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关于环糊精-金属-有机框架(CD-MOFs)在食品中应用的评论

环糊精衍生物
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近来有两组学者对具有典型的可食用、可再生和可生物降解特性的环糊精-金属-有机框架(CD-MOFs)的食品应用进行了综述[1,2]。CD-MOFs由于其高比表面积和良好的生物相容性,逐渐引起了食品工业研究者的关注。

强调了CD-MOFs作为生物活性化合物的载体,提高生物活性化合物的溶解度和稳定性的策略。此外,还对CD-MOFs在食品工业中的潜在应用进行了评述,如作为食品添加剂的生物活性化合物载体、用于食品包装的抗菌化合物、活性化合物的控释纳米系统、食品包装材料的纳米填料、食品纳米反应器、食品物质纳米传感器、活性化合物和酶的稳定剂和固定剂、食品污染物的提取剂等。这两组人都一致认为,在CD-MOFs的制备过程中添加了不可再生的、有时是非食品级的试剂,这限制了CD-MOFs在食品中的应用。解决这一问题的部分方法是应用伽马CD基MOFs。

金属有机框架(MOFs)是一种高度有序的多孔材料(如高表面积、高孔隙率和可调控性),是通过不同的有机配体和金属离子的自组装而构建的。MOFs是由有机配体和金属离子通过自组装形成网络结构的多孔材料,MOFs可以通过配位键或共价键形成无限网络的周期性结构。金属离子和配体具有丰富的几何结构和连接性,通过配位键或共价键可以形成无限网络的周期性结构。因此,MOFs的物理化学性能可以人为设计和调整,以适应各种应用。MOFs的物理和化学特性使许多研究者将其应用于食品工业。因此,MOFs未来在食品工业中具有良好的应用前景,如在食品监测、食品保鲜、食品卫生和食品包装等方面。许多研究报告表明,MOFs具有良好的生物相容性和与宿主的非反应性,因此MOFs已成为食品工业中非常有前途的应用材料。随着MOFs在食品工业中的广泛应用,如进入食品供应链,MOFs的毒性评价和避免长期使用带来的健康问题是重要的问题。在大多数情况下,MOFs是通过溶热法合成的,一般采用将金属盐和有机配体的混合物在溶剂中加热的方法。除了传统的溶热法外,包括微波、机械化学、超声化学、电化学等在内的合成技术也是很好的合成选择。然而,所有MOF的制备过程都是不可回收的,加上合成成分(如金属离子和有机配体)的高毒性或所选化学试剂的高毒性,这些不利因素大大限制了MOF在食品工业中的应用。因此,在生物可接受的范围内使用生物相容性好的金属离子如Ca、K、Ti和有机配体连接剂(多肽、碳水化合物、氨基酸和CD衍生物),可以促进MOFs的绿色生产,减少MOFs的不利因素,促进其在食品工业中的应用

Applications of CD-MOFs (T. Rajkumar, D Kukkar, K-H Kim, J R Sohn, A Deep,(2019) Cyclodextrin-metal–organic framework (CD-MOF): From synthesis to applications. ,J Ind Eng Chem 72, 50-66. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2018.12.048.

[1] M Shen, D Liu and T Ding (2021) Cyclodextrin-metal-organic frameworks (CD-MOFs):main aspects and perspectives in food applications. Current Opinion in Food Science 2021, 41:8–15. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2021.02.008

[2] A Magri, M Petriccione, TJ Gutiérrez (2021) Metal-organic frameworks for food applications: A review,
Food Chemistry, 354,129533, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.129533.

特色图片:Indranil Roy, J. Fraser Stoddart Cyclodextrin Metal–Organic Frameworks and Their Applications. Accounts of Chemical Research Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00695

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