[发明专利]用于从食品中提取组分的分子印迹聚合物

说明书

本申请是申请日为2004年1月29日、申请号为200480003094.2的中国专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及能在水或含水介质中选择性地结合靶分子，如核黄素或其类似物的一类新型的与水相容的分子印迹聚合物(AquaMIP)，并涉及其合成和其在食品加工和提取或分离工艺中的用途。

发明背景

在医疗、饮食、环境和化学科学中，对于从相关物质的复杂混合物中选择性地分离特定的物质存在日益增长的需求。目标是变化的；它可以是一种或多种特定化合物的制备性分离，或者其浓度的测量，或者从多组分混合物中选择性地除去目标化合物。

核黄素(维生素B₂)，一种水相容维生素，对人类膳食来说是重要的，它是决定氧化还原反应的辅酶-黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和黄素单核苷酸(FMN)的主要组分。在肝脏(3.5mg/100g)、奶酪(0.5mg/100g)、牛奶(0.15mg/100g)和啤酒(约200μg/L)中可发现它。尽管核黄素对热和酸性pH相对稳定，但它在碱和光存在下分解成光黄素，一种有助于维生素C分解的较强的氧化剂。在硫源存在下，核黄素的光还原造成苦异α-酸(bitter iso-alpha acid)分解，这导致暴露于阳光下的白酒、香槟、牛奶和啤酒公知的“晒过(sun-struck)”的味道。为了防止形成这种非所需的味道，在啤酒和白酒的情况下，这些产品优选储存在暗色且不透光的瓶子内，或者在牛奶的情况下，优选储存在塑料/纸包装内。对于缺少核黄素的产品来说，这些措施是不需要的。

因此，在不影响其组成的情况下，从复杂的基体内选择性地除去核黄素的方法是令人感兴趣的。M.G.Duyvis等在“J.Agric.Food.Chem.”(2002，Vol.50，第1548-1552页)和C.Laane等在“J.Inst.Brew.”(1999，Vol.105，第392页)中提出以亲合分离模式使用核黄素结合蛋白质。然而，所提出的工序极强地受到与稳定性和成本相关的问题的局限，这严重地降低了这些工序的可行性。

代替地，在这一点上，在不影响其组成的情况下，使用能从复杂的基体中除去核黄素的稳定聚合物材料可能更加有用。能显示出这种性能的材料从而在提高相关食品和饮料产品的稳定性和质量方面具有重要的应用。此外，可使用这种材料在定量分析之前从复杂的基体中富集并分离黄素，或者作为化学传感器内的识别元件。

一类这样的材料是已知称为“分子印迹聚合物(MIP)”的一类，它可使用分子印迹技术来制备。

制备分子印迹聚合物(MIP)最广泛使用的方案(下称“常规技术或工序”)需要下述关键步骤：

(i)在低极性的非质子溶剂中，使靶或模板分子，或者其结构类似物(“T”)，与所选择的功能性单体(“M”)接触并相互作用，形成非共价缔合的模板-单体组件，

(ii)使模板-单体组件与交联剂或单体(“M-M”)共聚，从而形成交联的多孔网络聚合物(也称为聚合物基体)，

(iii)从聚合物基体中提取靶或模板(“T”)，从而使所制得的MIP具有相应的结合位点。

在MIP上的这些结合位点能以高的亲合性和选择性选择性地再结合相应的靶或模板分子，或近似结构的类似物。这些位点的结合选择性常常与抗体-抗原的互补性相当。

在以上所述的常规技术中，典型地在步骤(iii)(提取模板)之前粉碎并筛分MIP，以获得粒状材料的所需尺寸部分。然后它们可填充在色谱柱内，并用于从具有类似结构或官能度的混合物的其它组分中色谱分离模板。分析以及制备应用是可能的。在制备应用中，其目的可以是分离或除去特定的化合物。可例如通过亲合色谱的工序进行制备应用，其中可使用或者pH、离子强度或者溶剂梯度或所述参数的结合来控制与固定相相互作用的强度。典型地使粗混合物流经MIP的填充床，借此待除去或分离的化合物选择性地保留在MIP上。随后，在再生步骤中从MIP中释放该化合物。在调节步骤之后，MIP准备再次利用。

以膜形式(membrane format)使用MIP是另一种可选择的方案，该方案通过允许较快速的分离和连续生产纯化合物的可能性而提供优点。

或者，可以所谓的“间歇形式(batch format)”进行分离，其中MIP在粗混合物内悬浮被认为足以发生化合物的选择性吸附的一段时间。之后可如上所述进行再生。

MIP在例如氨基酸衍生物、肽、膦酸酯、包括β-阻断(blocking)化合物的氨基醇和许多手性药物的手性分离方面显示出前景。