環糊精
cyclodextrin
定義:在環糊精糖基轉移酶作用下,由淀粉(主要是支鏈淀粉)所生成的α-1,4-糖苷鍵連接、首尾相連、由6~12個葡萄糖單位組成的環狀低聚糖。有催化特性,并可與一些離子或有機小分子形成包含絡合物。在食品、醫藥、輕工和農業化工等領域用作穩定劑、乳化劑和抗氧化劑。
學科:生物化學與分子生物學_糖類_多糖_單糖衍生物
相關名詞:葡萄糖 淀粉 環狀結構 α-環糊精
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
環糊精是由葡萄糖通過α-1,4-糖苷鍵首尾連接構成的環狀低聚糖,通常由環糊精葡萄糖基轉移酶轉化淀粉或其衍生物生成。環糊精最早發現于1891年,法國科學家維利爾斯從淀粉桿菌發酵淀粉的產物中發現了能高度結晶、有一定聚合度的淀粉降解產物。1903年,沙丁格爾發現了類似性質的淀粉降解產物,并根據實驗現象推測這種淀粉降解產物可能為環狀結構。1942年,弗倫奇和朗德爾采用X-射線結晶學的方法,確認了環糊精的環狀結構與組成,并科學地命名了環糊精。
常見的環糊精為α-、β-和γ-環糊精,分別包含6、7、8個葡萄糖單元。α-、β-和γ-環糊精是應用最廣泛的環糊精,也稱基礎環糊精。此外,比基礎環糊精聚合度高,由9個及以上葡萄糖單元組成的環糊精稱為大環糊精,對基礎環糊精進行化學或酶法修飾得到的環糊精,稱為環糊精衍生物。環糊精不同于淀粉和普通糊精的重要物理性質是其良好的結晶性。三種環糊精中,β-環糊精的結晶性最好,α-、β-和γ-環糊精純品為白色結晶粉末。環糊精的化學性質穩定,在堿性、中性和弱酸環境中無變化,但在強酸環境中,環糊精發生水解,生成葡萄糖和麥芽寡糖,水解程度受溫度和酸強度影響。
19世紀70年代,環糊精的研究進入開發應用階段。環糊精的應用結構基礎是其具有外部親水、內部疏水的中空筒型結構。這種筒形結構使環糊精能與特定大小、特定形狀的疏水性客體分子形成穩定的包合物,進而改變客體分子的應用性能。此外,基于α-環糊精的抗酶解作用以及較高的水溶性,日本、歐洲、美國等已批準α-環糊精作為可溶性膳食纖維應用于食品領域,我國也于2012年將α-環糊精列入食品添加劑目錄。目前,環糊精已廣泛應用于醫藥、食品、化妝品和生物化工等領域。
責任編輯:張鵬輝