氨基酸酯類衍生物的合成及活性研究

蒙超

摘 要： 尋找安全、高效、活性優良的食品防腐劑和食品抗氧化劑一直都是化學研究的熱點。本文主要結合實際情況，以馬來酸苷和氨基酸酯為原料，進過氨化處理后生成了幾種氨基酸衍生物，然后對衍生物的活性進行了進一步的研究，發現本次合成的衍生物不會出現過敏現象，而富馬酸二甲酯具有很強的致敏作用，衍生物和富馬酸二甲酯抑菌效果相當。

關鍵詞：氨基酸衍生物 合成 活性研究

中圖分類號：O62 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）02-0282-01

富馬酸二甲酯是一種常見的防腐劑，具有高效、低毒、穩定等優點，曾被認為是低毒類物質。但是最近研究部發現，當富馬酸二甲酯作為防腐劑在食品中應用時會對人體產生強烈的致敏作用。富馬酸存在不飽和羰基，可以合成出具有抑菌作用的富馬酸脂類衍生物，基于此本次研究利用富馬酸和氨基酸合成富馬酸氨基酸脂類衍生物，就其活性進行了分析。

一、試驗材料和方法

1.實驗材料和儀器

順丁烯二酸酐、富馬酸二甲酯、甘氨酸、苯丙氨酸、吡啶、二氯亞砜、無水氯化鋁、DMEM培養基、磷酸鹽緩沖液、MTT、DMSO、胎牛血清、青霉素-鏈霉素溶液、大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌。儀器為低速離心機、凈化工作臺、二氧化碳培養箱、熒光顯微鏡。

2.試驗方法

2.1富馬酸氨基酸脂類衍生物合成

按照相應文獻方法，用氨基酸和醇反應生成氨基酸脂鹽酸鹽，然后將0.02mol氨基酸脂鹽酸鹽和順丁醇二酸酐在吡啶中進行酰胺化反應，溫度55度，作用5小時，反應結束后向其中添加1.0g的無水氯化鋁，進行異構化反應，升溫到95度充分反應2小時。然后將溶液旋轉蒸發，除去吡啶，得到綜合固體，用乙醇溶解，在飽和碳酸鈉，離心后取上層清液，旋轉蒸發，得到固體和液體混合物，用乙醇萃取，去除混合物中的鹽和不容物，再次蒸發，得到富馬酸氨基酸脂類衍生物。

2.2抑菌濃度測定

采用標準方法培養細菌，制成濃度為104～106的細菌懸濁液。然后稱取一定量的富馬酸氨基酸脂類衍生物，用無水乙醇將其配成不同濃度的稀釋液，分別為0.01%，0.05%，0.10%，0.12%和0.15%，倒入到各個培養皿中，并設置相同濃度的酥麻酸二甲酯作對照。等待富馬酸氨基酸脂類衍生物凝固之后，在每個培養皿中添加10微升的細菌懸濁液，37度培養24小時，以不長細菌的濃度作為最低抑菌濃度。

2.3皮膚敏感測試

將得到的八種經過純化后的富馬酸氨基酸脂類衍生物和富馬酸二甲酯用無水乙醇配成5g/L的溶液，在棉簽上蘸取適量溶液，分別涂在健康實驗者的兩個手背上，觀察2小時后的過敏反應情況。

二、結果

1.富馬酸氨基酸脂類衍生物種類分析

通過試驗后得到了八種富馬酸氨基酸脂類衍生物，分別為富馬酸單氨基酸甲酯、富馬酸單氨基酸乙酯、富馬酸單氨基酸異丙酯、富馬酸單氨基酸丙酯、富馬酸單氨基酸異丙酯、富馬酸單苯丙氨基酸甲酯、富馬酸單苯丙氨基酸乙酯、富馬酸單苯丙氨基酸異丙酯和富馬酸單苯丙氨基酸丙酯，通過對上述八種富馬酸氨基酸脂類衍生物的核磁數據進行分析發現，雙鍵的耦合常數都是在18Hz左右，合成八種富馬酸氨基酸脂類衍生物都成功的進行了異構化，都是反式結構的富馬酸氨基酸脂類衍生物。

2.富馬酸氨基酸脂類衍生物抑菌活性試驗

通過表1數據我們可以看出，富馬酸氨基酸脂類衍生物對大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌均有一定的抑制作用，但是不同濃度的富馬酸氨基酸脂類衍生物對上述細菌的抑菌作用是不同的，如第一個濃度的最低抑菌濃度為6.41mmol/L，第二個濃度的最低抑菌濃度我5.96mmol/L，第三個和第四個濃度最低的抑菌濃度為5.57mmol/L。而剩下的富馬酸氨基酸脂類衍生物不同濃度的抑菌標準分別為4.42mmol/L、4.11mmol/L和3.92mmol/L，對比抑菌試驗結果可以看出，第一、第二、第三、第四和DMF對試驗所有細菌的抑菌活性稍差，而第五、第六是對試驗所有細菌的抑菌活性和DMF相當，第七、第八所細菌抑菌活性要稍高于DMF。

3.皮膚過敏試驗結果分析

通過對表2數據進行分析發現，合成的所有富馬酸氨基酸脂類衍生物對皮膚無致敏性，而富馬酸二甲酯在試驗進行到5分鐘后出現了過敏現象，由此可以說明富馬酸羰基和氨基酸值發生了酰胺化反應后，通過結構發生改變，消除了富馬酸氨基酸脂類衍生物的致敏現象，所得到的衍生物安全。

三、結論

本次研究以氨基酸酯和馬來酸酐作為原料合成了8種富馬酸氨基酸脂類衍生物，采用的合成方法改善了傳統合成過程存在腐蝕和三廢污染嚴重的缺陷，能夠顯著提升生產效率，同時利用無水乙醇進行萃取，優化了純化方法。通過最低抑制濃度和過敏試驗發現，富馬酸氨基酸脂類衍生物能夠有效抑制細菌生長，不會造成人過敏現象，為富馬酸氨基酸脂類衍生物的更好應用奠定了理論研究基礎。

參考文獻

[1]劉倩，韋慶益，劉麗萍，寧正祥.富馬酸單苯甲酯的合成及抗菌特性研究[J]. 現代食品科技. 2012（04）

[2]張媛媛，李艷利，李書國.植物源食品防腐劑抑菌機理和效果及在食品保鮮中的應用[J]. 糧油食品科技. 2014（04）

[3]鄧浩，尹青春，謝桂勉，方加林，吳道偉，譚淑君.天然食品防腐劑的研究和開發利用[J]. 輕工科技. 2014（02）

[4]白衛東，沈棚，錢敏，劉麗微.乳酸鏈球菌素在肉制品中應用的研究進展[J]. 農產品加工（學刊）. 2013（02）