環(huán)狀糊精（Cyclodextrins，CDs）是一類由a-吡喃葡萄糖形成的環(huán)狀寡聚物，它是淀粉在專用酶的作用下轉(zhuǎn)化生成，是國際公認的食品添加劑。由6個葡萄糖分子以α-1，4鍵連接而生成的為α-CD，由7個葡萄糖分子組成的為β-CD，由8個葡萄糖分子組成的為γ-CD，由9個葡萄糖分子組成的δ-CD。目前市場上應用的CD，97％都是β-CD，其它是α-CD和β-CD。

構(gòu)成CD的環(huán)實際上是一個圓柱體，或更加準確的說是一個錐形圓柱體，該形狀通常被描述成一個油炸圈餅或是一個圈狀的截錐體。它沒有還原端和非還原端，即沒有還原性。這種結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，不易受酶、酸堿、熱等條件的作用而分解，其溶點達到300～350⁰C。在CD的空洞結(jié)構(gòu)中洞內(nèi)由C1、C4、C5的氫形成疏水區(qū)。相反，在分子的外側(cè)上端由C6的伯羥基構(gòu)成，下端由C2和C3的仲羥基構(gòu)成，具有親水性，故CD的主氫原子和糖苷鍵的氧橋位于CD的空穴內(nèi)部。糖苷氧橋中未結(jié)合的電子對朝向空穴的內(nèi)部，導致內(nèi)穴內(nèi)部具有高的電子密度，從而使其具有部分Lewis堿的特點。

CD及其衍生物已被用于藥品中，以用于藥物絡合或者作為輔料，如增溶劑、稀釋劑或片劑添加劑等以增加產(chǎn)品的理化性質(zhì)，或者用于增強難溶藥物的生物利用度。CD及其衍生物還被用作催化劑來增強反應的選擇性及用于工業(yè)規(guī)模產(chǎn)品的分離純化。在食品、化妝品、盥洗用品及煙草工業(yè)中，CD已經(jīng)被廣泛用于增加香精香料的穩(wěn)定性、消除不利的味道、防止微生物污染以及去除其它一些不需要的化合物等。CD之所以有上述廣泛的應用，主要基于它的結(jié)構(gòu)和部分Lewis堿的特點。本文就CD的絡合作用特點、絡合機理、影響因子作一介紹，并就CD在食品工業(yè)中應用的最新現(xiàn)狀進行綜述。

一、絡合物的形成

CD可以認為是具有一定分子大小的空囊，它可以包埋多種分子于其空穴中。因此，可以形成一種稱為“包含絡合物”的絡合物。包含絡合物是由兩個或多個分子組成的實體。在這些分子中，主體分子可以通過范德華力、疏水相互作用和氫鍵完全或部分將客體分子包裹于其中。溶液中的絡合物形成是一個動態(tài)平衡過程，可用下列方程來表示。

絡合物。k_R穩(wěn)定常數(shù)，k_D解離常數(shù)客體分子越大，絡合物形成和解離的速度也越慢。離子化作用可降低絡合物形成和分解的速度。絡合物處于重組和解離的平衡狀態(tài)，這是主體分子和客體分子之間相互聯(lián)系的最為重要的特點。

1、絡合機理

客體分子在CD分子空穴的絡合過程基本上就是空穴中的水分子被極性更小的客體分子取代的過程，如CD對-二甲苯的絡合作用（圖1）?？腕w分子同主體分子溶劑化了的疏水性空穴發(fā)生相互作用，因此該過程在能量上是有利的。在該過程中，焓和熵的變化起到了非常重要的作用。

盡管目前對絡合過程的驅(qū)動力還了解的不是很清楚，但似乎可以認為絡合是多種效應綜合作用的結(jié)果：

A、用能量上更加有利的非極性一非極性相互作用（客體分子與空穴之間的作用）來取代能量上不利的極性一非極性相互作用（一方面是空穴中絡含的水分子與CD空穴之間的相互作用，另一方面是水和客體分子之間的相互作用）和極性-極性相互作用（自由水和從空穴中釋放出來的水之間的相互作用）。

B、形成絡合物時，CD環(huán)的應力被釋放出來。

C、主體分子和客體分子之間的范德華力和氫鍵相互作用。

CD是疏水性的分子，因此向水中加入少量的乙醇可以提高CD的溶解度。CD分子空穴中的水分子不能夠像溶液中的自由水一樣滿足形成氫鍵能力的需要。因此，這些水分子具有較高的能量或焓值。整個體系能量的降低就是由于溶劑一客體分子和溶劑-空穴相互作用的降低而引起的。范德華力、疏水相互作用和氫鍵將CD分子和客體分子結(jié)合在一起。絡合物作為一個整體進行水化在能量上更加有利。

另外，CD有部分Lewis堿的特點，絡合物分子的穩(wěn)定性隨著包埋分子取代物的電子供體特性的增強而增加。

2、CD結(jié)構(gòu)對絡合的影響

不同空穴直徑的CD分子和化學改性的CD分子與客體分子所形成的絡合物的穩(wěn)定性是不同的。Α-CD可以同脂肪酸形成不溶于水的絡合物，并已經(jīng)成功的用于臨床診斷操作中。不飽和脂肪酸能夠形成更加穩(wěn)定的β-CD絡合物。如果使用具有更高溶解度的CD衍生物，那么相應的增溶效應也會得以增強。因此，可以考慮將CD結(jié)構(gòu)中的羥基用其它基團來取代。如，CD通過甲基化反應所生成的二取代或三取代衍生物具有較高的水溶性。該反應一般在NaOH催化下CD與鹵代甲烷反應，CD分子的葡萄糖殘基中的2、6位羥基被醚化，使2、3位輕基所形成的分子內(nèi)氫鍵被破壞，從而使改性后的CD溶解性大提高。另外，用環(huán)氧化合物在堿性條件下與CD反應，可實現(xiàn)羥烷基化。因此，CD的親水性或疏水性是可以修飾的。這樣得到的具有高溶解性的CD衍生物就可以同一個給定的客體分子形成穩(wěn)定的絡合物（比如藥物分子），在貯藏過程中該絡合物是很穩(wěn)定的，但在生物介質(zhì)中又可以迅速降解。

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