根據(jù)達(dá)特茅斯學(xué)院的一項(xiàng)研究，使用光敏化學(xué)品的工藝可以大大降低生產(chǎn) γ-環(huán)糊精的成本和能源消耗，這是一種廣泛用于制造業(yè)的化合物。

這項(xiàng)發(fā)表在 Chem雜志上的研究展示了腙模板如何替代能量密集型蒸餾來(lái)生產(chǎn)和分離 γ-環(huán)糊精——一種吸引其他分子并用于增強(qiáng)食品、藥品和其他消費(fèi)品的水溶性化學(xué)物質(zhì)。

“這些化合物是可生物降解的、生物相容的、良性的并且是常用的，” 化學(xué)教授Ivan Aprahamian說(shuō)。“我們正在提高生產(chǎn)效率，以便更容易為工業(yè)界所用。”

環(huán)糊精是天然存在的化合物，可將活性成分封裝并保存在產(chǎn)品中，直到使用為止。這些化合物由葡萄糖制成，并在將酶添加到淀粉中時(shí)產(chǎn)生。它們類(lèi)似甜甜圈的形狀使它們能夠充當(dāng)圍繞其他化合物的分子容器，直到它們被熱量或其他物理過(guò)程釋放。

與其他常見(jiàn)的環(huán)糊精(如 α-環(huán)糊精和 β-環(huán)糊精)相比，γ-環(huán)糊精是最大且最易溶于水的。

“這種分子的獨(dú)特結(jié)構(gòu)有助于它容納大分子，如維生素和敏感染料，” 該論文的第一作者、Aprahamian 研究小組成員、Guarini '22 的Sirun Yang說(shuō)。“γ-環(huán)糊精已經(jīng)對(duì)工業(yè)有用，現(xiàn)在我們正在讓藥品、食品和家用產(chǎn)品的生產(chǎn)商更容易獲得它。”

在藥物中，該化合物可以延長(zhǎng)藥物的保質(zhì)期，并使其形成易于食用和消化的形式?？諝馇逍聞┦褂眠@種化合物來(lái)捕捉臭味分子，降低它們?cè)诳諝庵械臐舛?。香水使用它?lái)緩慢釋放令人愉悅的化合物。

根據(jù) Aprahamian 的說(shuō)法，工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是 γ-環(huán)糊精也是能源密集型的，制備和分離成本高昂。到目前為止，需要一個(gè)昂貴的蒸汽蒸餾過(guò)程來(lái)去除用于形成化合物的分子模板。

通過(guò)使用由光敏腙制成的模板，新工藝在酶促生產(chǎn)過(guò)程中將 γ-環(huán)糊精引導(dǎo)至其獨(dú)特的容器狀甜甜圈形狀，但隨后可以使用具有成本效益且環(huán)保的光輻照工藝去除。

“我們的方法依賴于使用腙，這是一種光開(kāi)關(guān)，可以很容易地添加到 γ-環(huán)糊精腔中，”Aprahamian 說(shuō)。“一旦你引入光，它就會(huì)改變形狀并離開(kāi)空腔，從而促進(jìn)化合物的隔離。不再需要蒸汽蒸餾。”

與更容易獲得的環(huán)糊精相比，新工藝使高功能化合物更具資源和價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

據(jù)研究小組稱，由于生產(chǎn)成本較低，γ-環(huán)糊精可以更廣泛地用于各種消費(fèi)品。對(duì)于藥物，增加使用該化合物將使制造商能夠配制較低劑量的活性成分，從而降低藥物成本并減少副作用。

研究教授 Maria Pellegrini 和化學(xué)教授 Dale Mierke 也參與了這項(xiàng)研究。