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木头“变身”智能反应器！我国科研团队解锁风味酯绿色制备新方案
本报记者 高志民
日常生活中，糖果的清甜果香、护肤品的淡雅花香，背后都离不开一种关键物质——风味酯。作为食品、化妆品、日化行业的核心香精原料，风味酯的生产技术直接影响着产品品质与绿色生产水平。近日，中国农业科学院油料作物研究所科研团队取得突破性进展，巧用天然木材创制出仿生微通道酶反应器，成功实现多种食品风味酯的连续、高效、绿色制备，相关研究成果正式刊发于国际权威期刊《生物资源技术》，为香精香料绿色工业化生产开辟了全新路径。
长期以来，风味酯的工业化生产主要依靠化学合成与传统酶法制备两种方式，但两种技术均存在明显短板，制约着行业高质量发展。传统化学合成工艺成熟，但生产过程能耗高、污染物排放量大，且容易产生大量副产物，不仅增加提纯成本，还不符合当下绿色低碳的产业发展理念。
相较更环保的酶法制备，其原本是替代化学合成的理想方案，但传统间歇搅拌式生产模式存在诸多技术瓶颈。该模式传质效率差、反应体系稳定性低，极易导致核心催化用的脂肪酶失活，不仅大幅提升生产成本，还无法实现连续化、规模化生产，难以满足市场对高品质风味酯的大批量需求，成为行业长期难以突破的痛点。
为破解风味酯生产“环保与高效难以兼顾”的行业难题，油料所油料品质化学与加工利用创新团队另辟蹊径，聚焦天然生物质材料的仿生应用，打造出低成本、高性能的新型酶反应体系。研究团队选用廉价易得、天然孔隙结构有序的巴沙木柱作为核心基材，依托木材本身天然形成的微米级微 通道结构，搭配先进的硅烷化疏水修饰和脂肪酶固定化技术，成功构建出木材仿生微通道酶反应器。
这款创新反应器充分挖掘了天然木材的结构优势，有序的微米级通道为反应物料流通、热量传递、物质交换提供了绝佳载体，彻底改善了传统工艺传质低效的问题。同时，固定化的脂肪酶稳定性大幅提升，有效规避了酶易失活、损耗大的问题。该设备可精准调节底物流速，全程实现反应过程安全可控、高效传热传质，真正实现了多种食品风味酯的绿色、高效、连续化制备，兼具环保性、经济性与实用性。
相较于传统生产工艺，木材仿生酶反应器优势十分突出。原材料天然可再生、成本低廉，制备工艺简单可控，无需复杂高端设备；生产过程绿色无污染，无大量副产物产生，契合绿色化工发展要求；突破了传统酶法无法连续生产的瓶颈，大幅提升生产效率、降低生产成本，为风味酯工业化、规模化生产提供了全新技术支撑。
据了解，该研究获得国家重点研发计划、湖北省重点研究计划及中国农科院创新工程的多重支持。此次技术创新，不仅巧妙实现了天然生物质材料与生物催化技术的跨界融合，攻克了风味酯绿色生产的核心技术难题，也为食品香精、日化香料的低碳化、高品质生产提供了新范式，同时为木材生物质的高值化利用开拓了新方向，具备广阔的工业应用前景与重要的科研应用价值。
编辑：马嘉悦
