一种BIHOBS的绿色制备方法及其在防腐保鲜领域中的应用

摘要

本发明公开了一种天麻提取物BIHOBS的绿色制备方法及其在防腐保鲜领域中的应用，该制备方法包括：对羟基苯甲硫基磺酸盐与对羟基苯甲醇进行反应，反应完全后经过后处理得到所述的天麻提取物BIHOBS。该制备方法无需高压，没有臭味，并且效率高。同时，将该天麻提取物BIHOBS应用于防腐保鲜领域中时，可以达到较好的防褐变作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物提取物BIHOBS的制备方法及其对食品的防腐保鲜作用。具体而言，本发明涉及天麻提取物BIHOBS的制备方法及其对鲜蔬食品和水产品的防腐保鲜作用。

背景技术

BIHOBS，化学名为二[(4-羟基苯基)亚甲基]硫醚，结构如式(I)所示，是存在于名贵中药天麻中的一种天然产物，毛脉蓼及白芨中也有发现。

文献报道，BIHOBS有抗肿瘤(Molecules 2007；12:815-20)、抗氧化、保护神经(J.Nat.Prod.2007；70:571-4)、美容增白(CN103922979A)的作用，但没有对食品防腐保鲜，抗褐变的活性报道。

BIHOBS在植物中含量很低，如大规模生产采用从天麻中分离提取的方法，不仅需要使用大量的有机溶剂，而且将耗用大量的天麻，资源浪费大，成本高，废渣也污染环境。

采用合成方法可以提供大量的BIHOBS。BIHOBS的合成，最早的方法是用对羟基苯甲醇与硫化氢反应制得(M,Hiroshi.Bulletin of theChemical Society of Japan(1954),27,50-3)。该合成方法味道臭，且需高压，既不安全也不环保。

US20080176816报道了一种BIHOBS的合成方法，该专利没有披露操作细节，也没有披露工艺数据和反应结果。并且存在原料来源困难，工艺路线冗长，副反应多的缺点。具体路线如下：

综上所述，迫切需要开发一种工艺路线短、没有臭味、无需高压、成本低、质量高的生产工艺。

发明内容

本发明提供了一种天麻提取物BIHOBS的绿色制备方法，该制备方法无需高压，没有臭味，并且效率高。

本发明还提供了一种所述的天麻提取物BIHOBS在防腐保鲜领域中的应用，可以达到较好的防褐变作用。

一种BIHOBS的绿色制备方法，包括：对羟基苯甲硫基磺酸盐与对羟基苯甲醇进行反应，反应完全后经过后处理得到所述的BIHOBS；

所述的对羟基苯甲硫基磺酸盐的结构如式(Ⅱ)所示：

式(Ⅱ)中，n为1或2，Mⁿ⁺为NH₄⁺、碱金属离子或者碱土金属离子。后文为简化表达方式，用化学式表示时n取1。

以M为钠为例，反应式如下：

作为优选，所述的对羟基苯甲硫基磺酸盐为对羟基苯甲硫基磺酸钠、对羟基苯甲硫基磺酸钾、对羟基苯甲硫基磺酸铵、对羟基苯甲硫基磺酸镁或对羟基苯甲硫基磺酸钙；进一步优选为对羟基苯甲硫基磺酸钠或对羟基苯甲硫基磺酸钾。

对羟基苯甲硫基磺酸盐与对羟基苯甲醇的摩尔比为1：0.5～1：10，优选1：0.5～1：2。

反应在水相或有机溶剂中进行，优选水相。

反应需在酸性介质中进行，优选盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、丙酸、丁酸等。

反应温度在30～100℃之间，反应时间依反应温度在2～24小时之间。

反应停止，冷却后即有结晶析出，抽滤，滤出固体，烘干，即得BIHOBS。

其中，所述的对羟基苯甲硫基磺酸盐为新化合物，采用对羟基苯甲醇和硫代硫酸盐反应得到，反应式如下：

所述的硫代硫酸盐为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸铵、硫代硫酸钙或硫代硫酸镁；优选为硫代硫酸钠或硫代硫酸钾。

对羟基苯甲醇与硫代硫酸盐的摩尔比以硫代硫酸根计为1：0.5～1：10，优选1：1～1：2。

反应可在水相也可在有机溶剂中进行，优选水相。

反应需在酸性介质中进行，优选盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、丙酸、丁酸等。

反应温度在30～100℃之间，反应时间依反应温度在2～24小时之间。

反应停止，冷却后即有结晶析出，抽滤，滤出固体，烘干，即得对羟基苯甲硫基磺酸盐。

BIHOBS也可由对羟基苯甲醇与硫代硫酸盐反应“一锅法”制备。即不分离对羟基苯甲硫基磺酸盐，由对羟基苯甲醇与硫代硫酸盐反应直接生成BIHOBS。本发明还提供了另外一种天麻提取物BIHOBS的绿色制备方法，包括：将对羟基苯甲醇与硫代硫酸盐进行反应，得到所述的天麻提取物BIHOBS；

所述的硫代硫酸盐为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸铵、硫代硫酸钙或硫代硫酸镁；优选为硫代硫酸钠或硫代硫酸钾。

具体反应路线如下：

硫代硫酸盐以硫代硫酸根计与对羟基苯甲醇的摩尔比为1：1～1：10，优选1：1.5～1：3。

反应可在水相也可在有机溶剂中进行，优选水相。

反应需在酸性介质中进行，优选盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、丙酸、丁酸等。

反应温度在30～100℃之间，反应时间依反应温度在2～24小时之间。

反应停止，冷却后即有结晶析出，抽滤，滤出固体，烘干，即得BIHOBS。

本发明还提供了一种对羟基苯甲硫基磺酸盐，结构如前文所述，该化合物为新化合物，用于但不仅限于合成BIHOBS。

本发明还提供了一种食品防腐保鲜剂，包含所述的天麻提取物BIHOBS作为活性成分，所述的天麻提取物BIHOBS化学名为二(4-羟基苄基)硫醚，结构如式(Ⅰ)所示：

该食品防腐保鲜剂主要用于食品的防腐保鲜抗褐变，优选果蔬食品和水产品。

所述的水产品优选甲壳类、扇贝类、鱿鱼类等水产品。最优选虾、蟹、鳕鱼、鱿鱼、墨鱼、鲍鱼、扇贝等水产品。

所述的果蔬食品优选鲜切水果、鲜榨果汁、菌菇及新鲜蔬菜等，最优选鲜切选苹果、梨、香焦、荔枝、归元、火龙果；苹果、梨、香焦、荔枝、归元、火龙果的鲜榨汁；平菇、香菇、金针菇、杏鲍菇等菌菇；土豆、茄子、藕等蔬菜。

本发明提供的BIHOBS用于食品防腐保鲜时，优选将BIHOBS溶于水，配成水溶液使用。

BIHOBS在水溶液的浓度优选0.01～0.5％，最优选0.02％～0.1％。浸泡时间优选2分钟至2小时，最优选2分钟至1小时。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)采用本发明的方法合成BIHOBS时，以硫代硫酸盐作为反应试剂，避免了硫化氢等恶臭气体的使用，无需高压，没有臭味，并且效率高；

(2)试验结果表明，本发明的BIHOBS用于食品的防腐保鲜时，具有良好的抗褐变作用，可以作为一种食品防腐剂使用。

附图说明

图1为本发明的应用例1中防褐变作用的对比图；

图2为本发明的应用例2中防褐变作用的对比图；

图3为本发明的应用例3中防褐变作用的对比图；

图4为本发明的应用例8中对南美对虾的防褐变作用的效果对比图。

具体实施方式

制备例1对羟基苯甲基硫代硫酸钠的制备

将对羟基苯甲醇2.50g(20.16mmol)，硫代硫酸钠4.00g(25.3mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应4小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得对羟基苯甲基硫代硫酸钠3.62g。

¹H-NMR(400MHz，D₂O)δ：4.17(s,2H)，6.75(d,2H,J＝8.6)，7.20(d,2H,J＝8.6)。

元素分析[实验值(理论值)]：C：34.74(34.71)；H：2.86(2.91)；S：26.43(26.47)。

制备例2对羟基苯甲基硫代硫酸钾的制备

将对羟基苯甲醇2.50g(20.16mmol)，硫代硫酸钾4.82g(25.3mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应4小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得对羟基苯甲基硫代硫酸钾4.21g。

¹H-NMR(400MHz，D₂O)δ：4.17(s,2H)，6.75(d,2H,J＝8.6)，7.20(d,2H,J＝8.6)。

元素分析【实验值(理论值)】：C：32.62(32.54)；H：2.65(2.73)；S：24.85(24.82)。

制备例3对羟基苯甲基硫代硫酸铵的制备

将对羟基苯甲醇2.50g(20.16mmol)，硫代硫酸铵3.75g(25.3mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应4小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得对羟基苯甲基硫代硫酸铵2.89g。

¹H-NMR(400MHz，D₂O)δ：4.17(s,2H)，6.75(d,2H,J＝8.6)，7.20(d,2H,J＝8.6)。

元素分析【实验值(理论值)】：C：35.51(35.43)；H：4.61(4.67)；N：5.94(5.90)；S：27.07(27.03)。

制备例4对羟基苯甲基硫代硫酸镁的制备

将对羟基苯甲醇2.50g(20.16mmol)，硫代硫酸镁3.45g(25.3mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入60ml水，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应4小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得对羟基苯甲基硫代硫酸镁3.56g。

¹H-NMR(400MHz，D₂O)δ：4.17(s,2H)，6.75(d,2H,J＝8.6)，7.20(d,2H,J＝8.6)。

元素分析【实验值(理论值)】：C：35.19(35.13)；H：2.88(2.95)；S：26.73(26.80)。

制备例5对羟基苯甲基硫代硫酸钙的制备

将对羟基苯甲醇2.50g(20.16mmol)，硫代硫酸钙3.75g(25.3mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应4小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得对羟基苯甲基硫代硫酸钙3.63g。

¹H-NMR(400MHz，D₂O)δ：4.17(s,2H)，6.75(d,2H,J＝8.6)，7.20(d,2H,J＝8.6)。

元素分析【实验值(理论值)】：C：36.41(36.33)；H：2.97(3.05)；S：27.66(27.71)。

制备例6BIHOBS的制备

将对羟基苯甲醇1.24g(10mmol)，对羟基苯甲基硫代硫酸钠2.42g(10mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应15小时，冷至室温，抽滤，滤出结晶，烘干，得BIHOBS 1.91g。

EIMS m/z：246；¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ：3.56(s,4H)，4.74(br,2H)，6.79(d,4H,J＝8.4)，7.17(d,2H,J＝8.4)。

制备例7BIHOBS的制备

将对羟基苯甲醇1.24g(10mmol)，对羟基苯甲基硫代硫酸钾2.58g(10mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应15小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得BIHOBS 1.83g。

EIMS m/z：246；¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ：3.56(s,4H)，4.74(br,2H)，6.79(d,4H,J＝8.4)，7.17(d,2H,J＝8.4)。

制备例8BIHOBS的制备

将对羟基苯甲醇1.24g(10mmol)，对羟基苯甲基硫代硫酸铵2.37g(10mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应15小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得BIHOBS 1.92g。

EIMS m/z：246；¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ：3.56(s,4H)，4.74(br,2H)，6.79(d,4H,J＝8.4)，7.17(d,2H,J＝8.4)。

制备例9BIHOBS的制备

将对羟基苯甲醇1.24g(10mmol)，对羟基苯甲基硫代硫酸镁2.31g(10mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应15小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得BIHOBS 2.13g。

EIMS m/z：246；¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ：3.56(s,4H)，4.74(br,2H)，6.79(d,4H,J＝8.4)，7.17(d,2H,J＝8.4)。

制备例10BIHOBS的制备

将对羟基苯甲醇1.24g(10mmol)，对羟基苯甲基硫代硫酸钙2.39g(10mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应15小时，冷至40℃，过滤，滤液让其自然冷却室温，再在冰箱内结晶过夜，抽滤，滤出结晶，烘干，得BIHOBS 2.04g。

EIMS m/z：246；¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ：3.56(s,4H)，4.74(br,2H)，6.79(d,4H,J＝8.4)，7.17(d,2H,J＝8.4)。

制备例11BIHOBS的制备

将对羟基苯甲醇2.50g(20.16mmol)，硫代硫酸钠2.00g(12.65mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应15小时，冷至室温，抽滤，滤出结晶，烘干，得BIHOBS 2.21g。

EIMS m/z：246；¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ：3.56(s,4H)，4.74(br,2H)，6.79(d,4H,J＝8.4)，7.17(d,2H,J＝8.4)。

制备例12BIHOBS的制备

将对羟基苯甲醇2.50g(20.16mmol)，硫代硫酸钾2.41g(12.65mmol)，醋酸3.0g置反应瓶中，加入水60ml，搅拌溶解。加热到90℃，保持85～95℃反应15小时，冷至室温，抽滤，滤出结晶，烘干，得BIHOBS 2.26g。

EIMS m/z：246；¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ：3.56(s,4H)，4.74(br,2H)，6.79(d,4H,J＝8.4)，7.17(d,2H,J＝8.4)。

应用例1：对鲜切苹果的防褐变作用

将新鲜富士苹果洗净，切成10mm*10mm*5mm小块，分别用纯净水和40mg/L的BIHOBS浸泡15分钟，取出沥干，装入0.03mm聚乙烯保鲜袋中，封口，置冰箱中(4～6℃)贮藏，每4天取样一次，用色彩色差计测定褐变度，以L*表示，L*值越小，表示样品的褐变度越大。结果见下表和图1。

时间04812水77.472.669.466.8BIHOBS77.475.473.272.9

应用例2：对鲜切水晶梨的防褐变作用

将新鲜水晶梨洗净，切成10mm*10mm*5mm小块，分别用纯净水和40mg/L的BIHOBS浸泡15分钟，取出沥干，装入0.03mm聚乙烯保鲜袋中，封口，置冰箱中(4～6℃)贮藏，每4天取样一次，用色彩色差计测定褐变度，以L*表示，L*值越小，表示样品的褐变度越大。结果如下表和图2。

时间04812水73.470.267.365.4BIHOBS73.472.271.271.3

应用例3：对鲜切茄子的防褐变作用

将新鲜茄子洗净，切成10mm*10mm*5mm小块，分别用纯净水和40mg/L的BIHOBS浸泡15分钟，取出沥干，装入0.03mm聚乙烯保鲜袋中，封口，置冰箱中(4～6℃)贮藏，每天取样一次，用色彩色差计测定褐变度，以L*表示，L*值越小，表示样品的褐变度越大。结果如下表和图3。

时间0246水78.272.668.462.340mg78.276.374.874.6

应用例4：对鲜切莲藕的防褐变作用

将新鲜莲藕洗净去节，横切，切成5mm厚小块，分别用纯净水和40mg/L的BIHOBS浸泡15分钟，取出沥干，装入0.03mm聚乙烯保鲜袋中，封口，置冰箱中(4～6℃)贮藏，结果，用水处理的莲藕第六天开始出现褐斑，而用BIHOBS处理的莲藕14天均未出现褐斑，显示良好的抗褐变效果。

应用例5：对鲜榨菠萝汁的防褐变作用

将同一批鲜榨菠萝汁分成两份，一份加入BIHOBS 1mg/公斤，摇匀，另一份为空白对照。将两份样品，同时密封，置冰箱内贮藏(4～6℃)。七天后，开瓶，各取5g样品，用95％乙醇稀释至50ml，振摇2小时，过滤，在450nm下测吸光度。结果试验样品吸光度为0.073，空白对照样品吸光度为0.236。证明，BIHOBS抑制褐变效果明显。

应用例6：对鲜榨荔枝汁的防褐变作用

将同一批鲜榨荔枝汁分成两份，一份加入BIHOBS 1mg/公斤，摇匀，另一份为空白对照。将两份样品，同时密封，置冰箱内贮藏(4～6℃)。七天后，开瓶，各取5g样品，用95％乙醇稀释至50ml，振摇2小时，过滤，在420nm下测吸光度。结果试验样品吸光度为0.054，空白对照样品吸光度为0.247。证明，BIHOBS抑制褐变效果明显。

应用例7：对双孢菇的防褐变作用

选新鲜市售、颜色洁白、无机械损伤、无病虫害、子实体基本一致的双孢菇，纵切，切成3，4mm厚小块，分别用纯净水和40mg/L的BIHOBS浸泡5分钟，取出沥干，装入0.03mm聚乙烯保鲜袋中，封口，置冰箱中(4～6℃)贮藏，结果，用水处理的双孢菇第四天开始出现褐斑，而用BIHOBS处理的双孢菇10天均未出现褐斑，显示良好的抗褐变效果。

应用例8：对南美对虾的防褐变作用

取大小均一，健康鲜活的南美白对虾，剔除肢体残缺、变色等异常个体，用无菌水冲洗，放入碎冰中猝死。按1：1的质量比，分别用1.0mg/mLBIHOBS溶液和纯净水浸泡5分钟，取出室温下1分钟沥干，立刻装入无菌保鲜袋，置冰箱内贮藏(4～6℃)，14天后取出检视。试药组大部分虾无黑点，个别虾有细微可见的黑斑。虾肉纹理清晰，有弹性，肉与壳连接紧密。体表有光泽，头胸甲与体节间连接紧密，无异味。而对照组多数虾体表有中等可见的黑点或黑斑，少数虾有严重可见的黑斑。虾肉弹性较差，肉与壳连接松弛，肌体无固有色泽，异味较重，结果见图4，其中，左边为用纯净水浸泡的照片，右边为用BIHOBS溶液浸泡的图片。

应用例9：对海湾扇贝的防褐变作用

鲜活带壳海湾扇贝用水冲洗后立即开壳取肉，用生理盐水清洗贝柱，随机分成两组。一组用纯净水，一组用1mg/ml BIHOBS水溶液浸泡10分钟，取出后室温快速沥干，立刻装入无菌保鲜袋中，置冰箱中贮藏(4～6℃)，两周后取出检视。试药组感官质量明显优于对照组。如试药组外观质地细密呈乳白色，光泽度好，有浓郁的鲜香味。而对照组质地粗糙，显白色，基本无光泽且有淡淡的腥味。