一種新型抑菌劑六氫β?酸環糊精包合物的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種水溶性天然抑菌劑的制備方法，屬于天然產物活性成分的應用領域。更具體地，本發明涉及一種以啤酒花中β?酸的衍生物六氫β?酸的水溶性環糊精包合物的制備方法。該方法以六氫β?酸與α?環糊精、β?環糊精、γ–環糊精及其衍生物等9種不同的環糊精進行包合，獲得能夠改善六氫β?酸水溶性的環糊精包合物，根據需要能夠用于食品配料、飲料配料、化妝品、洗護用品、飼料產品中，以提高上述產品的防腐性能和保健功效。
【專利說明】
一種新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種水溶性抑菌劑的制備方法，屬于天然植物活性成分應用領域。更具體地，本發明涉及一種以六氫β-酸與α-環糊精、β-環糊精、γ -環糊精及其衍生物等9種不同的環糊精進行包合，獲得能夠改善六氫酸水溶性的環糊精包合物。該方法所得到六氫β-酸環糊精包合物的水溶性明顯改善，能夠作為抑菌防腐成分添加于各種飲料、糖果、果凍、餅干、糕點中，也能夠用于化妝品、洗護用品和飼料產品中，同時由于六氫酸本身具有多種藥理活性，還能夠將其作為保健品的配料使用。
【背景技術】
[0002]為了防止由微生物引起的腐敗變質、延長食品保質期，食品防腐劑在食品加工中一直發揮著重要的作用。但近年來，隨著人們對食品安全的關注度越來越高，很多合成防腐劑可能存在的潛在安全問題也已越來越受到重視。天然植物中含有很多重要的功效成分，其中一個重要的作用就是具有抑菌防腐的作用，長期以來在多種食品的加工中都得到廣泛應用。啤酒花是這類植物的一個突出代表，在啤酒釀造中添加啤酒花的主要作用就是賦予其抑菌功效以延長啤酒的保質期，啤酒花中的苦味樹脂是其中的重要功效成分。啤酒花的樹脂類成分主要分為α-酸和酸兩類，α-酸苦味很強，賦予了啤酒明顯的苦味，也限制了其在其它食品中的使用。酸本身基本沒有苦味，但其氧化產物也具有明顯的苦味，也對啤酒苦味承擔了一定的補充作用。為了擴大啤酒花β-酸在其它食品中的使用范圍，中國專利200610066047.3公開了一種生產六氫蛇麻酮的方法，該方法所提到的具有抑菌作用的六氫蛇麻酮即為六氫酸分離提純后的一個組分。實際上，同酸相似，六氫酸是主要由六氫蛇麻酮、六氫合蛇麻酮和六氫加蛇麻酮等一組同系物組成的化合物，這些成分都具有非常好的抑菌作用。
[0003]六氫β-酸是由啤酒花中軟樹脂β-酸氫化制備，與啤酒花中的其它活性成分相同，六氫酸具有非常強的抑菌、防腐能力，其抗菌能力大于乳酸鏈球菌素，山梨酸鉀及苯甲酸，溫度及酸堿對它的抑菌活性影響較小，并且它的保鮮能力優于常用的防腐劑，尤其對致病菌李斯特菌有很強的抑制作用。Thomas E.Stephan等對六氫β-酸體外抗腫瘤細胞增生作用的研究表明，六氫β-酸能夠有效的抑制癌細胞的增長，特別是對乳腺癌MCF-7的抑制作用很強。盡管天然來源的六氫β-酸具有高效低毒的特點，但與其前體β-酸相比，六氫β-酸在穩定性明顯提高的同時，疏水性也更強，這些都限制了應用范圍。環糊精(Cyclodextrin，簡稱CD)是淀粉在無水參與的條件下，經葡萄糖基轉移酶得到的α-1，4葡萄糖苷鍵連接的環狀低聚糖。具有空腔的環糊精分子可以通過非共價作用與客體分子形成環糊精包合物，這對改善非極性客體分子的水溶性、提高活性化合物分子的穩定性、降低藥物分子的毒性和對人體的刺激性、以及增加藥物的吸收作用都有重要的意義。因此，環糊精包合技術在食品、香料及藥物合成等領域的研究已受到了研究人員的廣泛關注。

【發明內容】

[0004]由于天然來源的食品抑菌防腐劑的使用越來越受歡迎，本發明提供了一種新型抑菌劑六氫酸環糊精包合物的制備方法，因六氫酸盡管有非常好的抑菌作用，但水溶性差，該方法提供了一種采用環糊精包合的辦法獲得了六氫酸環糊精包合物，克服了直接使用六氫酸水溶解性差的問題，可拓展這一具有抑菌活性的化合物的使用范圍。由于六氫酸本身不僅具有非常好的抑菌活性，還有非常強的抗氧化、抗腫瘤等功效，將其作為防腐劑使用不僅可以充分利用啤酒花資源，拓寬啤酒花的應用領域，也為其在飲食中的攝入提供了一個非常好的途徑，對改善人體健康可以起到積極的作用。
[0005]為了實現上述目的，本發明是采用如下技術方案來予以實現的:
一種新型抑菌劑六氫酸環糊精包合物的制備方法，包括如下步驟:
(1)將六氫酸與環糊精以質量比1:10-1: 150的比例均勻混合，加入少量水使其潤濕成為糊狀物，在選定的溫度下通過研磨使其反應，經過0.5-3小時的研磨后，置于烘箱中在
40-60 0C的條件下低溫干燥至恒重，獲得能夠溶解于水的六氫酸-環糊精包合物；
(2)將六氫酸與環糊精以質量比1:10?1:150的比例均勻混合，加入相當于環糊精質量5倍?100倍的純度為50%以上的乙醇溶液，在選定的溫度下采用超聲波輔助溶解和反應，經過0.5-3小時的反應后，蒸餾除去溶劑乙醇和大部分水，在40?60°C的條件下低溫干燥至恒重，獲得能夠溶解于水的六氫酸-環糊精包合物；
(3)將六氫酸與環糊精以質量比1:10?1:150的比例均勻混合，加入相當于環糊精質量5倍?20倍純度為50%以上的乙醇水溶液，在選定的溫度下采用微波輔助溶解和反應，經過30秒?300秒的反應后，蒸餾除去溶劑乙醇和大部分水分，置于烘箱中在40?60°C的條件下低溫干燥至恒重，獲得能夠溶解于水的六氫β-酸-環糊精包合物；
(4)上述步驟(I)?(3)中所得到的新型抑菌劑六氫β-酸-環糊精包合物能夠直接作為食品防腐劑應用于各種飲料、糖果、餅干及各種保健食品、化妝品、洗護用品、飼料產品中，在起到防腐抑菌作用的同時，還具有一定的藥理活性。
[0006]所述的新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法，其特征在于所述的研磨法生產六氫酸與環糊精包合物的方法為不添加任何有機溶劑，直接將六氫酸與各種環糊精按比例混合后干法研磨，方法綠色環保，安全可靠。
[0007]所述的新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法，其特征在于所述的六氫β-酸與環糊精包合的方法為將六氫β-酸與環糊精按比例混合后，僅采用符合食品安全的水或乙醇作為溶劑，整個操作過程中不添加任何有毒、有害有機溶劑，方法綠色安全無污染;所述的符合食品安全的水為蒸餾水、純凈水和去離子水。
[0008]所述的新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法，其特征在于所述的環糊精為α-環糊精、β-環糊精、γ -環糊精、羥丙基-β-環糊精、羥丙基-γ -環糊精、2-甲基-β-環糊精、6-甲基-β-環糊精、2，6-二甲基-β-環糊精和2，3，6-三甲基-β-環糊精中的任意一種，所得到的包合物分別為六氫β-酸-α-環糊精包合物、六氫β_酸-β_環糊精包合物、六氫β-酸-γ -環糊精包合物、六氫β-酸-羥丙基-β-環糊精包合物、六氫β-酸-羥丙基-γ -環糊精包合物、六氫酸-2-甲基-β-環糊精包合物、六氫β_酸-6-甲基-β-環糊精包合物、六氫β-酸-2，6-二甲基-β_環糊精包合物和六氫β_酸-2，3，6-三甲基-β_環糊精包合物。
[0009]所述的新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法，其特征在于所述的六氫β-酸環糊精包合物優選的為六氫β-酸-γ -環糊精包合物。
[0010]所述的新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法，所述的六氫β-酸環糊精包合物優選的為六氫β-酸-2-甲基-β-環糊精包合物。
[0011]所述的新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法，其特征在于所述的六氫β-酸與環糊精的優選的質量比為1:20?1:50。
[0012]所述的新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法，其特征在于所述的選定的研磨溫度范圍為20°0100°C，優選的研磨溫度為20°050°C。
[0013]所述的新型抑菌劑六氫β-酸環糊精包合物，其特征在于所得到的六氫β-酸-環糊精包合物為具有一定水溶性物質，能夠作為抑菌防腐成分添加于各種酒精飲料、軟飲料、乳飲料、糖果、果凍、餅干、糕點中，也能夠用于化妝品、洗護用品和飼料產品中，同時由于六氫酸本身具有多種藥理活性，還能夠將其作為保健品的配料使用。
[0014]根據本技術方案所得到的六氫β-酸環糊精包合物，具有非常好的食品安全性，能夠明顯地改善六氫β-酸。
[0015]本發明所取得的有益效果是:
本發明所提供的一種新型抑菌劑六氫酸環糊精包合物，可以通過采用α-環糊精、β_環糊精、T -環糊精、羥丙基-β_環糊精、羥丙基-T -環糊精、2-甲基-β-環糊精、6-甲基-β-環糊精、2，6-二甲基-β-環糊精和2，3，6-三甲基-β-環糊精中的任意一種與六氫β_酸包合，所獲得的任一六氫β-酸環糊精包合物都具有增加六氫酸水溶性的功效，其中以六氫β-酸-2-甲基-β-環糊精包合物的增溶效果最好，六氫β-酸-γ -環糊精包合物的增加水溶性效果次之，且上述環糊精都具有非常好的安全性，能夠用于各種食品、化妝品和保健品領域。
[0016]本發明所采用的包合物的制備工藝簡單，生產過程中無有毒有害溶劑，工藝過程安全，包合物的收率和純度都相對較高，易于實現規模化生產。
[0017]本發明所獲得六氫β-酸環糊精包合物具有非常好的抑菌活性，包合物的水溶液無色無味，能和各種食品添加劑復配使用，生產過程便于調節控制。
【具體實施方式】
[0018]下面采用具體實施例的方式具體地解釋本發明，但本發明不局限于實施例。
[0019]實施例1
將0.05g六氫β-酸與2ga_環糊精混合后置于研缽中，加入少量蒸餾水調成糊狀，研磨Ih后，置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β_酸-α-環糊精包合物。經分析，包合物的收率為94.6%，包合率為11.3%。
[0020]實施例2
將0.1g六氫β_酸與5gi3_環糊精直接混合均勻后置于研缽中，在不加入任何溶劑的條件下進行干法研磨2h，得到六氫β-酸-β-環糊精包合物，經分析，包合物的收率為96.13%，包合率為17.34%。
[0021]實施例3
將0.2g六氫β-酸與Sg羥丙基-β-環糊精混合均勻后置于研缽中，加入少量去離子水調成糊狀，研磨1.5h，置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-羥丙基-β-環糊精包合物，經分析，包合物的收率為97.32%，包合率為35.41%。
[0022]實施例4 將0.5g六氫β-酸與25g 2-甲基-β-環糊精混合均勻后置于研缽中，加入5mL去離子水將其調成糊狀，研磨1.5h，然后將其置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-2-甲基-β-環糊精包合物，經分析，包合物的收率為98.75%，包合率為85.42%。
[0023]實施例5
將5g六氫β-酸與200g γ -環糊精混合均勻后置于電動研磨機中，加入50mL蒸餾水，打開電源，研磨2h后，置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-γ-環糊精包合物，經分析，包合物的收率為93.45%，包合率為76.88% ο
[0024]實施例6
將0.1g六氫β-酸與5g 2，6_二-甲基-β-環糊精混合均勻后置于研缽中，加入5mL去離子水將其調成糊狀，研磨Ih后，將其置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-2，6-二甲基-β_環糊精包合物，經分析，包合物的收率為98.75%，包合率為45.42%。
[0025]實施例7
將0.05g六氫β-酸與3g羥丙基-γ -環糊精混合均勻后置于研缽中，2mL去離子水將其調成糊狀，研磨2h后，置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-羥丙基-T -環糊精包合物，經分析，包合物的收率為93.45%，包合率為33.48%ο
[0026]實施例8
將0.仏六氫0-酸與58 2，3，6_三甲基-β-環糊精混合均勻后置于研缽中，加入3mL蒸餾水將其調成糊狀，研磨1.5h，然后將其置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-2，3，6-三甲基-β_環糊精包合物，經分析，包合物的收率為95.34%，包合率為42.42%ο
[0027]實施例9
將0.1g六氫β-酸與4g 6-甲基-β-環糊精混合均勻后置于研缽中，加入3mL去離子水將其調成糊狀，研磨1.5h，然后將其置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-6-甲基-β-環糊精包合物，經分析，包合物的收率為96.66%，包合率為52.37%。
[0028]實施例10
將0.5g六氫β-酸與25g 2-甲基-β-環糊精混合均勻置于500mL的錐形瓶中，加入250mL50%的乙醇溶液，在40 °C的溫度下采用超聲波輔助溶解和反應，經過2h的反應后，蒸餾除去溶劑乙醇和水，在40?60°C的條件下置于烘箱中低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-2-甲基-β-環糊精包合物，經分析，包合物的收率為86.45%，包合率為36.88% ο
[0029]實施例11
將5g六氫β-酸與200g γ -環糊精混合均勻后置于電動研磨機中，加入50mL蒸餾水，打開電源，研磨2h后，置于烘箱中于40-60 °C的條件下低溫干燥至恒重，得到六氫β-酸-γ-環糊精包合物，經分析，包合物的收率為93.51%，包合率為79.87%。
[0030]實施例12
將50g六氫β-酸與100g 2-甲基-β-環糊精混合均勻后置于電動球磨機中，打開電源，調好轉速，在不加入任何溶劑的條件下研磨1.0h，得到六氫β-酸-2-甲基-β-環糊精包合物，經分析，包合物的收率為97.95%，包合率為87.26% ο
【主權項】
1.一種新型水溶性抑菌防腐劑六氫β-酸環糊精包合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將六氫β-酸與環糊精以質量比1:10-1: 150的比例均勻混合，加入少量水使其潤濕成為糊狀物，在選定的溫度下通過研磨使其反應，經過0.5-3小時的研磨后，置于烘箱中在40-60 0C的條件下低溫干燥至恒重，獲得能夠溶解于水的六氫酸-環糊精包合物； (2)將六氫酸與環糊精以質量比1:10?1:150的比例均勻混合，加入相當于環糊精質量5倍?100倍的純度為95%以上的乙醇溶液，在選定的溫度下采用超聲波輔助溶解和反應，經過0.5-3小時的反應后，蒸餾除去溶劑乙醇和大部分水，在40?60°C的條件下低溫干燥至恒重，獲得能夠溶解于水的六氫酸-環糊精包合物； (3)將六氫酸與環糊精以質量比1:10?1:150的比例均勻混合，加入相當于環糊精質量5倍?20倍純度為95%以上的乙醇水溶液，在選定的溫度下采用微波輔助溶解和反應，經過30秒?300秒的反應后，蒸餾除去溶劑乙醇和大部分水分，置于烘箱中在40?60°C的條件下低溫干燥至恒重，獲得能夠溶解于水的六氫酸-環糊精包合物； (4)上述步驟(I)?(3)中所得到的新型抑菌劑六氫β-酸-環糊精包合物能夠直接作為食品防腐劑應用于各種飲料、糖果、餅干及各種保健食品、化妝品、洗護用品、飼料產品中，在起到防腐抑菌作用的同時，還具有一定的藥理活性。2.根據權利要求1中(I)所述的方法，其特征在于所述的研磨法生產六氫β_酸與環糊精包合物的方法為不添加任何有機溶劑，直接將六氫酸與各種環糊精按比例混合后干法研磨，方法綠色環保，安全可靠。3.根據權利要求1中(2)和(3)所述的方法，其特征在于所述的六氫β-酸與環糊精包合的方法為將六氫β-酸與環糊精按比例混合后，僅采用符合食品安全的水或乙醇作為溶劑，整個操作過程中不添加任何有毒、有害有機溶劑，方法綠色安全無污染;所述的符合食品安全的水為蒸餾水、純凈水和去離子水。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的環糊精為α-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精、羥丙基-β_環糊精、羥丙基-T -環糊精、2-甲基-β-環糊精、6-甲基-β-環糊精、2，6-二甲基-β-環糊精和2，3，6_三甲基-β-環糊精中的任意一種，所得到的包合物分別為六氫β-酸-α-環糊精包合物、六氫β-酸-β-環糊精包合物、六氫β-酸-γ -環糊精包合物、六氫β_酸-羥丙基-β-環糊精包合物、六氫β-酸-羥丙基-T -環糊精包合物、六氫酸-2-甲基-β-環糊精包合物、六氫酸-6-甲基-β_環糊精包合物、六氫β_酸-2，6-二甲基-β_環糊精包合物和六氫β-酸-2，3，6-三甲基-β_環糊精包合物。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的六氫β_酸環糊精包合物優選的為六氫β-酸-γ-環糊精包合物。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的六氫β_酸環糊精包合物優選的為六氫β-酸-2-甲基-β_環糊精包合物。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的六氫β_酸與環糊精的質量比優選的為1:20?1:50。8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的選定的研磨溫度范圍為20t>10(TC，優選的研磨溫度為20°050°C。9.根據權利要求1所述的一種新型抑菌劑，其特征在于所得到的六氫β_酸-環糊精包合物為具有一定水溶性物質，能夠作為抑菌防腐成分添加于各種酒精飲料、軟飲料、乳飲料、糖果、果凍、餅干、糕點中，也能夠用于化妝品、洗護用品和飼料產品中，同時由于六氫β-酸本身具有多種藥理活性，還能夠將其作為保健品的配料使用。
【文檔編號】A01P3/00GK106074471SQ201610551294
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】劉玉梅, 徐海寧
【申請人】新疆大學