[发明专利]一种壳寡糖‑N‑曲酸‑曼尼希碱衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于食品添加剂技术领域，涉及一种新型的具有防腐抗菌生物活性的壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着人民生活水平提高，食品安全问题已成为全球公众优先考虑的世界性焦点问题之一，健康和绿色的概念越来越被大众所接受，对天然防腐抗菌剂的市场需求也必然日益增长。天然防腐抗菌剂如壳聚糖和曲酸，以其安全无毒、热稳定性好等特性受到人们的亲睐，通过化学改性开发出具有更强抑菌活性和更广抑菌谱的天然食品防腐剂已经成为人们研究的热点。

国内外的研究结果表明，壳寡糖具有生物可降解性、生物相容性、生物无毒性和化学反应活性，对包括细菌、真菌在内的一系列微生物都有抑制作用，被视为开发新型天然食品防腐剂的理想材料，在医药、化工、材料、生物技术、食品与营养、农业与环境保护等多个领域都有着广泛的应用，已成为国际上新兴的一种功能性低聚糖。可以通过对壳寡糖的结构进行化学修饰，由于其分子链上具有化学反应活性的氨基和羟基，这些位点均是对壳寡糖进行化学改性的理想作用位点，可以进一步提高其抗菌活性，这也是目前国内外研究较多的有效方法。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的一个目的是通过氯代曲酸-曼尼希碱中的氯原子在壳寡糖的活性氨基上接入曲酸的活性基团—γ-吡喃酮基和N-甲基哌嗪，以增强壳寡糖的抗菌活性，得到溶解性好、相互增效的壳寡糖衍生物。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物，其在壳寡糖分子结构上的C2氨基与氯代曲酸-曼尼希碱发生烷基化反应，生成壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物，其中，衍生物的取代度0.98～1.62，其为具有如式Ι所示结构的化合物：

其中，n为6～20。

作为本发明所述的壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物的一种优选方案，其中，所述壳寡糖为分子量1000～5000Da，脱乙酰度90％～95％的壳寡糖。

本发明的另一个目的是提供一种壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物的制备方法，其是将壳寡糖与氯代曲酸-曼尼希碱用有机溶剂分别溶解，在一定温度下混合并搅拌反应一段时间，反应结束后添加丙酮沉淀产物，过滤，沉淀产物用有机溶剂索氏抽提，冷冻干燥，将干燥好的产品装在透析袋中透析一段时间，加入丙酮沉淀，抽滤，冷冻干燥，最终得到经纯化的壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物；其中，所述将壳寡糖与氯代曲酸-曼尼希碱用有机溶剂分别溶解，其有机溶剂为二甲基甲酰胺和吡啶；所述二甲基甲酰胺的体积用量为所用氯代曲酸-曼尼希碱质量的2～4倍，二甲基甲酰胺的体积用量为所用壳寡糖质量的2～4倍，所述吡啶的体积用量为所用壳寡糖质量的2～6倍；所述一定温度为-35℃～40℃，所述一段时间为2～6小时；所述沉淀产物用有机溶剂索氏抽提，其中的有机溶剂分别为乙醇和丙酮；所述在透析袋中透析一段时间，其中的一段时间为12～24小时。

本发明的还一个目的是提供一种壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物中原料氯代曲酸-曼尼希碱的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种的氯代曲酸-曼尼希碱的制备方法，其包括，一定质量的N-甲基哌嗪和氯代曲酸溶解在一定体积的甲醇和福尔马林溶液中，在室温下快速搅拌，生成褐色沉淀，收集、过滤，用无水甲醇洗涤若干次，用无水甲醇重结晶、干燥，即得到氯代曲酸-曼尼希碱；其中，所述壳寡糖与氯代曲酸-曼尼希碱的质量份比例为2∶1～5；所述一定体积的甲醇和福尔马林溶液的体积比为10:1～20:1；所述用无水甲醇洗涤若干次，其中的次数为3～5次。

作为本发明所述的氯代曲酸-曼尼希碱的制备方法的一种优选方案，其中，所述室温为25℃。

本发明的再一个目的是提供一种壳寡糖-N-曲酸-曼尼希碱衍生物作为防腐剂在医药与食品领域的应用。

本发明所具有的有益效果：