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Journal of the science of food and agriculture2022Nov01Vol.102issue(14)

γ-シクロデキストリンMOFの構造とチモールによるカプセル化特性に対するカリウム塩の効果

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

背景:チモールは、強力な揮発性、低溶解度、低分散、強い刺激、および不快な匂いを備えた天然のエッセンシャルオイルであり、多くの場合、応用プロセス中にチモールをカプセル化するために適切な多孔質材料が必要です。ただし、包含複合体におけるチモールのカプセル化効率は低く、新しいカプセル化方法を開発する必要があります。本研究では、チモールのカプセル化能力、貯蔵安定性、および抗菌活性を、共結晶化および高温吸着法によるγ-シクロデキストリン(γ-CD)金属有機フレームワーク(MOF)を使用して調査しました。γ-CD-MOFSの構造と錯化に対する異なるカリウム塩(つまり、KOH、KCL、およびKAC)の効果も分析されました。 結果:γ-CDと比較して、γ-CD-MOFSのチモールカプセル化能力は2〜3倍増加し、カプセル化コンテンツは次の順序に続き、KAC-γ-CD-MOF(293.8 mg G-1)> KOH-γ-CD-MOF(287.7 mg G-1)> KCL-γ-CD-MOF(249.3 mg G-1)。溶液中の陰イオンは協調に関与し、原子とイオンの対称性関係に影響を与えます。これは、3次元γ-CD-MOF構造とチモールカプセル化量の両方の違い、およびチモールの高い貯蔵安定性を説明しています。 結論:in vitro放出の速度論および抗菌実験は、γ-CD-MOFSによって調製された包含複合体がより高い安定性、持続可能性、および抗菌活性を示したことを示しました。©2022化学産業協会。

背景:チモールは、強力な揮発性、低溶解度、低分散、強い刺激、および不快な匂いを備えた天然のエッセンシャルオイルであり、多くの場合、応用プロセス中にチモールをカプセル化するために適切な多孔質材料が必要です。ただし、包含複合体におけるチモールのカプセル化効率は低く、新しいカプセル化方法を開発する必要があります。本研究では、チモールのカプセル化能力、貯蔵安定性、および抗菌活性を、共結晶化および高温吸着法によるγ-シクロデキストリン(γ-CD)金属有機フレームワーク(MOF)を使用して調査しました。γ-CD-MOFSの構造と錯化に対する異なるカリウム塩(つまり、KOH、KCL、およびKAC)の効果も分析されました。 結果:γ-CDと比較して、γ-CD-MOFSのチモールカプセル化能力は2〜3倍増加し、カプセル化コンテンツは次の順序に続き、KAC-γ-CD-MOF(293.8 mg G-1)> KOH-γ-CD-MOF(287.7 mg G-1)> KCL-γ-CD-MOF(249.3 mg G-1)。溶液中の陰イオンは協調に関与し、原子とイオンの対称性関係に影響を与えます。これは、3次元γ-CD-MOF構造とチモールカプセル化量の両方の違い、およびチモールの高い貯蔵安定性を説明しています。 結論:in vitro放出の速度論および抗菌実験は、γ-CD-MOFSによって調製された包含複合体がより高い安定性、持続可能性、および抗菌活性を示したことを示しました。©2022化学産業協会。

BACKGROUND: Thymol is a natural essential oil with strong volatility, low solubility, poor dispersion, strong irritation, and an unpleasant smell, which often requires appropriate porous materials to encapsulate thymol during the application process. However, the encapsulation efficiency of thymol in inclusion complexes is low, and new methods of encapsulation need to be developed. In the present study, the encapsulation capacity, storage stability, and antibacterial activity of thymol were investigated using γ-cyclodextrin (γ-CD) metal-organic frameworks (MOFs) by cocrystallization and high-temperature adsorption methods. The effect of different potassium salts (i.e. KOH, KCl, and KAc) on the structure and complexation of γ-CD-MOFs was also analyzed. RESULTS: Compared with γ-CD, the thymol encapsulation capacity of γ-CD-MOFs was increased by two- to three-fold, with the encapsulation content following the order: KAc-γ-CD-MOF (293.8 mg g-1 ) > KOH-γ-CD-MOF (287.7 mg g-1 ) > KCl-γ-CD-MOF (249.3 mg g-1 ). The anions in the solution participate in the coordination and influence the symmetry relationship between atoms and ions. This explains the differences in both the three-dimensional γ-CD-MOF structure and the thymol encapsulation amount, as well as the high storage stability of thymol. CONCLUSION: The in vitro release kinetics and antibacterial experiments showed that the inclusion complexes prepared by γ-CD-MOFs had higher stability, sustainability, and antibacterial activity, which suggests that it is an excellent complex material for industrial and agricultural applications. © 2022 Society of Chemical Industry.

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