể từ trên 12.000 đô la Mỹ/kg (năm 1986) xuống cịn 500 đơ la Mỹ/kg năm 1998 và 300 đô la Mỹ/kg năm 2003. Các nhà sản xuất chất thơm rất quan tâm đến việc hạ giá thành sản xuất và điều này đã dẫn tới sự thay đổi trong định hướng nghiên cứu ở lĩnh vực này [20].
Một số kết quả nghiên cứu khoa học về chuyển hóa cơ chất tạo thành chất thơm dạng lactone nhờ sử dụng vi sinh vật đã được thống kê như sau:
Farbood và Willis (1985) sử dụng các chủng nấm men Yarrowia lipolytica,
Aspergillus oryzae, Geotrichum klebahnii và Candida sp. Để tổng hợp -
decalactone từ các cơ chất chính là dầu thầu dầu, dầu thầu dầu cùng với enzyme lipase, dầu thầu dầu thủy phân ở quy mơ phịng thí nghiệm trong các bình tam giác có khuấy. Tuy nhiên, hiệu suất thu được cịn thấp, chỉ đạt 0,69g/L mơi trường sau 1 tuần nuôi cấy [17].
Trong một nghiên cứu gần đây, Alchihab M và cộng sự (2010) đã sử dụng các chủng nấm men Rhodotorula aurantiaca phân lập từ Nam Cực để lên men dầu thầu dầu tạo -decalactone. Nồng độ γ-decalactone cao nhất đạt 5,8g/L trên môi trường chứa 20g/L dầu thầu dầu [8].
Nồng độ γ-decalactone tích tụ trong canh trường cao nhất hiện nay (12,3 g/L) được ghi nhận bởi nhóm tác giả Đức thực hiện trên Yarrowia lipolytica HR 145
(DSM 12397), mơi trường chứa 0,5% ure, khống chất, vitamin, 0,07% Tween 80, và 5% dầu thầu dầu, sau khi đã tối ưu hóa điều kiện lên men. Kỹ thuật này đã được đăng ký bản quyền công nghệ bởi công ty Haarmann & Reimer GmbH [33].
Groguenin và cộng sự năm 2004, sau khi xác định được các đặc tính của một số enzyme của con đường β - oxy hóa trong nấm men Yarrowia lipolytica, đã
nghiên cứu loại bỏ một số enzime hoạt động trong quá trình chuyển hóa chuỗi ngắn. Khi loại bỏ được các enzyme này, đã nâng cao được hiệu suất chuyển hóa và tích lũy các hợp chất hương thơm lớn hơn 4 lần [24].