环糊精具有内腔疏水而外部亲水的中空立体结构，能够通过包合作用显著改善客体分子的理化性质，在食品、医药、化妆品等众多领域具有广阔的应用前景。随着环糊精应用范围的不断拓展，近年来环糊精产量一直保持 20%~30%的增长。然而环糊精生产过程中存在专用酶功能性差(热稳定性差、产物特异性低、 产物抑制强)、底物转化率较低、生产工艺流程繁琐等问题，导致环糊精价格偏高，严重制约了相关产业的发展。本技术通过筛选高产环糊精专用酶的菌株，构建环糊精葡萄糖基转移酶胞外表达系统，结合助剂添加、工艺优化等手段，实现环糊精的高效制备，推动我国环糊精生产行业快速升级

环糊精具有“内疏水外亲水”的独特结构，是制备粉末油脂的常用壁材。然而采用单一种类环糊精包合油脂类物质存在成本较高、载量较低等问题，制约环糊精-油脂包合技术的发展。本技术创造性地将环糊精酶法制备与粉末油脂生产相结合，能在促进环糊精生成的同时对油脂进行包合，形成以油脂为芯材、环糊精产物为壁材的包合产物，包合载量大幅增加(达 40%以上)且制备成本显著降低。利用环糊精与油类产品的动态包合，突破食味提升、包合率提升、油脂缓释、调控靶向释放等关键技术，开发出动物油微胶囊、植物油微胶囊、精油微胶囊等多种食用或饲用粉末油脂产品。此外，该技术通过简化包合工艺，构建绿色、高效的粉末油脂生产体系，实现了产品效益最大化

环糊精在食品、香料、医药、农药、化工等行业有着广泛的应用。本项目通过基因工程技术构建了高效表达-CGT 酶工程菌，通过发酵优化，发酵液酶活达到 100 U/ml (以-环糊精的生成速率计)以上，70400 U/ml (以水解活性计)，具有发酵周期短，工艺简单易控等特点。发酵结束后发酵液过滤除菌可以直接作 为酶液进行转化反应。此外，通过蛋白质工程技术改造了酶的产物特异性，当以15%淀粉为底物时，环糊精总转化率达到 55%以上，其中α-环糊精含量达到 85％以上

环糊精（cyclodextrin，CD）又称为环聚葡萄糖又名环链淀粉，能与范围极 其广泛的各类客体，比如有机分子、无机离子、配合物甚至惰性气体，通过分子 间相互作用形成主客体包合物， 从而对客体具有屏蔽、控制释放、活性保护等 功能，因而广泛应用到医药和食品领域； 同时利用环糊精空腔与客体分子空间 尺寸的匹配性，还可用于各种异构体的分子识别，制备分离材料等。 目前国内最常见的为β-环糊精，但其存在结构刚性，水溶性差等显著缺陷， 针对这些缺陷，本研究团队开发了环糊精空腔扩腔技术、环糊精化学衍生技术、 环糊精酶法衍生技术、环糊精聚合技术等，开发出高水溶性的系列高端环糊精产 品，如γ-环糊精、大环糊精、葡萄糖基β-环糊精、麦芽糖基β-环糊精、麦芽 三糖基β-环糊精、羟丙基环糊精、环糊精高聚物等。高品质环糊精具有水溶性 好、包埋效果好、安全无毒等显著特点，能够用于食品、制药、化妆品、农药、 兽药等领域。 针对目前环糊精领域存在的微囊化效果差、微囊条件复杂等特点，本研究团 队开发了简便快速的微囊化技术，制备了可溶性芥末粉、稳定型薄荷粉、分散型 维生素粉、分散型氟苯尼考粉、分散型制霉菌素粉等系列产品。相关产品均已具 备较好的市场效果

本项目获国家高技术研究发展计划（863 项目）和国家青年科学基金项目资 助，并获 2011 获教育部高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）。 1、项目简介 利用淀粉作为原料，开发了通过对淀粉进行温和热处理或添加乙醇以提高β2 -环糊精的得率的新方法，操作简单，生产成本较低。由于没有添加有毒害作用 的有机溶剂，环糊精产品不存在有机溶剂残留问题，无应用限制。与传统无溶剂 法先酶解再进行转化的方法相比，淀粉转化率大幅度提高。在此研究基础上，还 开发了与之相配套的环糊精母液综合利用技术，减少了对环境的污染，有利于环 糊精生产企业综合效益的提高。 2、创新要点 （1）通过对淀粉底物进行温和热处理后的β-环糊精转化率可达 48.9%； （2）通过添加乙醇处理后的β-环糊精转化率可达 65.1%； （3）无毒害有机溶剂添加，无需加入有机溶剂去除的工艺； （4）通过对母液进行简单处理后可直接应用于有益物质的包埋，实现了对 母液的高效利用。 3、效益分析 工艺流程简单易行，对设备要求较低，可直接应用于传统β-环糊精的生产工艺，由于采用温和热处理淀粉或添加乙醇溶剂的技术替代了添加甲苯或环己烷 等物质，无需增加有机溶剂去除的工艺，也降低了毒害物质残留的风险。辅以高 效率的母液综合利用技术，显著降低了废液处理的成本，具有较强的市场竞争力 授权专利： 一种环糊精的生产方法 200810022919.5 一种利用环糊精母液制备丁香油微胶

1、适应症：预防和治疗常年性及季节性过敏性鼻炎，其症状主要有鼻痒、鼻阻、流鼻涕、打喷嚏等。 2、性状： 本品为曲安奈德半透明状溶液。 3、规格： 6ml：6.6mg，每瓶120揿，每揿含曲安奈德55μg。 4、特点： 我们研制曲安奈德鼻环糊精超分子鼻喷雾剂，保证货架期的稳定性；振摇后形成高流动性均匀的液体，保证形成微小的雾滴，药物铺展性好，生物利用度高。 5、研究进展： 已经完成制剂处方、工艺，质量研究（部分），制定出质量标准（草案），影响因素试验，辅料相容性试验，初步稳定性研究等。 6、预计完成时间： 半年左右完成全部药学研究资料，可进行GMP环境的稳定性样品制备（生产规模1/10量）。 7、申请专利1项。

本发明涉及一类非病毒基因转染的载体，具体是涉及一类环糊精-聚乙烯亚胺材料介导的超分子运载系统，本发明目的是提供一类新型的非病毒基因治疗和药物协同治疗的超分子运载系统，以聚乙烯亚胺-环糊精为骨架，以金刚烷-阿霉素为核心，利用自组装原理将聚乙烯亚胺-环糊与金刚烷-阿霉素进行组合，形成超分子运载系统，其优点在于自组装后的复合物能降低阿霉素的毒副作用同时提高阿霉素的生物利用度并能与聚乙烯亚胺-环糊精携带的基因进行协同作用。

环糊精是来自于淀粉的一类天然化合物，由于其特殊的分子空腔结构，在包合药物改善药物的水溶性、屏蔽其刺激性，以及提高药物生物利用度方面获得了广泛了应用，并被赋予了“分子胶囊”的美誉。然而未经改性的环糊精仍存在水溶性不够高、体内应用有一定的肾毒性等缺点。 本课题组经过改性设计，获得一种具有功能基团的环糊精聚合物，可使其水溶性提高20倍左右，药物增溶性极大提高（例如提高萘普生水溶性120倍），生物评价无肾毒性，并已经被探索性用于非病毒基因载体、胰岛素口服制剂、阿霉素跨血脑屏障给药和抗艾滋病药

1、成果来源、成果被评价及认定（发明专利授权号）等情况 本项目来源于国家“十二五”科技支撑计划项目“大宗粮食绿色加工技术与 产品”中课题“玉米淀粉加工关键技术研究与示范（2012BAD34B07，479 万元， 研究起止时间：2012.01-2014.12）”和国家自然科学基金“酶法选择性合成单一 类型环糊精的控制策略研究（31101228，25 万元，研究起止时间：2012.01- 2014.12）”，属于农产品深加工科学技术领域。本项目累计申请发明专利 7 项（1 项获授权），发表论文 11 篇（8 篇被 SCI 收录），于 2015 年 7 月通过中国粮油学 会鉴定，获国际先进评价。 2、主要技术内容、作用、对行业的意义，获奖情况 CGT 酶生产环糊精最不利的条件之一是产物特异性差，给产物的分离纯化 带来很大不便。同时，CGT 酶存在的另一大缺陷是其热稳定性较差，由于在环糊 精工业化生产中，底物淀粉首先要经过高温糊化、液化处理，然后降温至适当温 度进行环化反应，若 CGT 酶能够适应更高的反应温度，势必有助于提高反应效率， 因此，有必要改善 CGT 酶的热稳定性，提高其催化效率，进而有效降低环糊精生20 产成本。本项目主要是通过改善 CGT 酶产物特异性和热稳定性，提高该酶的使用 性能，将其应用于环糊精的工业化生产中，能显著降低环糊精的生产成本，促进 环糊精在各个领域的广泛应用。因此，随着环糊精在食品、医药等领域中的应用 越来越广阔，开发改善 CGT 酶使用性能的关键技术显得尤为重要，具有很好的推 广应用前景。 3、成果的技术指标、创新性与先进性 本项目在长期从事淀粉生物转化研究的基础上，针对环糊精工业化生产过程 中 CGT 酶的产物特异性和热稳定性较差问题，通过深入研究和不懈努力，逐步改 善了 CGT 酶的产物特异性和热稳定性，突破了关键技术，并实现了具有理想产物 特异性和热稳定性的β-CGT 酶突变体在酶法生产β-环糊精中的应用。该酶使用 性能改善易操作，具有很好的应用价值，技术位于国际领先水平。与国内外同类 技术相比，具有以下创新： ①针对 CGT 酶产物特异性较差的问题，确定了 CGT 酶的产物特异性与其一级 结构的相关性，获得构建具有理想产物特异性的 CGT 酶突变体的简单可行方法， 为从本质上改善 CGT 酶的产物特异性提供理论基础； ②针对 CGT 酶热稳定性较差的问题，采用定点突变技术阐明了重要氨基酸残 基对 CGT 酶热稳定性产生影响的规律，获得了构建具有理想热稳定性的 CGT 酶突 变体的简单可行方法，为从根本上改善 CGT 酶的热稳定性打下了基础； ③ CGT 酶使用性能的改善方法简单易行，所得到具有理想产物特异性和热 稳定性的酶突变体可直接应用于β-环糊精的工业化生产，能提高β-环糊精的得 率，降低β-环糊精的生产成本。 

将β-环糊精和偶氮苯基团分别修饰于紫杉醇分子上，利用紫杉醇分子骨架与微管蛋白的特异性结合能力，以及在紫外和可见光照射下偶氮苯分子与β-环糊精空腔可逆键合的性质，来调控微管蛋白的聚集状态，进而影响细胞活性。光谱实验表明，含有紫杉醇的偶氮苯分子在溶液中具有优异的光致异构性质、扫描电镜实验发现，只有在反式偶氮苯修饰紫杉醇和β-环糊精修饰紫杉醇共同存在下，微管蛋白间才能发生明显的聚合现象，同时微管蛋白的形貌由丝状聚合物转变成了粒径较大的球状纳米粒子。通过对细胞染色进一步发现，聚集后的微管广泛分布在细胞中，能够强烈改变细胞的形态并最终导致细胞死亡。该工作为调控生物大分子的聚集行为提供了一种新的策略。