简述
吡嗪(Pyrazines)是一类在1，4位含N原子的六元杂环化合物，通常具有重要的风味价值。其中，化合物2-乙基-3,5-二甲基吡嗪/2-乙基-3,6-二甲基吡嗪(2-ethyl-3,5/3,6-dimethylpyrazine，EDMPs)为同分异构体，具有典型的巧克力，焙烤，坚果香气且风味阈值极低。EDMPs已被证明食用安全，是作为食物香精被广泛应用的前5种吡嗪化合物之一[1]。常温常压下，2-乙基-3,5-二甲基吡嗪是一种黄色油状或无色液体，具有威士忌酒和炒花生香气，天然存在于威士忌酒、朗姆酒、炒花生、咖啡等物质中。
合成研究
目前，食品工业所需的2-乙基-3,5-二甲基吡嗪/2-乙基-3,6-二甲基吡嗪(EDMPs)主要依靠化学法生产，随着消费者对天然香料的青睐，微生物法生产EDMPs化合物正在受到关注。然而，可发酵生产EDMPs的安全微生物种属未知，EDMPs的微生物合成途径未知，为EDMPs的微生物高效合成带来极大挑战。研究人员基于对吡嗪类化合物的研究，对242种传统酿造样品中的挥发性化合物进行了检测，最终从酱香型曲料(A1)样品中检测到较高含量的EDMPs，并以该阳性样品为筛选源从中分离得到一株产EDMPs的菌株，通过生理生化实验和分子生物学鉴定，该EDMPs产生菌株为枯草芽孢杆菌属,将其命名为Bacillus subtilis Nr.5。
从2-乙基-3,5-二甲基吡嗪等EDMPs的结构特点出发，研究提出D-葡萄糖和L-苏氨酸可能为EDMPs微生物合成的底物，经代谢产生关键前体物质氨基丙酮和2,3-戊二酮参与到EDMPs的合成。首先采用底物添加实验，证明了D-葡萄糖和L-苏氨酸可明显的提升EDMPs合成。随后，结合多组合同位素示踪法，添加不同组合方式的D-[13C6]-葡萄糖和L-[13C4,15N]-苏氨酸作为底物，对合成的EDMPs，氨基丙酮和2,3-戊二酮进行质谱分析。结果表明，D-葡萄糖和L-苏氨酸是EDMPs合成的底物，其中氨基丙酮(来源于L-苏氨酸)及2,3-戊二酮(来源于D-葡萄糖和L-苏氨酸)是EDMPs合成的中间代谢产物。通过酱油模拟发酵体系对接种/不接种合成EDMPs的菌株B.subtilis Nr.5的酱油样品进行EDMPs含量的分析。结果表明，B.subtilis Nr.5的接入能有效促进酱油发酵过程中EDMPs的积累，且目标产物EDMPs的浓度随底物浓度的增加而增加[1]。
应用
食品领域公开了一种榛子风味香精基料的制备方法，其以L谷氨酸，L-精氨酸，DL-缬氨酸，L-缬氨酸，2-乙基-3,5-二甲基吡嗪，2-乙基-3-甲基吡嗪等物质为基本原料。该基料采用多种氨基酸，糖，天然原料和风味化合物为原料制备，具有浓郁的榛子的烘烤香味和耐高温的性能，可广泛应用于食品，烟草工业中，满足了消费者对榛子风味产品的需求[2]。此外，2-乙基-3,5-二甲基吡嗪复配2,3,5-三甲基吡嗪，2,3-二甲基吡嗪，2,4-癸二烯醛，3-甲硫基丙醛等物质还可得到一种烤土豆香精。该香精香气自然，逼真度高，饱满醇厚，品质稳定，接近烤土豆的天然香气，且耐高温，能够有效补充热加工过程中土豆风味的损失，从而增强食品的土豆特征风味[3]。
精细化工领域则公开了一种用于精密铜合金工件的化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000-1200份，98wt%硫酸350-500份，磷酸铝3-10份，过硫酸钾10-30份，二苯基硫脲0.1-0.5份，缓蚀剂3-5份。其中，缓蚀剂为2-乙基-3,5-二甲基吡嗪，硫脲，山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：13：35：510。与现有技术相比，该发明的铜合金化学抛光液环保无黄烟，腐蚀速度慢，可以达到镜面光亮的效果，尤其适用于尺寸要求严苛的铜合金精密零部件的抛光[4]。
参考文献
[1]张怀志.重要风味化合物2-乙基-3,5/3,6-二甲基吡嗪的微生物合成途径解析[D].江南大学,2020.
[2]谢芳,何琬婷,董颖,等.一种榛子风味香精基料及其制备方法与应用:CN202310278259.1[P].
[3]李明增,李秉业,李洪久.一种烤土豆香精及其制备方法:CN201811501094.5[P].
[4]周家勤.一种用于精密铜合金工件的化学抛光液:CN202010234383.4[P].