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L-抗坏血酸作为一种安全高效的抗氧化剂广泛用于食品工业,然而L-抗坏血酸有稳定性不佳、脂溶性较差等缺点。本文以L-抗坏血酸和马来酸酐为主要原料,采用直接酯化法对L-抗坏血酸进行分子修饰,合成了甲氧羰基丙烯酸-6-L-抗坏血酸酯,并对甲氧羰基丙烯酸-6-L-抗坏血酸酯酶法合成工艺进行了初步探索。通过紫外扫描法、红外扫描法、核磁共振对其结构进行鉴定,确认为目标产物。
以产率为指标,应用单因素实验及响应面分析法获得了最佳分子修饰工艺条件为:
(1)马来酸酐和甲醇在60℃、摩尔比1:1的条件下反应2.5h得到马来酸单甲酯,产率可达到91.86%。
(2)采用的直接酯化法,根据单因素、响应面分析软件Design-Expert7.0分析并考虑到实际操作的经济性及可行性,得出最佳条件的参数为:L-抗坏血酸/马来酸单酯摩尔比为2.6:1,(L-抗坏血酸+马来酸单酯)/浓硫酸摩尔比为0.10:1,反应时间为31h,温度为25℃-26℃,甲氧羰基丙烯酸-6-L-抗坏血酸酯的产率为48.96%。
通过功能有效性研究,证明了L-抗坏血酸的分子修饰产物具有高效的抗氧化性能和良好的脂溶性,此外还具有优良的抗菌性能,结果如下:
(1)将L-抗坏血酸、甲氧羰基丙烯酸-6-L-抗坏血酸酯、TBHQ应用到猪油中,在100℃条件下进行强氧化实验,通过测定POV值,比较它们的抗氧化性。结果表明:在0.02%的添加浓度下,甲氧羰基丙烯酸-6-L-抗坏血酸酯的效果好于L-抗坏血酸及TBHQ。
(2)甲氧羰基丙烯酸-6-L-抗坏血酸酯对羟自由基、超氧阴离子自由基、DPPH均有较好的清除效果,随着浓度的增加其清除率不断提高,清除效果优于L-抗坏血酸。
(3)对其抗细菌、酵母和霉菌的效果进行研究,生长曲线的测定表明甲氧羰基丙烯酸-6-L-抗坏血酸酯有较广的抗菌谱系,对大肠杆菌、啤酒酵母、黑曲霉均具有较强的抑制作用,显著降低它们的最终生长量,而且效果优于常用防腐剂山梨酸钾。
(4)采用涂膜保鲜法,把甲氧羰基丙烯酸-6-L-抗坏血酸酯应用到荔枝的护色保鲜中,可以延缓果皮花色苷的分解速度,对果皮有较好的护色效果。
本文通过化学改性增加了L-抗坏血酸的酯溶性,扩展了其应用范围,为新型L-抗坏血酸酯类衍生物的研究开发提供了依据。