研究人员通过光敏化学物质找到成本更低、效果更好的γ -环糊精生产工艺

发表在《Chem》上的这项研究展示了一种腙模板如何取代能源密集型蒸馏来生产和分离γ -环糊精--一种吸引其他分子的水溶性化学物质并被用于改善食品、药品和广泛的消费品。

“这些化合物是可生物降解的、生物相容的、良性的、常用的，”达特茅斯大学化学教授Ivan Aprahamian说道，“我们正在提高生产效率以便更多地用于工业。”

环糊精是一种天然的化合物，它在使用前封装并保存产品中的活性成分。这种水溶性化合物由葡萄糖构成，当酶被添加到淀粉中时就会产生。它们像甜甜圈一样的形状使其可以作为分子容器包围其他化合物，直到它们被热或其他物理过程释放出来。

跟其他常见的环糊精如α -环糊精和β -环糊精相比，γ -环糊精体积最大、水溶性最强。

“这种分子的独特结构有助于它容纳像维生素和敏感染料这样的大分子，”该研究的论文第一作者、达特茅斯阿普拉哈米亚研究小组的研究生Sirun Yang说道，“γ -环糊精在工业上已经很有用了，现在我们让它更容易地用于制药、食品和家用产品的生产商。”

在药品中，这种化合物延长了药物的保质期并使它们形成易于食用和消化的形式。空气清新剂利用这种化合物捕捉难闻的分子、降低它们在空气中的浓度。香水可用它来缓慢释放气味宜人的化合物。

据Aprahamian介绍称，工业面临的挑战是γ -环糊精也是能源密集型和昂贵的制备和分离。截止到目前，还需要一种昂贵的蒸汽蒸馏过程来去除用于形成化合物的分子模板。

通过使用由光敏腙制成的模板，新工艺在酶生产过程中将γ -环糊精引导成独特的容器状甜甜圈形状，然后可以使用成本效益高、环境友好的光辐照工艺将其去除。

“我们的方法依赖于使用腙，这是一种可以很容易地添加到γ -环糊精腔中的光开关，”Aprahamian说道，“一旦你引入光，它会改变形状并离开腔体并促进化合物的分离。（这个过程）不再需要蒸汽蒸馏。”

跟更容易获得的环糊精相比，新工艺使高功能化合物更具资源和价格竞争力。

由于生产成本更低，γ -环糊精可以被更广泛地用于消费产品。对于制药行业来说，增加这种化合物的使用将使制造商能配制出更低剂量的活性成分、使药物更便宜并减少副作用。