环糊精(CD)是由不同数量的葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖,常见的是α-、β-和γ-CD,聚合度(DP)分别为6、7、8。已有诸多文献报道,CD及其衍生物具有非常广泛的应用,包括制药、医药、食品、化妆品、生物技术等。大环糊精(LR-CD)是CD的一种,是由葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键首尾相连组成的DP>8的环状葡聚糖。直到20世纪90年代,关于酶法制备LR-CD的研究陆续被报道,同时随着色谱技术的发展与应用,研究人员实现了对所制备的LR-CD的分离与检测,DP分别为9~31和36~39的LR-CD被先后分离出。这些成果促使研究者们对LR-CD展开进一步的探索。

不同DP的LR-CD葡萄糖单元个数不同,因此所形成的环的大小、形状及结构也不同。DP较小的LR-CD一般形成一个独立的环,立体结构为圆筒状;当DP较大时,LR-CD的环状结构较为复杂,会形成2 个环状的空腔结构。Nimz等报道了DP为26的LR-CD结构,与圆圈形状的常规CD不同,其环状结构发生扭曲,呈“8”字形状,呈具有2 个LR-CD中心空腔的单螺旋构象(图2)。不同空腔结构使LR-CD对各种易氧化、稳定性差的客体分子的包埋应用提供了更多可能性。

江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室的谢安宁、金征宇、李晓晓*等对大环糊精的酶法制备及应用进行综述,以期为未来食品的开发提供相应参考。

1 酶法制备LR-CD概述

目前LR-CD的制备以酶法为主,常用的酶类包括环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase,EC2.4.1.19)和4-α-糖基转移酶(4αGT,EC2.4.1.25)。

1.1 CGTase制备LR-CD

CGTase属于糖苷水解酶(GH)13家族,可以催化天然存在的α-1,4-D-葡聚糖的D-吡喃葡萄糖单体之间的α-1,4 糖苷键的形成与断裂。已在细菌如芽孢杆菌属(Bacillus)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium)和放线菌属(Actinomycetes)物种中检测到了CGTase。CGTases的空间结构可以分为5 个结构域:A、B、C、D、E。结构域A是由8 个α-螺旋结构和8 个平行的β-折叠结构组成的桶状结构,也称为(β/α)8桶状催化域,主要参与酶的催化功能;结构域B和C的功能主要是促进酶与底物有效结合。

CGTase能够催化淀粉和线性α-1,4-葡聚糖通过分子内转糖基环化反应形成LR-CD,除了可以发生环化反应产生CD外,还可以催化偶合反应、分子间转糖基反应(歧化反应)和水解反应。在偶合反应中,环状葡聚糖底物被水解并转移至葡聚糖受体。线性葡聚糖也可以通过歧化反应转移到线性受体,从而形成更长的线性葡聚糖。在水解反应中,线性葡聚糖水解产物通过CGTase转移到作为受体的水分子上。

Terada等研究表明,CGTase作用于淀粉,初期可以产生DP 9~60的LR-CD;反应后期阶段,会有α-、β-和γ-CD产生,这是酶促催化淀粉的主要产物。随着反应时间延长,初始阶段产物受到CGTase偶合活力的影响,DP较大的CD作为进一步分子间转糖基化反应的底物,后续被转化为线性产物和一些DP较小的CD。Qi Qingsheng等研究乙醇对CGTase合成LR-CD的影响,结果表明,添加乙醇可以显著提高CGTase合成LR-CD的产率。原因可能是乙醇抑制了CGTase对LR-CD的偶合与水解活性。因此,通过严格控制或调节酶反应时间或反应程度,可以利用CGTase来制备LR-CD。

1.2 4αGT制备LR-CD

4αGT同属于GH13、57和77家族。4αGT的来源主要分为2 类,一类是植物来源,主要来源于植物块茎,如马铃薯块茎。植物来源的4αGT又名D酶或歧化酶。D酶的主要功能是扩链,可能参与淀粉代谢和链长修饰,能够催化分子内转糖基作用,合成DP>17的CD,即LR-CD。另一类是微生物来源,主要来源于细菌或古生菌,是一种胞内酶,又名麦芽糖淀粉酶,与微生物内的麦芽糖代谢及糖原的合成或降解有关。与CGTase不同,4αGT的空间结构分为4 个结构域,分别为A、B1、B2和B3(图3)。结构域A也是由8 个α-螺旋和8 个β-折叠组成的桶状结构,是4αGT的催化中心;结构域B1中的250s环是4αGT所特有的,有研究表明,250s环的空间位阻可以限制DP较小的环状产物生成,从而控制4αGT产生的LR-CD的最小聚合度;结构域B2被认为可能与酶的底物专一性或与产物的DP大小有关。

4αGT是一种多功能酶,参与催化歧化、环化、偶合、水解4 种反应,通过分子间和分子内转葡糖基化反应催化α-1,4-D-葡聚糖单元转移。4αGT的4 种作用模式如图4所示。歧化反应是指4αGT发挥其分子间的转糖基作用,切断葡聚糖分子其中1个α-1,4-糖苷键,并将切割下来的小分子糖基转移到另一个小分子糖上,催化葡萄糖基从供体分子转移到受体的非还原端,使受体糖链延长;环化反应是指4αGT发挥其分子内的转糖基作用,将一个直链葡聚糖分子一端的糖基连接到分子另一端的糖基上,使线性分子被环化的过程,通过作用于直链淀粉或线性糊精的环化作用可制备LR-CD;偶合反应是将环状糊精与小分子糖反应形成线性的直链糊精,是一种开环反应,即环化反应的逆反应;水解反应是指4αGT将1个糖分子水解为2个DP更小的小分子糖,使原来的糖基链缩短的反应。由于4αGT的来源不同,制备出的LR-CD的DP也有一定差异,如表1所示。

2 LR-CD制备的影响因素概述

迄今为止,LR-CD依旧缺乏有效的合成和分离方法,其制备与应用依然面临着诸多挑战。底物是影响LR-CD产率的一个重要因素,4αGT的最适底物是直链淀粉,一般选用人工合成的马铃薯直链淀粉,但其价格昂贵,因此生产成本很高,而含有大量支链淀粉的天然淀粉如果直接用于制备生产LR-CD,产量则很低;此外,CGTase和4αGT本身具有较弱的水解活性以及与环化活性相反的偶合活性,这2 种活性会使得生成的LR-CD开环降解,导致产率降低。因此,为提高制备LR-CD的产率,研究人员在底物、反应条件优化、反应路径创新及酶改造方面做了很多尝试。

2.1 底物对LR-CD制备的影响

由于4αGT制备LR-CD对线性底物有较高的选择性,因此可以考虑通过优化底物的途径更好发挥4αGT的环化作用,以提高LR-CD产率。此外,用单一的酶改性淀粉可以产生的改变有限,受酶催化机制的影响,有些酶只能作用于单一类型的糖苷键。例如,CGTase和4αGT的4 种活性只能作用于α-1,4-糖苷键,淀粉中α-1,6-糖苷键的存在使环化作用对底物的利用受到限制。因此,4αGT也可与脱支酶(异淀粉酶或普鲁兰酶)协同制备LR-CD。

研究人员尝试用酶对底物进行预处理来提高LR-CD最终产率(表2)。Xu Yan等采用双酶法协同制备LR-CD,即先利用异淀粉酶对不同的淀粉底物进行脱支处理,再将4αGT与脱支后的淀粉底物进行反应(图5a),制得的LR-CD的最大转化率显著提升。值得注意的是,双酶的添加顺序会对LR-CD的产率产生较大影响。Chu等以木薯淀粉为反应底物,利用异淀粉酶和来自水生栖热菌的4αGT同时处理制备LR-CD,但产率仅为3.31%;而淀粉底物经异淀粉酶脱支8 h后,再与4αGT反应12 h,LR-CD最大产率则可达48.56%,因此,底物制备的加酶顺序对于LR-CD最终产率十分重要。在最近的研究中,Suksiri等使用来自谷氨酸棒状杆菌的糖原脱支酶(CgGDE)对木薯淀粉进行预处理,以提高4αGT的LR-CD产率,经过预处理的木薯淀粉,其直链淀粉含量增加约30%,与由未处理的木薯淀粉产生的LR-CD转化率(16.0±2.4)%相比,经CgGDE预处理的木薯淀粉产生(31.2±2.2)%的LR-CD,LR-CD产率明显提高。

上述研究表明,底物中直链淀粉含量的提高能显著提高LR-CD产率。淀粉链中α-1,6支链的断裂是增加线性链数量的关键,由图5a可知,使用淀粉脱支酶,如普鲁兰酶、异淀粉酶等对淀粉进行脱支前处理,以增加直链淀粉的含量,即通过α-1,6支链淀粉链的脱支来增加酶对淀粉底物的可及性,4αGT使用这些线性链作为环化反应的底物。脱支酶前处理不仅增加了直链淀粉含量,并且还明显减少了酶与底物发生环化反应后产生的线性寡糖杂质的量,这也提高了制备得到的LR-CD产物的纯度。除了通过利用脱支酶提高直链淀粉含量来优化底物外,还可以尝试以线性葡聚糖为底物来制备LR-CD。Kim等以蔗糖为底物,通过淀粉蔗糖酶和4αGT双酶处理一锅法合成LR-CD(图5b)。此方法可以避免直链淀粉难溶的问题,最后制得的LR-CD产率较低,最大产率仅为9.6%,但反应后剩余的蔗糖可以再循环用于LR-CD的下一个生产过程。

2.2 反应条件对LR-CD制备的影响

先前已有研究报道了LR-CD的合成也受到反应条件的影响,包括pH值、温度、反应时间等。例如,来自谷氨酸棒状杆菌的麦芽糖淀粉酶(CgAM)在碱性pH值或长反应时间条件下均可得到DP较小的LR-CD;来自水生栖热菌的麦芽糖淀粉酶(TfAM)在pH值为5.0的酸性条件下制备LR-CD可以达到最高产率,而来自无乳链球菌的麦芽糖淀粉酶(SaAM)和CgAM在pH值为6.0的较低酸性条件下达到最高产率;豌豆淀粉经TfAM反应,在短时间(2~4 h)产生较小的LR-CD(DP 22~29),而在较长反应时间(6~24 h)后观察到DP为30~44的LR-CD;相反,CgAM在30 min的反应时间下显示出较大的LR-CD产物(DP 31),并且LR-CD的产量随着反应时间的延长而增加。Vongpichayapaiboon等研究反应pH值、反应时间和有机试剂对LR-CD合成的影响。结果表明,pH值和反应时间会影响LR-CD产物的DP,在碱性pH值或长时间反应后,更倾向于产生低DP的LR-CD(DP 22~32)。这可能是因为酶对淀粉具有降解活性,在环化反应中短链直链淀粉分子的含量随着时间的延长而增加,合成了更多的低DP产物。另外,添加5%~15%(m/m)二甲基亚砜可促进中等DP的LR-CD(DP 33~43)合成,产率增加10%~25%。反应条件对LR-CD制备的影响如表3所示。

2.3 基于模板诱导的LR-CD合成新路径

动态组合化学是探索分子自组装和在热力学控制下利用可逆键形成模板来合成复杂分子结构的有效方法。生物分子模板决定了一些生物学过程中酶催化反应的精确结果,如DNA复制、翻译和转录。一些生物聚合物、寡核苷酸和蛋白质已经使用自动化(如DNA合成)和采用模板控制的酶促合成生物技术(如聚合酶链式反应和蛋白表达)。

和模板驱动过程类似,酶促反应的进程和产物是可以操纵和控制的,通过使用人工模板分子来指导酶介导动态过程中生成特定的产物。因此,可以尝试模板诱导以实现由CGTase定向合成特定DP的LR-CD产物。动态组合库是研究反应进程和配体发现的有效工具,用于模板合成复杂的分子结构,以及在热力学控制下从小结构单元组装动态聚合物和响应系统。α-、β-、γ-CD是CGTase对淀粉的酶促分解的主要产物,但δ-CD(DP为9)在该反应中仅短暂形成,作为线性和环状葡聚糖的复杂混合物的次要组分。Erichsen等将CGTase作用于α-1,4-葡聚糖源以产生CD的动态组合文库,在CGTase介导的动态组合库中使用双头基两亲分子作为酶促合成δ-CD的模板,获得比以往报道高30 倍以上的分离得率。这是成功运用模板诱导合成LR-CD的报道,在此之前,此团队已将模板应用于酶介导的CD动态组合文库中指导CD合成。

Larsen等利用CGTase来产生相互转化的线性多糖和CD的复杂动态混合物,添加合适的模板调节酶介导体系中动力学和热力学控制之间的平衡,以诱导产生特定的CD产物,选择性地产生CD(α-、β-和γ-CD),或者获得多于9 个葡萄糖单元的LR-CD,其选择性达到89%~99%。CD的动态酶促合成中的产物选择可以通过改变pH值来动态控制,在反应进程中产生相互转化的线性和环状α-1,4-葡聚糖的动态组合文库,使用可电离的4-硝基苯酚作为模板,通过简单改变pH值来促进α-或β-CD的合成,在低pH值条件下β-CD是优选产物,而在高pH值条件下α-CD是优选产物。近期,Sorensen等又提出了一组水溶性、光可切换的模板,用于光控制的CD酶促合成。邻位取代的偶氮苯可以用作光响应模板,以指导选择性合成α-、β-或γ-CD。当用红光照射时,与未模板化的反应相比,模板导致γ-CD的产率显著增加5倍。此外,该模板可以通过热异构化随后沉淀,从而容易从反应中回收,使得其能够在随后的酶促合成中再循环和重复使用。

因此,CD的产物可以通过添加选择性结合、稳定和扩增特异性CD的模板分子来改变。添加合适的模板诱导反应,线性多糖和CD的复杂动态混合物可以相互转化,以选择性地产生由若干个葡萄糖单元形成的LR-CD,为特定聚合度LR-CD的制备提供了新的反应方法和路径。

2.4 基于酶改造制备LR-CD的研究

从酶的角度看,通过改善酶的稳定性或催化特异性可以改善LR-CD的合成制备。定点突变通常会改变酶的一些性质,如稳定性和催化效率,可以使酶更多的有利性质显示出来,为酶增加更多的使用价值。在之前的研究中已有学者通过对酶进行突变研究,以达到提高LR-CD的产率或获得特定DP范围的LR-CD产物的目的。Tumhom等将来自SaAM中的单个446位半胱氨酸突变为丝氨酸(C446S),改善了酶的热稳定性,在较长的反应时间后可以得到DP为35~42的LR-CD。在之前的研究中,Nimpiboon等从C.glutamicum中随机诱变筛选到一株在50 ℃下热稳定性最好的麦芽糖淀粉酶(CgAM),通过定点诱变构建了突变体A406V和A406L-CgAM,2种突变体均表现出分子间转糖基化活性、最适温度、热稳定性和催化效率的增加。酶最适温度升高5℃,这使其与野生型酶相比更耐热;突变也导致催化效率增加,在40 ℃下的LR-CD产率提高46%,因此这2 种突变在较长的反应时间和更高的反应温度下得到LR-CD产物的产率更高。Y172A突变体的LR-CD产物主要是DP为28或29的LR-CD,而野生型CgAM产物为DP为25的LR-CD。野生型CgAM和Y172A突变体在各个时间点显示出水解活性的显著差异,突变后酶的水解活性显著降低,由于4αGT的水解活性可以使LR-CD降解,因此水解活性被抑制也从另一方面提高了LR-CD的产率。同时,该团队又用Tyr取代天冬酰胺(Asn)287(N287Y),以确定其在控制麦芽糖淀粉酶活性和产物形成中的作用。结果证明,N287是CgAM发生分子内和分子间转葡糖基化活性所必需的。突变后的酶反应生成DP较大的LR-CD。该团队还研究了CgAM中410s环的功能。对Y418(环末端的残基)进行定点诱变。Y418位点突变导致分子间和分子内转糖化活性降低,LR-CD产物大小变化和产量减少。突变体Y418A/D/S的主要产物为DP 36~40,而野生型和Y418F的主要产物为CD29和CD33。最近,该团队Ngawiset等又确定了CgAM中参与LR-CD合成的关键功能性氨基酸位置,构建了Δ167、Y23A、P228Y、E231Y、A413F和G417F 6 种突变体。突变体Δ167没有表现出转糖基活性,表明CgAM的N-末端结构域是酶活性所必需的;突变体A413F的水解、偶合、环化和歧化4 种酶活力均有所下降,而突变体G417F环化活性也受到了影响。一般野生型CgAM产生DP为29的LR-CD,突变体P228Y、A413F和G417F与淀粉底物反应则生成更大的LR-CD,DP为36~40。此外,与野生型CgAM相比,A413F和G417F突变体产生的LR-CD产量显著降低。

4αGT通过环化作用使直链淀粉发生分子内转糖基作用制备LR-CD,但它们不仅能够催化环化反应,而且能够催化水解和偶合反应,水解反应能够水解生成的LR-CD,偶合反应是环化反应的逆反应,也会使得生成的LR-CD开环,导致LR-CD产率降低。如果能有效抑制4αGT的水解和偶合反应,LR-CD的产率将提高。与野生型酶相比,Y54G、Y54P、Y54T和Y54W突变体的水解活性显著降低,而Y54F和Y54K突变体的水解活性与野生型酶相似。在Y54引入氨基酸替换也影响了麦芽糖淀粉酶的环化活性。Y54L、Y54R和Y54S突变体表现出的环化活性比野生型酶高约2 倍,当使用Y54G突变体作用于直链淀粉时,环直链淀粉的产率可高达90%。这些研究表明,在Y54或Y101处进行氨基酸取代以去除其芳香族侧链增加了环化活性,但降低了歧化、偶合和水解活性,突变后的酶与淀粉底物反应生成的LR-CD产率将会提高。对野生型酶和突变酶的产物进行分析表明,野生型酶主要产生DP为29~37的LR-CD,Y101S突变体的产物与之相同,但是,由突变酶形成的LR-CD的量趋于增加。

然而,并不是对酶的所有突变与改造均能促进LR-CD的产生。Tumhom等对CgAM的H461位点进行突变和酶学性质分析,证明该残基在酶催化中起关键作用。H461的突变引起分子间和分子内转葡糖基化活性的显著变化,所有H461突变体的环化活性几乎完全丧失,所有H461突变体均不能产生LR-CD产物,这也证明CgAM活性中心的H461是环化反应所必需的。Sonnendecker等研究来自芽孢杆菌属的CGT酶G-825-6,构建了突变体Y183W、Y183R和D358R。Y183W主要产生CD8,Y183R产物只有CD8和LR-CD,完全失去了合成CD7的能力。D358R在24 h反应期间主要产物为DP 8~12。之后继续用G-825-6突变体Y183R进行突变实验时,发现在氨基酸残基R183存在下,DP 8合成被抑制,较大的DP 9~12为主要产物。综上,对酶的一些关键活性位点进行突变是提高LR-CD产量和改变LR-CD大小的有效途径。酶分子改造对LR-CD制备的影响如表4所示。

3 LR-CD的分离与纯化

无论是CGTase还是4αGT,在与淀粉反应制备LR-CD得到的产物中,不仅含有纯LR-CD,还有未反应完全的直链淀粉及常见的α-、β-和γ-CD。除此以外,产物是一定DP范围的LR-CD,并不是窄DP范围,因此,还需要特殊的分离手段获得窄DP范围的LR-CD。首先去除产物中未成环状的组分,即4αGT未反应完全的一些直链淀粉。直链淀粉具有还原性末端,而LR-CD并没有还原性末端,不能被异淀粉酶、糖化酶和β-淀粉酶等淀粉酶类降解。因此,可以用这些酶将产物中短的直链淀粉反应去除,而保留CD,实现对LR-CD的初步分离纯化。

经酶将直链淀粉反应过后,分离得到一定DP范围的LR-CD混合物,需要进一步分离LR-CD混合物获得特定DP范围的LR-CD,需要采用多级色谱分离技术,如薄层色谱、高效液相色谱、高效阴离子交换色谱等(表5)。高效液相色谱分离LR-CD混合物,关键点在于色谱柱和流动相的选择。首先,用凝胶柱对LR-CD和低聚糖混合物进行分离,之后再用十八烷基二氧化硅(ODS)柱对LR-CD进行纯化。Taira等使用ODS柱和氨基柱成功分离纯化了DP为36~39的LR-CD,并对其理化性质进行了研究。薄层色谱法是快速分离和定性分析少量物质的1 种方法。高效阴离子色谱是使用较多的LR-CD分离分析方法,该方法是利用离子交换色谱原理,使不同DP的LR-CD经色谱柱分离后被洗脱的先后顺序不同,通过检测其在溶液中电离质子释放出的电信号,从而实现对不同DP范围的LR-CD进行分离分析。LR-CD的分离与纯化方法如表5所示。

4 LR-CD的应用研究

与线性低聚糖相比,LR-CD具有外部亲水、内部疏水的特点,具有较高的水溶性,LR-CD的水溶解度均高于常见的α-、β-和γ-CD,这可能是由于分子内和分子间氢键生成,促进高结构柔性形成。同时,LR-CD有较大的疏水空腔,因此,可以与一些较大的客体分子形成包合物,这些特性使得LR-CD在医药、食品、生物等领域均具有较大的应用潜力。

4.1 LR-CD在医药领域的应用

在医药领域中,LR-CD具有广泛应用,可在不进行分子修饰的情况下改善药物的理化性质,提高稳定性、溶解度和生物利用度。相较于其他聚合物载体,LR-CD具有很强的优势,因为它们是天然材料,通常具有良好的生物相容性、生物降解性并且安全无毒。Ismail等证明,使用LR-CD可改善药物溶解度,多潘立酮通过与LR-CD形成络合物,水溶性提高。在一些研究中,类似的包合物技术也被运用到制霉菌素、白藜芦醇和α-生育酚中,大大提高了它们的生物利用度。

4.2 LR-CD在食品领域的应用

在食品领域中,LR-CD可用来改善食品的风味及质地,抑制食品回生。在食品的加工过程中,有些食品自身会带有苦味、腥味等不良风味,LR-CD具有的疏水空穴可以用来包埋带异味的混合物,去除食品中的杂味;同时,LR-CD具有凝胶特性并且黏度较低,在一些低黏度食品的生产中可用作增稠剂;此外,由于LR-CD具有不易回生的特性,可以作为面包、馒头和包子等即食食品的回生抑制剂。吴宗帅向淀粉溶液中添加LR-CD,发现LR-CD可降低淀粉溶液的透光度,增加淀粉的冻融稳定性,阻碍淀粉糊的凝沉。进一步的研究表明,LR-CD可以与直链淀粉-脂质形成复合物,影响凝胶老化过程的晶体成核模式,从而改变淀粉的晶型且能降低淀粉凝胶老化的结晶度。Rho等发现,LR-CD可以延缓酚类化合物的氧化和酶促降解,因此可以将LR-CD作为抗褐变剂添加到果汁中,防止果汁氧化变色。

4.3 LR-CD在生物领域的应用

在生物领域中,LR-CD可作为蛋白质伴侣的人工伴侣添加至商业性蛋白质复性试剂盒中。Machida等发现,LR-CD可作为蛋白折叠的人工分子伴侣,防止蛋白质凝聚并提高其折叠程度,并能促使变性的酶蛋白重新正确折叠,恢复酶蛋白的活性。因此,LR-CD在生物领域前景可观。

5 结语

尽管目前对LR-CD的酶法制备及其一些性质应用研究已取得一定进展,但制备效率与分离纯化两大瓶颈问题依旧存在,对其实现工业化制备与应用还很困难。首先,LR-CD的制备成本较高,对反应底物有较高的要求,底物的链长也是影响制备得到的LR-CD产物DP的一大因素,并且底物转化率不高,制备得到的产物产率较低,目前还没有一种制备方法能够达到工业化大批量生产LR-CD的要求;其次,对反应混合物中的目的产物LR-CD缺乏有效的分离纯化方法,目前对LR-CD的分离分析还是仅停留在实验室研究阶段。已有许多研究报道过薄层色谱、高效液相色谱、高效阴离子色谱等可以实现对反应产物的分离分析,获得特定DP范围的LR-CD产物。然而,这些方法不仅需要高昂的特殊分离技术和设备,而且分离效率也很低,要将这些色谱分离技术运用到工业化生产中无疑是不切实际的,工业应用迫切需寻找其他更为高效、便捷的分离纯化方法来得到大批量特定DP的LR-CD。此外,除了新分离纯化技术的开发,在之后的研究中还可以尝试从初始制备出发,通过限制底物链长范围来控制LR-CD的DP,以获得DP范围较小的LR-CD产物。

LR-CD具有独特的分子结构、物理化学性质和包合能力,具有广泛的应用潜能。如上文所述,研究者对其制备做出了很多尝试,包括优化底物、设计基于模板诱导的新反应路径、酶分子改造以及产物的分离纯化,以推动LR-CD的工业化进程。随着计算机技术的发展和分析检测技术的成熟,LR-CD的结构特征日臻完善;未来,随着LR-CD在食品、医药、生物和纺织等领域的广泛应用以及更多的应用潜能的发现,必然会推动研究者对LR-CD生产和分离等瓶颈问题的研究和突破,以实现LR-CD的工业化规模生产。

通信作者:

李晓晓,女,博士。江南大学食品学院副研究员,主要研究领域为碳水化合物资源开发与利用中糖苷酶的挖掘、改造与应用研究,通过新型酶资源的挖掘和改造,实现以淀粉和环糊精资源为主的食品碳水化合物的高值化创制和应用。主持包括国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划子课题、江苏省自然科学基金青年基金、博士后特别资助、博士后面上等5 项国家级省部项目,以第一或通信作者《Biotechnology Advances》《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》《Food Hydrocolloids》等领域内权威期刊发表SCI论文14 篇,申请发明专利15 项,授权10 项,包括1 项美国发明专利;参与编写出版专著1 本;获全国商业科技进步特等奖(3/15)。

第一作者:

谢安宁,男,江南大学食品学院2022级硕士研究生,研究方向为碳水化合物资源开发与利用。

本文《大环糊精的酶法制备及应用研究进展》来源于《食品科学》2024年45卷16期347-357页。作者:谢安宁,金征宇,李晓晓,柏玉香。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230821-153。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑:李雄;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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