一种β‑环糊精‑苯甲酸包合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种β‑环糊精‑苯甲酸包合物的制备方法。包合物含有β‑环糊精和苯甲酸，两者的包结比为1:1。制备步骤：（1）按摩尔比nβ‑环糊精:n苯甲酸=1:2.2投料，将其分别溶解于去离子水和无水乙醇中；（2）将β‑环糊精的水溶液、苯甲酸的乙醇溶液混合加热，一定温度下超声一定时长使之反应完全；（3）将反应溶液置于阴凉处，自然状态下挥发溶剂，即得β‑环糊精‑苯甲酸包合物晶体。环糊精是呈“截顶圆锥”状的两亲分子，内部以碳‑氢键和醚键为主，具有疏水性，可包合有机分子形成包合物；外部以羟基为主，具有亲水性，使生成的包合物可溶于水。这种性质使环糊精广泛用作包合物主体分子，可包合有机分子形成超分子包合物，从而不同程度地改善客体分子的溶解性、化学稳定性等相关理化性质。苯甲酸是一种常见食品工业抑菌剂，但其应用尚存在刺激性强、水溶性差、性质较为活泼等问题。这主要是其分子结构中含有疏水性苯基、带刺激性气味且极其活泼的羧基所致。本发明专利技术中将疏水性苯环包入环糊精的疏水内腔，通过形成稳定的β‑环糊精‑苯甲酸包合物，解决了抑菌剂苯甲酸存在的上述缺陷，并明显掩盖了其难闻的刺激性气味、改善了其水溶性，提高了稳定性，使这类抑菌剂在食品工业中利用率有望大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品添加剂合成
，具体涉及一种β-环糊精-苯甲酸包合物，本专利技术还公开了一种β-环糊精-苯甲酸包合物的制备方法。
技术介绍
苯甲酸是一种有机酸，作为公认的一种高效、安全的食品抑菌剂。对于霉菌、酵母菌和细菌等有较好的抑制作用，而对微生物有强烈毒性，但对人体毒害不明显，因此作为一种添加剂在食品领域被广泛应用。但是，苯甲酸因分子中含有疏水性苯基和活泼羧基，化学性质不太稳定，例如气味难闻、水溶性差，暴露在空气中容易氧化变色，这些限制了其进一步广泛应用。β-环糊精具有无味、无毒、提高客体分子的稳定性等特点。环糊精是由芽孢杆菌属的某些种类产生的葡萄糖基转移酶作用于淀粉而生成的一类环状低聚糖。无机酸可使其水解成葡萄糖和各种长链的低聚糖。因此，β-环糊精一旦摄入体内，可以受胃酸和肠道细菌作用水解成葡萄糖，在人体内快速代谢消化。β-环糊精以疏水性的空腔将客体分子嵌入，对客体分子起保护作用。由于客体分子的反应活性部位包藏于β-环糊精之中，外在环境如溶剂、pH、温度、氧等，不容易对其发生氧化水解等作用，而使客体保持稳定。以上特性使环糊精能够充分地保证其食用安全性，提高客体分子稳定性，在食品工业上得以广泛用作各类添加剂、功能助剂等。鉴于β-环糊精无味无毒，且具有“内腔疏水、外腔亲水”的特殊分子结构和性质。其空腔可以包合众多客体分子形成包合物，进而改变客体分子相关理化性质的特点。本专利技术利用β-环糊精包合技术来修饰苯甲酸，形成稳定的β-环糊精-苯甲酸包合物，有望解决苯甲酸作为食品添加剂存在的一些突出问题。该包合物将具有良好水溶性，可长期稳定贮存和使用。因此，本专利技术制备的β-环糊精-苯甲酸包合物，不仅保留了客体分子苯甲酸的固有优点，改善其缺陷，而且还赋予了主体分子β-环糊精的识别包结等功能，可以起到改善口感、减少某些物质对人体肠胃等器官的刺激作用，更好地发挥苯甲酸的抑菌、保鲜等性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种β-环糊精-苯甲酸包合物，解决苯甲酸气味难闻、水溶性差、化学性质不稳定的问题。本专利技术提供一种上述的β-环糊精-苯甲酸包合物的制备方法，包括以下步骤。（1）按照摩尔比nβ-环糊精:n苯甲酸为1:2.2投料，将其分别溶解在无水乙醇和去离子水中。（2）在40mL去离子水中溶解1.1350g（0.001mol）β-环糊精，另在2.0mL无水乙醇中溶解0.2687g（0.0022mol）苯甲酸。60oC超声条件下将此苯甲酸乙醇溶液缓慢滴加到β-环糊精水溶液中，继续超声70min，待反应完成后，将反应溶液移至阴凉处，自然挥发72h后，析出晶体。抽滤，用少量去离子水和无水乙醇清洗数次，在60oC下真空干燥3h，得白色粉末状包合物。（3）本专利技术对包结比采用的判断方法是，一种基于紫外可见光谱法的β-环糊精-苯甲酸包合物的包结比判据。首先采用紫外可见光谱法绘制苯甲酸的标准浓度曲线，再根据吸光度值计算出包合物中的苯甲酸含量（n苯甲酸），同时计算出β-环糊精的含量（nβ-环糊精），从而计算出包结比，包结比（nβ-环糊精/n苯甲酸）为1:1。（4）本专利技术对增溶效果采用的判断方法是，一种基于紫外可见光谱法的β-环糊精-苯甲酸包合物的增溶效果判据。首先采用紫外可见光谱法绘制苯甲酸的标准浓度曲线，将不同浓度的β-环糊精溶液与苯甲酸充分混合后，吸光度值的测量得到溶液中所含的苯甲酸（S），对比同样条件下苯甲酸在水溶液的固有溶解度（S0=0.028×10-5mol/L），从而计算出增溶因子（S/S0）。本方法专利技术制备β-环糊精-苯甲酸包合物，相比苯甲酸，该包合物明显改善水溶解，提高了稳定性，同时增强了生物相容性增强，从而提高其生物利用率。附图说明本专利技术的附图说明如下。图1为β-环糊精红外光谱图。图2为苯甲酸的红外光谱图。图3为β-环糊精与苯甲酸的物理混合物、β-环糊精-苯甲酸包合物的红外光谱图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。实施例1β-环糊精-苯甲酸包合物的制备在40mL去离子水中溶解1.1350g（0.001mol）β-环糊精，另在2.0mL无水乙醇中溶解0.2687g（0.0022mol）苯甲酸，60oC超声条件下将此苯甲酸乙醇溶液缓慢滴加到β-环糊精水溶液中，继续超声70min，待反应完成后，将反应溶液移至阴凉处，自然挥发72h后，析出晶体。抽滤，用少量去离子水和无水乙醇清洗数次，在60oC下真空干燥3h，得白色粉末状包合物。实施例2β-环糊精-苯甲酸包合物的包结比计算称量一定质量实施1中制备的β-环糊精-苯甲酸包合物，采用紫外可见光谱法作为包结比计算的判据。具体操作如下，在特定波长处测量吸光度值，根据标准浓度曲线计算，得到包合物中苯甲酸含量，进而得到包合物中β-环糊精的含量，从而计算出β-环糊精-苯甲酸包合物的包合比为1:1。实施例3β-环糊精-苯甲酸的增溶效应准确称量β-CD，配制成浓度分别为0、5、10、15、20和25mmol/Lβ-CD溶液，取上述溶液各10mL，加一定质量的苯甲酸，超声30min溶解完全，待固液达到平衡后，放置一周，过滤，在最大吸收波长处测定吸光度。采用紫外可见光谱法测定苯甲酸在β-CD溶液中的增溶效应，结果见表1。随着β-CD浓度的增加，苯甲酸分子的溶解度增大，说明β-CD对苯甲酸具有良好的增溶作用。表1β-环糊精的增溶效应β-CD（10-3mol/L）0510152025S（10-5mol/L）0.0280.0430.0880.1410.1750.221S/So-1.543.145.046.257.89S：苯甲酸在β-CD-苯甲酸包合物中的含量；So：苯甲酸在水中的饱和溶解度，此处=0.028×10-5mol/L；S/So：增溶因子。从红外光谱图可知，首先，β-环糊精-苯甲酸包合物的图谱（图3b）与β-环糊精图谱（图1）或苯甲酸图谱（图2）相比，吸收峰有所增加的同时，位置也发生了移动；其次，其与β-环糊精和苯甲酸物理混合物的图谱（图3a）明显不同，说明采用本专利技术所述方法，利用原料β-环糊精和苯甲酸，不是发生二者的简单物理混合，而是可以方便地将苯甲酸包进环糊精空腔，形成稳定的β-环糊精-苯甲酸包合物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种β‑环糊精‑苯甲酸包合物，其特征在于，含有β‑环糊精‑苯甲酸，β‑环糊精与苯甲酸的包结比为1:1。

【技术特征摘要】
1.一种β-环糊精-苯甲酸包合物，其特征在于，含有β-环糊精-苯甲酸，β-环糊精与苯甲酸的包结比为1:1。2.如权利要求1所述的β-环糊精-苯甲酸包合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照摩尔比nβ-环糊精:n苯甲酸=1:2.2投料，将其分别溶解在无水乙醇和去离子水中；混合步骤（1）得到的两种溶液，进行包合实验，包合过程采用加热超声法；（3）将步骤（2）得到的混合溶液，采用溶剂挥发...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄寿恩，宁静恒，王建辉，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43