CN114617218A - 一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114617218A
CN114617218A CN202210335067.5A CN202210335067A CN114617218A CN 114617218 A CN114617218 A CN 114617218A CN 202210335067 A CN202210335067 A CN 202210335067A CN 114617218 A CN114617218 A CN 114617218A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ethyl ester
cyclodextrin
arginine ethyl
lauroyl arginine
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210335067.5A
Other languages
English (en)
Inventor
汤晓智
徐瑶瑶
侯克洪
孟令晗
高成成
周剑敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Finance and Economics
Original Assignee
Nanjing University of Finance and Economics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Finance and Economics filed Critical Nanjing University of Finance and Economics
Priority to CN202210335067.5A priority Critical patent/CN114617218A/zh
Priority to PCT/CN2022/097863 priority patent/WO2023184708A1/zh
Publication of CN114617218A publication Critical patent/CN114617218A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/34—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with chemicals
    • A23L3/3454—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with chemicals in the form of liquids or solids
    • A23L3/3463—Organic compounds; Microorganisms; Enzymes
    • A23L3/3526—Organic compounds containing nitrogen
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/30—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing carbohydrate syrups; containing sugars; containing sugar alcohols, e.g. xylitol; containing starch hydrolysates, e.g. dextrin
    • A23L29/35—Degradation products of starch, e.g. hydrolysates, dextrins; Enzymatically modified starches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/40—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing nitrogen
    • A61K8/44—Aminocarboxylic acids or derivatives thereof, e.g. aminocarboxylic acids containing sulfur; Salts; Esters or N-acylated derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/73—Polysaccharides
    • A61K8/738—Cyclodextrins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00—Preparations for care of the skin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/56—Compounds, absorbed onto or entrapped into a solid carrier, e.g. encapsulated perfumes, inclusion compounds, sustained release forms

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用，属于食品及化妆品添加剂技术领域。本发明提供的包合物中，环糊精类化合物包合在月桂酰精氨酸乙酯类化合物外部，形成空间位阻效应，降低了月桂酰精氨酸乙酯类化合物的头端阳离子与阴离子物质的相互作用，从而显著提高了月桂酰精氨酸乙酯类化合物的抗菌性能；而且，由于本发明提供的包合物具有头部亲水、尾部疏水、环糊精类化合物空腔外壁亲水，内壁疏水的特殊结构，显著提升月桂酰精氨酸乙酯类化合物的乳化性能以及低温溶解性能，降低了其自聚集效应，具有优异的热稳定性、酸碱稳定性和低温储藏稳定性，在食品及化妆品中具有很好的应用前景。

Description

一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及食品及化妆品添加剂技术领域，具体涉及一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用。
背景技术
月桂酰精氨酸乙酯，是月桂酸、L-精氨酸、乙醇经酶催化或化学合成得到的一种化合物，该物质的主要特征是因其阳离子能破坏微生物的细胞膜而具有广谱抗菌活性；能与盐酸、乳酸、柠檬酸、抗坏血酸、脂肪酸等形成月桂酰精氨酸乙酯盐类衍生物(LAE)，相比于月桂酰精氨酸乙酯具有更持久的抗菌性。
LAE为白色易吸湿固体，常温下在水中的溶解度小于2％，熔点为42～45℃。在pH值为3～7的范围内LAE能保持较好的化学稳定性。LAE具有头部阳离子亲水、尾部碳链疏水的两亲性结构，具有一定的发泡能力和去污能力，被批准为化妆品用表面活性剂。此外，LAE在人、动物、自然环境中分解为脂肪酸、乙醇、氨基酸，是一种环境友好型物质，可作为抗菌防腐剂添加到食品中。然而，由于LAE的阳离子性质容易与食品中阴离子成分相互作用，导致抗菌能力发生显著下降；LAE在pH值为3～7以外的范围、高离子强度和低温下，溶解度下降，易于从溶液中结晶析出，也会影响LAE的抗菌性；此外，尽管LAE有一定的乳化性，但乳化能力较差，同时，在较高使用浓度下，具有苦味影响食品品质，这些缺陷限制了LAE目前在食品及化妆品领域中的实际应用范围。
目前，国内外对月桂酰精氨酸乙酯的研究还较少，大多基于传统的对月桂酰精氨酸乙酯进行酸、碱、盐或者酯化基团的处理，只能一定程度上改善月桂酰精氨酸乙酯的部分使用性能，但是其抗菌性和乳化性仍然不够好，不能完全解决上述缺陷，且成本较高，制备较复杂。例如，中国专利申请CN201810648982.3公开了通过月桂酰精氨酸乙酯与有机酸反应制备月桂酰精氨酸乙酯离子对化合物衍生物，用作禽畜水产抗菌剂；中国专利申请CN201610920777.9将月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐与甘醇酸结合制备月桂酰精氨酸乙酯甘醇酸盐，可以作为抗菌剂和保湿剂应用。然而上述现有技术通过LAE酸化处理提高抗菌性，但是并没有解决LAE容易与食品中阴离子成分相互作用导致抗菌性下降的问题，且并没有解决LAE的乳化性较低的问题。中国专利申请CN201510493630.1以月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐为芯材，以辛烯基琥珀酸淀粉钠、环糊精为壁材，与抗结剂、分散剂、抗氧化剂混合喷干制成微胶囊粉末，提高了产品在低温时的水溶性，但是对于微胶囊结构以及抗菌性提升未有研究。Asker等(Asker D,Weiss J,Mcclements D J.Formation and stabilization ofantimicrobial delivery systems based on electrostatic complexes of cationic-non-ionic mixed micelles and anionic polysaccharides[J].J Agric Food Chem,2011,59(3):1041-1049.)报道了利用LAE与果胶形成的静电配合物，该静电配合物虽然在一定程度避免了LAE与其他成分的相互作用，然而其抗菌性也会受到影响。因此，研发一种同时具有良好的抗菌性和乳化性的月桂酰精氨酸乙酯衍生物具有重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用，本发明提供的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物具有优异的抗菌性和乳化性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物，包括环糊精类化合物和贯穿所述环糊精类化合物的空腔的月桂酰精氨酸乙酯类化合物。
优选的，所述月桂酰精氨酸乙酯类化合物包括月桂酰精氨酸乙酯或月桂酰精氨酸乙酯盐。
优选的，所述月桂酰精氨酸乙酯盐包括月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐、月桂酰精氨酸乙酯乳酸盐、月桂酰精氨酸乙酯柠檬酸盐、月桂酰精氨酸乙酯抗坏血酸盐或月桂酰精氨酸乙酯脂肪酸盐。
优选的，所述环糊精类化合物包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基-环糊精、甲基-环糊精或葡萄糖基-环糊精。
本发明提供了上述技术方案所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物的制备方法，包括以下步骤：
将环糊精类化合物、月桂酰精氨酸乙酯类化合物和水混合进行包合反应，得到基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物。
优选的，所述环糊精类化合物与月桂酰精氨酸乙酯类化合物的摩尔比为0.5～6：1。
优选的，所述包合反应的温度为25～80℃，时间为5min～24h。
优选的，所述包合反应在搅拌、高速分散、超声或高压微射流条件下进行；
所述搅拌的速度为300～900rpm，包合反应时间为5～24h；
所述高速分散的速度为10000～18000rpm，包合反应时间为5～20min；
所述超声的功率为200～750W，包合反应时间为5～10min；
所述高压微射流的压力为60～100MPa，循环次数为3～7次。
本发明还提供了上述技术方案所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物或上述技术方案所述制备方法得到的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物作为添加剂在食品或化妆品中的应用。
本发明提供了一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物，包括环糊精类化合物和贯穿所述环糊精类化合物的空腔的月桂酰精氨酸乙酯类化合物。在本发明中，环糊精类化合物的C-2、C-3和C-6位的羟基都朝向圆筒腔壁的外侧，表现出空腔外壁亲水特性，其氢原子(H-3和H-5)处在圆筒腔壁的内侧，表现出空腔内壁疏水特性；整个环糊精分子则呈现出一种上端开口宽而下端开口狭窄、外亲水内疏水的中空圆筒形结构。正是由于这种独特的外亲水内疏水的空腔结构，可以与具有头部阳离子亲水、尾部长链疏水的两亲性结构的月桂酰精氨酸乙酯类化合物形成基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物。包合在月桂酰精氨酸乙酯类化合物的中段外部的环糊精类化合物具有空间位阻效应，能够降低月桂酰精氨酸乙酯类化合物的头端亲水阳离子与阴离子物质组分的相互作用，从而显著提高月桂酰精氨酸乙酯类化合物的抗菌性能。而且，由于本发明提供的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物具有头部阳离子亲水、尾部长链疏水、环糊精类化合物空腔外壁亲水的特殊结构，具有优异的乳化性能、低温溶解性能、热稳定性、酸碱稳定性和低温储藏稳定性，降低了月桂酰精氨酸乙酯类化合物在水溶液中的自聚集效应，提高了其分散度，扩大了月桂酰精氨酸乙酯类化合物在食品及化妆品中的应用范围；还能够有助于掩盖味道和控制月桂酰精氨酸乙酯类化合物的释放。
本发明提供了上述技术方案所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物的制备方法。本发明提供的制备方法，操作简单，制备原料来源广且成本低，以水为溶剂绿色环保，适宜工业化生产。
附图说明
图1为基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物的结构示意图；
图2为实施例1和对比例1采用的原料(HPβCD、LAE)以及制备的产物的傅里叶红外光谱图(A)以及X-射线衍射图(B)，其中，a为HPβCD，b为LAE，c为HPβCD/LAE物理混合物，d为HPβCD/LAE包合物；
图3为实施例1采用的原料以及制备的HPβCD/LAE包合物的1HNMR谱图；
图4为黄原胶作为干扰物时实施例1制备的HPβCD/LAE包合物对金黄色葡萄球菌的抗菌性；
图5为实施例1制备的HPβCD/LAE包合物与其他乳化剂的乳化性能比较结果；
图6为实施例采用的原料LAE和制备的HPβCD/LAE包合物的在pH值为1～11范围内的浊度(A)、粒径(B)及低温储存外观(C)图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物，包括环糊精类化合物和贯穿所述环糊精类化合物的空腔的月桂酰精氨酸乙酯类化合物。
在本发明中，所述月桂酰精氨酸乙酯类化合物优选包括月桂酰精氨酸乙酯或月桂酰精氨酸乙酯盐。在本发明中，所述月桂酰精氨酸乙酯盐优选包括月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐、月桂酰精氨酸乙酯乳酸盐、月桂酰精氨酸乙酯柠檬酸盐、月桂酰精氨酸乙酯抗坏血酸盐或月桂酰精氨酸乙酯脂肪酸盐。
在本发明中，所述环糊精类化合物优选包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基-环糊精、甲基-环糊精或葡萄糖基-环糊精。
以月桂酰精氨酸乙酯类化合物为月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐为例，所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物的结构示意图如图1所示，其中，R包括-CH2CH(OH)CH3、-H、-CH3或-C5H12O6。本发明提供的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物中，环糊精类化合物主要包合在所述月桂酰精氨酸乙酯类化合物的酯基-酰胺基段。
本发明提供了上述技术方案所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物的制备方法，包括以下步骤：
将环糊精类化合物、月桂酰精氨酸乙酯类化合物和水混合进行包合反应，得到基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物。
在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中，所述环糊精类化合物、月桂酰精氨酸乙酯类化合物的摩尔比优选为0.5～6：1，更优选为1～5：1，进一步优选为2～4：1，最优选为3:1。在本发明中，所述环糊精类化合物和月桂酰精氨酸乙酯类化合物与前述环糊精类化合物和月桂酰精氨酸乙酯类化合物相同，在此不再赘述。
本发明对于所述混合没有特殊限定，能够将环糊精类化合物和月桂酰精氨酸乙酯类化合物溶解于水中即可，具体如搅拌混合。在本发明中，所述混合的顺序优选为将环糊精类化合物溶解于水中，得到环糊精类化合物溶液；将月桂酰精氨酸乙酯类化合物溶解于所述环糊精类化合物溶液中，得到混合液。在本发明中，所述环糊精类化合物溶液的质量浓度优选为1～10％，更优选为2～8％，进一步优选为3～5％。在本发明中，所述混合液中月桂酰精氨酸乙酯类化合物的质量浓度优选为0.5～5％，更优选为1～4％，进一步优选为1～3％。
在本发明中，所述包合反应的温度优选为25～80℃，更优选为30～70℃，进一步优选为40～60℃；所述所述包合反应的时间优选为5min～24h。在本发明中，所述包合反应过程中，月桂酰精氨酸乙酯类化合物的疏水部分进入环糊精类化合物的疏水空腔，并占据空腔，使得原本空腔中具有高焓值的水分子释放出来，形成包合物。
在本发明中，所述包合反应优选在搅拌、高速分散、超声或高压微射流条件下进行。在本发明中，所述搅拌的速度优选为300～900rpm，更优选为400～800rpm，进一步优选为500～700rpm；所述包合反应时间优选为5～24h，更优选为10～20h，进一步优选为15～20h。在本发明中，所述高速分散的速度优选为10000～18000rpm，更优选为12000～16000rpm，进一步优选为14000～15000rpm；所述包合反应时间优选为5～20min，更优选为8～18min，进一步优选为10～15min。在本发明中，所述超声的功率优选为200～750W，更优选为300～700W，进一步优选为400～600W；所述包合反应时间优选为5～10min，更优选为6～9min，进一步优选为7～8min。在本发明中，所述高压微射流的压力优选为60～100MPa，更优选为70～90MPa，进一步优选为80～90MPa，循环次数优选为3～7次，更优选为4～6次，进一步优选为5～6次。
所述包合反应完成后，本发明优选还包括将所述包合反应得到的反应液进行干燥，得到基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物。在本发明中，所述干燥优选包括冷冻干燥、喷雾干燥或真空干燥。在本发明中，所述冷冻干燥的温度优选为-80～-60℃，更优选为-80～-70℃；本发明对于所述冷冻干燥的时间没有特殊限定，干燥至恒重即可。在本发明中，所述喷雾干燥优选在雾化器中进行；所述雾化器的进口温度优选为140～180℃，更优选为150～160℃；所述雾化器的出口温度优选为90～110℃，更优选为100℃；所述雾化气的转速优选为20～40Hz，更优选为30Hz；所述反应液的进料速度优选通过进料泵的转速进行控制，所述进料泵的转速优选为15～30rpm，更优选为20～25rpm；所述喷雾干燥的压力优选为0.7～1.25MPa，更优选为1～1.2MPa；本发明对于所述喷雾干燥的时间没有特殊限定，干燥至恒重即可。在本发明中，所述冷冻干燥优选包括依次进行冷藏、醇洗和冷冻干燥；所述冷藏的温度优选为-4～6℃，更优选为0～4℃，时间优选为12～48h，更优选为24～30h；所述醇洗用醇优选包括乙醇、丙二醇和正丁醇中的一种或几种；所述醇洗的次数优选为1～8次，更优选为3～5次；所述真空干燥的真空度优选为0.05～0.09MPa，更优选为0.06MPa，温度优选为50～90℃，更优选为85℃；本发明对于所述真空干燥的时间没有特殊限定，干燥至恒重即可。
本发明提供了上述技术方案所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物或上述技术方案所述制备方法得到的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物作为添加剂在食品或化妆品中的应用。在本发明中，所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯在食品中的添加量优选≤0.02％，更优选为0.001～0.02％，进一步优选为0.01～0.015％。在本发明中，所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯在化妆品中的添加量优选为0.4～0.8％，更优选为0.5～0.7％，进一步优选为0.5～0.6％。在本发明中，包合在月桂酰精氨酸乙酯类化合物的中段外部的环糊精类化合物形成空间位阻效应，降低了月桂酰精氨酸乙酯类化合物的头端阳离子与阴离子物质组分的相互作用，从而显著提高月桂酰精氨酸乙酯类化合物的抗菌性能。而且，由于本发明提供的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物结合了月桂酰精氨酸乙酯类化合物的头部阳离子亲水、尾部长链疏水的两亲性结构以及环糊精类化合物的空腔外壁亲水、内壁疏水的特殊结构，显著提升了月桂酰精氨酸乙酯类化合物的乳化性能及低温溶解性能，降低了月桂酰精氨酸乙酯类化合物在水溶液中的自聚集效应；还能够显著提升月桂酰精氨酸乙酯类化合物的热稳定性、酸碱稳定性和低温储藏稳定性等性能，扩大了月桂酰精氨酸乙酯类化合物在食品及化妆品中的应用范围。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
在室温条件下，将3g羟丙基-β-环糊精(HPβCD)粉末溶解于100mL纯水中，得到羟丙基-β-环糊精溶液(即质量浓度为3％w/v)，加入1g月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐(LAE)粉末充分溶解，然后在60℃、500rpm磁力搅拌条件下包合反应5h，得到反应液进行喷雾干燥至恒重，得到基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物(记为HPβCD/LAE包合物)。其中，喷雾干燥的条件：雾化器进口温度为150℃、出口温度为100℃、转速为20～40Hz，进料泵转速为25rpm。
实施例2
在室温条件下，将3gγ-环糊精粉末溶解于100mL纯水中，得到γ-环糊精溶液(即质量浓度为3％w/v)，加入2g月桂酰精氨酸乙酯柠檬酸盐粉末充分溶解，然后在25℃、700rpm磁力搅拌条件下包合反应24h，得到反应液在-4℃条件下冷藏24h，乙醇冲洗4次，然后在0.06MPa、85℃条件下真空干燥至恒重，得到基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物(记为γ-CD/LAE包合物)。
实施例3
在室温条件下，将6gα-环糊精粉末溶解于100mL纯水中，得到α-环糊精溶液(即质量浓度为6％w/v)，加入0.5g月桂酰精氨酸乙酯搅拌均匀，然后在25℃、100MPa条件下高压微射流处理7个循环，然后再-80℃条件下冷冻干燥48h，得到基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物(记为α-CD/LAE包合物)。
对比例1
将3g羟丙基-β-环糊精粉末和1g月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐粉末混合均匀，得到HPβCD/LAE物理混合物。
测试例1
结构表征
(1)红外光谱法：采用傅立叶红外分光光度计(Fouriertransform infraredSpectroscopy，FT-IR)测定实施例1和对比例1采用的原料以及制备的产物(HPβCD、LAE、HPβCD/LAE物理混合物、HPβCD/LAE包合物)的红外光谱图，其中，测试范围为400～4000cm-1，扫描次数为32，分辨率为4cm-1。
(2)利用X-射线衍射仪(X-ray diffraction，XRD)分析实施例1和对比例1采用的原料以及制备的产物样品的晶体结构。在2θ＝5～40°的衍射角范围内对HPβCD、LAE、HPβCD/LAE物理混合物和HPβCD/LAE包合物的晶体结构进行测定，其中，测试条件为：扫描速度2°/min，管压40kV，管流45mA。
图2为实施例1和对比例1采用的原料(HPβCD、LAE)以及制备的产物的傅里叶红外光谱图(A)以及X-射线衍射图(B)，其中，a为HPβCD，b为LAE，c为HPβCD/LAE物理混合物，d为HPβCD/LAE包合物。由图2中A可知，HPβCD/LAE物理混合物主要表现为这两种物质特征吸收峰的叠加。而HPβCD/LAE包合物的FTIR光谱中，LAE的长碳链、酰胺、酯基的特征吸收峰明显减弱甚至几乎消失，这是因为这些基团所处微环境发生变化，进入了HPβCD的空腔，分子振动受到限制而不能完全显现原有红外特征。包合物图谱中HPβCD位于3429.3cm-1的-OH的伸缩振动峰强度减弱且向低频位移，是因为HPβCD中的羟基与LAE的基团比如羰基形成了氢键；1647.2cm-1处环糊精空腔中水分子的振动峰减弱，表明包合物中水分子含量下降是因为LAE进入空腔内部的非极性部分将环糊精空腔中原本结合的极性水分子挤出空腔。以上结果表明，LAE结构中的酰胺键、酯基、碳链等疏水部分以空腔中高能水分子的释放为驱动力进入HPβCD空腔，并借助氢键、疏水相互作用等与HPβCD疏水空腔结合形成包合物。表明，本发明成功制备得到包合物。由图2中B可知，LAE呈许多尖锐的特征衍射峰，HPβCD表现为宽化的非晶态衍射峰，HPβCD/LAE物理混合物明显是LAE和HPβCD特征峰的简单叠加。HPβCD/LAE包合物衍射图中，LAE的晶体衍射峰减弱甚至几乎消失，说明，本发明成功制备得到无定形态的包合物。
(3)采用核磁共振仪(Nuclearmagnetic resonance，NMR)进行样品的1H-NMR的结构鉴定。取实施例1采用的原料以及制备的HPβCD/LAE包合物样品各10～20mg溶解于氘代甲醇溶剂中，分别测得HPβCD、LAE、HPβCD/LAE包合物的1HNMR谱。1HNMR可以为包合物中HPβCD及客体分子的结构分析提供有用的信息，可通过包合物在包合前后化学位移发生变化的情况判断包合物是否形成，是确定包合物结构的最直接证据之一。当客体分子进入HPβCD的空腔，腔内的质子(H-3和H-5)比外部质子(H-1、H-2和H-4)对环境变化相对更加敏感一些。因此H-3、H-5可以作为光谱探针来研究客体分子的存在及主-客分子的相互作用。
图3为实施例1采用的原料以及制备的HPβCD/LAE包合物的1HNMR谱图。由图1可知，HPβCD包合LAE后，LAE的酯基、酰胺键附近的质子前后化学位移相对变化最大，说明HPβCD将LAE主要包合在LAE的酯基、酰胺键位置。形成包合物后，位于HPβCD腔内的H-3，H-5发生相对较大的化学位移，且H-3的化学位移差值大于H-5，由于H-5位于空腔内部的小口端，而H-3靠近空腔内的大口端，可说明LAE是从HPβCD的大口端穿进空腔。H-5向低场位移是由氢键缔合引起的，说明LAE已经深入到空腔深处。而H-6处位移的移动有可能是因为环糊精在包合LAE后引起其C-6位上的-CH2发生偏转所致，LAE的长碳链穿出HPβCD的空腔导致的。由此，可以推测包合物的结构为图1示意的结构。
测试例2
抗菌性
为了测试实施例1制备的HPβCD/LAE包合物的性能，采用牛津杯法测定HPβCD/LAE包合物在阴离子多糖(黄原胶)作为干扰物存在下的抗菌性。设置A～G组，每组3个平行试验，每个培养皿中加入15mL营养琼脂，冷却凝固后涂布100μL金黄色葡萄球菌液(105CFU/mL)，B～G组再分别均匀涂布0.5mL 1％w/v的黄原胶溶液(A组不加黄原胶)，倒入5mL琼脂封面；分别放上牛津杯，每个牛津杯加入130μL抗菌液，在4℃冰箱扩散24h后，置于37℃培养24h，用千分尺测定抑菌圈的直径。其中，A～G组的抗菌液添加质量百分含量为：A：0.20％LAE-无黄原胶；B：0.20％LAE；C：0.08％HPβCD/LAE包合物-0.02％LAE；D：0.16％HPβCD/LAE包合物-0.04％LAE；E：0.40％HPβCD/LAE包合物-0.10％LAE；F：0.60％HPβCD/LAE包合物-0.15％LAE；G：0.80％HPβCD/LAE包合物-0.20％LAE，其中，LAE为实施例1采用的制备原料。
图4为黄原胶作为干扰物时HPβCD/LAE包合物对金黄色葡萄球菌的抗菌性。由图4可知，黄原胶的存在显著地降低了LAE的抑菌圈，削弱LAE抗菌效果。0.08％HPβCD/LAE包合物包合物-0.02％LAE组的抑菌圈大小几乎接近于不含黄原胶的0.2％LAE的抑菌圈；随着HPβCD/LAE包合物浓度不断提高至0.8％，抑菌圈不断增大且大于不含黄原胶的LAE抑菌圈；说明，HPβCD包合的空间位阻作用有效减少了LAE的阳离子与大分子阴离子多糖的反应，同时减少LAE分子自身的聚集，使得LAE更加均匀、充分地与微生物发生相互作用，从而显著提高了LAE的抗菌性。
测试例3
乳化性能和稳定性
采用分光光度法对实施例1制备的HPβCD/LAE包合物的乳化性能进行评估，以实施例1采用的原料LAE、MCT(中链甘油三酯)、吐温-80作为对照。将LAE、MCT、吐温-80和HPβCD/LAE包合物分别用0.1％w/v的十二烷基硫酸钠溶液稀释100倍，得到各待测乳液，在500nm处测量制备各待测乳液的吸光度(EA)评估乳化能力。
图5为HPβCD/LAE包合物与其他乳化剂的乳化性能比较结果。由图5可知，HPβCD/LAE包合物的乳化能力显著强于LAE；HPβCD/LAE包合物的乳化能力强于中链甘油三酯(MCT)，稍弱于强乳化剂吐温-80，表明，本发明制备的中HPβCD/LAE包合物可以作为一种乳化剂使用。
测试例4
稳定性
通过测定浊度和粒径来表征体系的pH稳定性，具体步骤如下：分别制备1％w/v的LAE水溶液和含有等量1％w/v LAE的HPβCD/LAE包合物水溶液(4％w/v)，用0.01～0.5mol/L的氢氧化钠和盐酸溶液调节LAE水溶液和HPβCD/LAE包合物水溶液的pH值分别为1、3、5、7、9和11。在室温放置24h后，用紫外分光光度计测定不同pH值的LAE水溶液和HPβCD/LAE包合物水溶液在600nm处的吸光度，以该吸光度代表溶液的浊度，以纯水作为参比。利用ZS90纳米粒度仪测定溶液的粒径。拍照记录上述各溶液在4℃条件下储藏0h、24h、7d和35d的变化来表征样品的低温储藏稳定性。
图6为实施例采用的原料LAE和制备的HPβCD/LAE包合物的在pH值为1～11范围内的浊度(A)、粒径(B)及低温储存外观(C)图。由图6可知，LAE在pH为3～7以外范围出现明显聚集，而HPβCD/LAE包合物在pH为1～9的范围内均稳定，表现为澄清透明溶液；说明，本发明制备的HPβCD/LAE包合物具有优异的pH稳定性，这是由于具有较强稳定性的HPβCD包合在LAE外部，由于空间位阻作用减少了LAE分子间的直接接触，从而有效减少聚集，使得HPβCD/LAE包合物具有优异的酸碱稳定性。低温储存24h后pH＝7的溶液外，其他LAE溶液均发生明显的结晶析出，随着低温储存时间延长，最终LAE全部析出，这表明LAE溶液的低温储存稳定性高度稳定，这也是LAE在许多类型的食品中应用的主要限制，例如主要应用于冷藏饮料、调味品和甜点；但是，HPβCD/LAE包合物溶液在4℃下储存35天后，在pH为3～9范围内依旧保持透明，表明，HPβCD/LAE包合物具有优异的低温储藏稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物，包括环糊精类化合物和贯穿所述环糊精类化合物的空腔的月桂酰精氨酸乙酯类化合物。
2.根据权利要求1所述的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物，其特征在于，所述月桂酰精氨酸乙酯类化合物包括月桂酰精氨酸乙酯或月桂酰精氨酸乙酯盐。
3.根据权利要求2所述的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物，其特征在于，所述月桂酰精氨酸乙酯盐包括月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐、月桂酰精氨酸乙酯乳酸盐、月桂酰精氨酸乙酯柠檬酸盐、月桂酰精氨酸乙酯抗坏血酸盐或月桂酰精氨酸乙酯脂肪酸盐。
4.根据权利要求1所述的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物，其特征在于，所述环糊精类化合物包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基-环糊精、甲基-环糊精或葡萄糖基-环糊精。
5.权利要求1～4任一项所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物的制备方法，包括以下步骤：
将环糊精类化合物、月桂酰精氨酸乙酯类化合物和水混合进行包合反应，得到基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述环糊精类化合物与月桂酰精氨酸乙酯类化合物的摩尔比为0.5～6：1。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述包合反应的温度为25～80℃，时间为5min～24h。
8.根据权利要求5或7所述的制备方法，其特征在于，所述包合反应在搅拌、高速分散、超声或高压微射流条件下进行；
所述搅拌的速度为300～900rpm，包合反应时间为5～24h；
所述高速分散的速度为10000～18000rpm，包合反应时间为5～20min；
所述超声的功率为200～750W，包合反应时间为5～10min；
所述高压微射流的压力为60～100MPa，循环次数为3～7次。
9.权利要求1～4任一项所述基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物或权利要求5～8任一项所述制备方法得到的基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物作为添加剂在食品或化妆品中的应用。
CN202210335067.5A 2022-03-31 2022-03-31 一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用 Pending CN114617218A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210335067.5A CN114617218A (zh) 2022-03-31 2022-03-31 一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用
PCT/CN2022/097863 WO2023184708A1 (zh) 2022-03-31 2022-06-09 一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210335067.5A CN114617218A (zh) 2022-03-31 2022-03-31 一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114617218A true CN114617218A (zh) 2022-06-14

Family

ID=81905192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210335067.5A Pending CN114617218A (zh) 2022-03-31 2022-03-31 一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114617218A (zh)
WO (1) WO2023184708A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101002782A (zh) * 2007-01-10 2007-07-25 南京师范大学 含有头孢呋辛酯环糊精包合物的药物组合物及其制备方法
CN105054220A (zh) * 2015-08-13 2015-11-18 武汉志邦化学技术有限公司 一种月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐微胶囊及其制备工艺
CN106616207A (zh) * 2017-01-10 2017-05-10 长沙理工大学 一种γ‑环糊精‑苯甲酸包合物及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102342897A (zh) * 2011-10-09 2012-02-08 江南大学 防晒剂对甲氧基肉桂酸异辛酯-β-环糊精包合物的制备方法
CN108976151B (zh) * 2017-11-03 2021-12-24 华东师范大学 月桂酰精氨酸乙酯衍生物和作为动物用抗菌剂的用途

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101002782A (zh) * 2007-01-10 2007-07-25 南京师范大学 含有头孢呋辛酯环糊精包合物的药物组合物及其制备方法
CN105054220A (zh) * 2015-08-13 2015-11-18 武汉志邦化学技术有限公司 一种月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐微胶囊及其制备工艺
CN106616207A (zh) * 2017-01-10 2017-05-10 长沙理工大学 一种γ‑环糊精‑苯甲酸包合物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023184708A1 (zh) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shi et al. Characterization and emulsifying properties of octenyl succinate anhydride modified Acacia seyal gum (gum arabic)
Cervera et al. Effects of spray drying on physicochemical properties of chitosan acid salts
Wang et al. Modification of chitosan with monomethyl fumaric acid in an ionic liquid solution
Yue et al. Cinnamyl alcohol modified chitosan oligosaccharide for enhancing antimicrobial activity
Nishi et al. Studies on chitin. I. Acetylation of chitin
US4371673A (en) Water soluble forms of retinoids
Cai et al. Preparation and characterization of N-benzoyl-O-acetyl-chitosan
Lawal et al. Single and multi-step carboxymethylation of water yam (Dioscorea alata) starch: Synthesis and characterization
WO2010110328A1 (ja) 水易溶性イソクエルシトリン組成物
Wen et al. Synthesis and characterization of quaternized carboxymethyl chitosan/poly (amidoamine) dendrimer core–shell nanoparticles
Yang et al. Preparation, characterization and antimicrobial activity of 6-amino-6-deoxychitosan
Zavaleta-Avejar et al. Rheological and antioxidant power studies of enzymatically grafted chitosan with a hydrophobic alkyl side chain
Liu et al. Effects and kinetics of a novel temperature cycling treatment on the N-deacetylation of chitin in alkaline solution
CN111234047B (zh) 富含岩藻糖的胞外多糖及其制备方法和应用
CN111529493A (zh) 一种易溶于水且稳定性高的阿莫西林可溶性粉及其制备方法
WO2022165940A1 (zh) 一种壳聚糖衍生物及其制备方法和应用
CN114617218A (zh) 一种基于环糊精的月桂酰精氨酸乙酯包合物及其制备方法和应用
Astakhova et al. Modern Drug Technologies: Synthesis, Characterization, and Use of Inclusion Complexes Between Drugs and Cyclodextrins (A Review).
Feng et al. A novel drug delivery system obtained from hydrophobic modified amphiphilic polymers by Maillard reaction
Zhao et al. Preparation and characterization of curcumin/chitosan conjugate as an efficient photodynamic antibacterial agent
Fan et al. Preparation and characterization of aminoethyl hydroxypropyl methyl cellulose modified with nisin
Li et al. Cannabidiol/hydroxypropyl-β-cyclodextrin inclusion complex: Structure analysis, release behavior, permeability, and bioactivity under in vitro digestion
Guo et al. Investigations on color and flavor formed by roasting sesame polysaccharide-protein mixtures
Petkova et al. Physicochemical characterization and antimicrobial properties of inulin acetate obtained by microwave-assisted synthesis
CN103483590A (zh) 主客体自组装制备瓶刷状聚合物的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination