环糊精金属有机骨架的合成及其在食品包装膜中的应用
发布时间：2021-11-12 21:27
环糊精金属有机骨架（Cyclodextrin-based metal-organic frameworks,CD-MOFs）因其安全环保、生物利用度高,成为当前药物递送领域研究的热点。槲皮素（Quercetin）是一种多羟基黄酮类化合物,具有抗氧化、抑菌、抗癌、抗炎等作用,但其极差的水溶性,严重制约了它在食品和医药领域的应用。此外,随着生活水平的提高,人们对安全、可控、环境友好、能够延长贮藏时间的食品包装材料需求越来越大。含有功能因子的包装材料能有效抑制食品在贮藏过程中的氧化和微生物作用。因此,为扩宽CD-MOFs在食品领域的应用,研发出负载天然活性成分的抗氧化薄膜。本文首先研究了CD-MOFs的合成工艺;然后选取槲皮素为功能活性成分,通过超声的方法利用γ-CD-MOFs对槲皮素进行了包埋,并以包埋率和载药量为评价指标,通过单因素试验甄选出最佳包埋工艺;其次,对γ-CD-MOFs载药前后的形貌结构、功能性质、释放动力学进行测定,并通过分子模拟探究其载药机理;最后,以玉米醇溶蛋白为基材,研发出含有γ-CD-MOFs/Que复合物的新型食品抗氧化包装膜,研究了其薄膜性质并应用于新鲜荔枝的贮...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种环糊精的结构
华南理工大学硕士学位论文6图1-3γ-环糊精金属有机骨架的化学结构[42]Figure.1-3Thestructureofthreetypesofcyclodextrins1.2.4环糊精金属有机骨架的制备目前在CD-MOFs的合成中，多种无机金属离子被作为材料，得到了晶体性质、形貌结构各不相同的CD-MOFs。其中最常用的是K+。CD-MOFs的合成一般是采取溶剂热法，将环糊精和碱性金属离子按照1:8的摩尔比混合，在室温下孵育12h。还有其他的合成方法，例如Liu采用微波辅助快速合成了微米级和纳米级的CD-MOFs[43]；一些人研究者不采用K+，而选取Rb+、Sr2+和Cs+合成CD-MOFs[42,44]。在制备过程中常常加入模型剂来控制MOFs的大校例如，CD-MOFs结晶大小一般在200-400μm，加入CTAB制备的CD-MOFs结晶大小可以在1-10μm，通过在制备过程中同时调节甲醇和CTAB的量可以制备出200-300nm的CD-MOFs[44]。Vikramjeet等人通过胆固醇表面改性来提高CD-MOFs纳米粒子的耐水性。CD-MOFs在合成24小时后仍能保持其立方晶体结构，在体内耐受性良好，可使DOX的血液半衰期延长4倍。YukiFurukawa等人通过对γ-CD内部的羟基和烷基的交联，用CD-MOFs作为立方体形状的模板，即自下而上的方法，在几百纳米到毫米的范围内形成具有明确多面体形状的网络聚合物粒子(CGPs)[45]。1.2.5环糊精金属有机骨架在活性分子递送中的应用目前，用环糊精负载活性分子的研究已经足够深入，常被用作增溶解、除臭、提高
华南理工大学硕士学位论文8皮素在水中几乎不溶，能溶于有机溶剂，如乙醇，在甲醇、乙酸乙酯、冰醋酸、吡啶、丙酮等，在碱性水溶液中溶解后呈现黄色。图1-4槲皮素的结构式Figure.1-4Chemicalstructuresofquercetin1.3.2槲皮素的生物活性槲皮素的生物活性包括抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒、提高免疫力[54]。1.3.2.1抗氧化作用自由基是生物体内的正常代谢产物，但是产生过多自由基则可能导致免疫抵抗力下降、衰老、癌症等疾玻人体有一套自由基平衡。抗氧化剂是指能阻止或抑制氧化的一类物质[55]。赵丽婷研究表明，在饲料中添加槲皮素，动物外周血的抗氧化能力得到显著提升，说明经肠道吸收后的槲皮素在体内可直接或间接地发挥抗氧化作用。SatyakumarV等人研究发现，槲皮素能抑制脂质过氧化物的生成，提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性[56]。MikstackaR等人通过体外抗氧化试验，研究了槲皮素和白藜芦醇等多酚的抗氧化作用都能有效保护红细胞，抑制诱导细胞凋亡[57]。ManuelPinelo等人研究了不同溶剂和温度对槲皮素抗氧化能力的影响，结果显示，贮藏温度越高，槲皮素活性越低[58]。1.3.2.2抑菌作用槲皮素具有广谱抑菌性，对革兰氏阴性菌的抑菌效果要强于革兰氏阳性菌[59]。此外，将槲皮素负载到纳米颗粒上，能有效提升槲皮素对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及鼠伤寒沙门氏菌的抑菌效果，而槲皮素则对人仓白杆菌没有明显的抑菌效果。Itaru等人研究表明槲皮素对金黄色葡萄球菌，包括金黄色葡萄球菌(MRSA)和表皮葡萄球菌具有选择性的抗菌活性。部分西林金黄色葡萄球菌对槲皮素具有明显的敏感性。槲皮素与抗生素联合应用，对金黄色葡萄球菌的抗菌活性明显增强[60]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Encapsulating soluble active species into hollow crystalline porous capsules beyond integration of homogeneous and heterogeneous catalysis[J]. Guorui Cai,Meili Ding,Qianye Wu,Hai-Long Jiang. National Science Review. 2020(01)
[2]生物防腐保鲜膜在水果保鲜中的应用研究[J]. 侯丽君,刘英梅,张金华,张秀华,刘飞. 食品与药品. 2018(04)
[3]丁香酚/玉米醇溶蛋白纳米粒子膜的制备及表征[J]. 蒲传奋,刘雯,姜春伟,孙聪聪,唐文婷,孙国英. 粮食与饲料工业. 2017(01)
[4]抗菌性玉米醇溶蛋白/壳聚糖复合膜的制备与性质[J]. 陈桂芸,曲亮璠,赵宇,陈野. 食品科学. 2017(15)
[5]肉桂精油微胶囊抗菌纸的研制及对圣女果的保鲜效果研究[J]. 岳淑丽,万达,张义珂. 包装工程. 2015(13)
[6]积雪苷柔性纳米脂质体的制备与表征分析[J]. 任艳,贺兴冬,尚北城,鲍秀坤,王艳芳,马吉胜. 中国中药杂志. 2013(19)
[7]反应时间对DPPH·法、ABTS+·法评价抗氧化性结果的影响[J]. 林恋竹,赵谋明. 食品科学. 2010(05)
[8]槲皮素联合放射线抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞胶原合成[J]. 龙笑,曾萱,张福泉,吴兴成,王晓军. 基础医学与临床. 2007(03)
博士论文
[1]MOF混合基质膜的原位制备及相容性强化[D]. 李皓.大连理工大学 2017
硕士论文
[1]玉米黄粉中醇溶蛋白的提取纯化及增塑成膜研究[D]. 周颖.华中农业大学 2010
本文编号：3491686
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种环糊精的结构
华南理工大学硕士学位论文6图1-3γ-环糊精金属有机骨架的化学结构[42]Figure.1-3Thestructureofthreetypesofcyclodextrins1.2.4环糊精金属有机骨架的制备目前在CD-MOFs的合成中，多种无机金属离子被作为材料，得到了晶体性质、形貌结构各不相同的CD-MOFs。其中最常用的是K+。CD-MOFs的合成一般是采取溶剂热法，将环糊精和碱性金属离子按照1:8的摩尔比混合，在室温下孵育12h。还有其他的合成方法，例如Liu采用微波辅助快速合成了微米级和纳米级的CD-MOFs[43]；一些人研究者不采用K+，而选取Rb+、Sr2+和Cs+合成CD-MOFs[42,44]。在制备过程中常常加入模型剂来控制MOFs的大校例如，CD-MOFs结晶大小一般在200-400μm，加入CTAB制备的CD-MOFs结晶大小可以在1-10μm，通过在制备过程中同时调节甲醇和CTAB的量可以制备出200-300nm的CD-MOFs[44]。Vikramjeet等人通过胆固醇表面改性来提高CD-MOFs纳米粒子的耐水性。CD-MOFs在合成24小时后仍能保持其立方晶体结构，在体内耐受性良好，可使DOX的血液半衰期延长4倍。YukiFurukawa等人通过对γ-CD内部的羟基和烷基的交联，用CD-MOFs作为立方体形状的模板，即自下而上的方法，在几百纳米到毫米的范围内形成具有明确多面体形状的网络聚合物粒子(CGPs)[45]。1.2.5环糊精金属有机骨架在活性分子递送中的应用目前，用环糊精负载活性分子的研究已经足够深入，常被用作增溶解、除臭、提高
华南理工大学硕士学位论文8皮素在水中几乎不溶，能溶于有机溶剂，如乙醇，在甲醇、乙酸乙酯、冰醋酸、吡啶、丙酮等，在碱性水溶液中溶解后呈现黄色。图1-4槲皮素的结构式Figure.1-4Chemicalstructuresofquercetin1.3.2槲皮素的生物活性槲皮素的生物活性包括抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒、提高免疫力[54]。1.3.2.1抗氧化作用自由基是生物体内的正常代谢产物，但是产生过多自由基则可能导致免疫抵抗力下降、衰老、癌症等疾玻人体有一套自由基平衡。抗氧化剂是指能阻止或抑制氧化的一类物质[55]。赵丽婷研究表明，在饲料中添加槲皮素，动物外周血的抗氧化能力得到显著提升，说明经肠道吸收后的槲皮素在体内可直接或间接地发挥抗氧化作用。SatyakumarV等人研究发现，槲皮素能抑制脂质过氧化物的生成，提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性[56]。MikstackaR等人通过体外抗氧化试验，研究了槲皮素和白藜芦醇等多酚的抗氧化作用都能有效保护红细胞，抑制诱导细胞凋亡[57]。ManuelPinelo等人研究了不同溶剂和温度对槲皮素抗氧化能力的影响，结果显示，贮藏温度越高，槲皮素活性越低[58]。1.3.2.2抑菌作用槲皮素具有广谱抑菌性，对革兰氏阴性菌的抑菌效果要强于革兰氏阳性菌[59]。此外，将槲皮素负载到纳米颗粒上，能有效提升槲皮素对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及鼠伤寒沙门氏菌的抑菌效果，而槲皮素则对人仓白杆菌没有明显的抑菌效果。Itaru等人研究表明槲皮素对金黄色葡萄球菌，包括金黄色葡萄球菌(MRSA)和表皮葡萄球菌具有选择性的抗菌活性。部分西林金黄色葡萄球菌对槲皮素具有明显的敏感性。槲皮素与抗生素联合应用，对金黄色葡萄球菌的抗菌活性明显增强[60]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Encapsulating soluble active species into hollow crystalline porous capsules beyond integration of homogeneous and heterogeneous catalysis[J]. Guorui Cai,Meili Ding,Qianye Wu,Hai-Long Jiang. National Science Review. 2020(01)
[2]生物防腐保鲜膜在水果保鲜中的应用研究[J]. 侯丽君,刘英梅,张金华,张秀华,刘飞. 食品与药品. 2018(04)
[3]丁香酚/玉米醇溶蛋白纳米粒子膜的制备及表征[J]. 蒲传奋,刘雯,姜春伟,孙聪聪,唐文婷,孙国英. 粮食与饲料工业. 2017(01)
[4]抗菌性玉米醇溶蛋白/壳聚糖复合膜的制备与性质[J]. 陈桂芸,曲亮璠,赵宇,陈野. 食品科学. 2017(15)
[5]肉桂精油微胶囊抗菌纸的研制及对圣女果的保鲜效果研究[J]. 岳淑丽,万达,张义珂. 包装工程. 2015(13)
[6]积雪苷柔性纳米脂质体的制备与表征分析[J]. 任艳,贺兴冬,尚北城,鲍秀坤,王艳芳,马吉胜. 中国中药杂志. 2013(19)
[7]反应时间对DPPH·法、ABTS+·法评价抗氧化性结果的影响[J]. 林恋竹,赵谋明. 食品科学. 2010(05)
[8]槲皮素联合放射线抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞胶原合成[J]. 龙笑,曾萱,张福泉,吴兴成,王晓军. 基础医学与临床. 2007(03)
博士论文
[1]MOF混合基质膜的原位制备及相容性强化[D]. 李皓.大连理工大学 2017
硕士论文
[1]玉米黄粉中醇溶蛋白的提取纯化及增塑成膜研究[D]. 周颖.华中农业大学 2010
本文编号：3491686
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