本发明属于食品技术领域，具体涉及一种具有生物活性的面包防霉剂的合成方法。
背景技术：
面包是用五谷(一般是麦类)磨粉制作并加热而制成的食品，以小麦粉为主要原料，以酵母、鸡蛋、油脂、糖、盐等为辅料，加水调制成面团，经过分割、成形、醒发、焙烤、冷却等过程加工而成的焙烤食品；面包含水量大、营养成分丰富，在储存和销售过程中放置很短时间就可能会发霉变质，使其失去食用价值，造成浪费，面包霉变不仅造成较大的经济损失，而且误食后严重危害人们的身体健康。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供了一种具有生物活性的面包防霉剂的合成方法，有效的抑制了引发面包霉变的青霉菌、青曲霉、根霉菌、赭霉菌及白霉菌，该防霉剂的生物活性良好。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有生物活性的面包防霉剂的合成方法，包括以下步骤：
(1)亚胺中间体的合成
在反应管中加入式1结构的对羟基苯胺、式2结构的对羟基苄醇、催化体系和溶剂，充氧，关闭阀门密封，将反应管放入搅拌油浴锅中，加热搅拌反应一段时间即得到式3结构的亚胺中间体；
(2)面包防霉剂的合成
降温，打开反应管阀门，加入式4的甲酸，将反应管阀门旋至与大气相通，加热反应，反应结束后除去溶剂，经纯化即得到式5结构的面包防霉剂；
上述合成反应如下式所示：
进一步，步骤(1)所述的催化体系为采用RuCl2(dmso)4为金属催化剂，碱选用甲醇钠，配体为联萘二苯磷，结构式如式6所示：
进一步，步骤(1)所述的对羟基苯胺、对羟基苄醇、金属催化剂、配体、碱的摩尔比为1:3.5-5:0.01:0.03:0.05。
进一步，步骤(1)所述的溶剂为乙腈，溶剂的加入量为反应管体积的2-4％，油浴的温度为95-102℃，反应时间为8-12h。
进一步，步骤(2)所述的甲酸的加入量为对羟基苯胺的2倍。
进一步，步骤(2)所述的加热反应温度为77-82℃，反应时间为2.5-4h。
进一步，步骤(2)所述的纯化步骤为：粗产物采用95％的乙醇重结晶，接着将结晶出的粗产物采用柱层析法，以石油醚:二氯甲烷＝10:2-3的混合溶剂为洗脱液分离提纯。
进一步，该面包防霉剂的生物活性采用抑制菌丝生长速率法测定，所述的菌丝的培养基配方为：纯净水100-150份、豆芽汁20-50份、淀粉20-30份、蜂蜜3-6份、琼脂3-6份、尿素0.5-2份、10％的磷酸二氢钠水溶液0.3-1份、5％的碳酸氢钠水溶液0.3-0.6份。
进一步，抑制菌丝生长速率法测定面包防霉剂生物活性的具体步骤如下：
(1)培养基的制备：在烧杯内加入水、豆芽汁和淀粉,煮沸后小火继续加热10min，搅拌均匀后加入琼脂,待琼脂完全溶解后加入蜂蜜和尿素,搅拌均匀后补加剩余的水，搅拌均匀后停止加热，冷却至50℃时，加入0.6g 10％的磷酸二氢钠水溶液、0.3g 5％的碳酸氢钠水溶液调整pH值到6.8-7.6,接着分装在玻璃皿中，采用无菌封口膜封口，采用湿热灭菌法，在130℃保温20-25min，得到了固体培养基；
(2)将制备的防霉剂用二甲基甲酰胺溶解，配置成浓度为0.1-0.5mg/ml防霉溶液，将青霉菌、青曲霉、根霉菌、赭霉菌及白霉菌菌种分别接种在不同的玻璃皿培养基上，分别在培养基上打孔，孔内注入防霉溶液，在40-45℃下培养48-72h，计算各菌丝生长抑制率。
面包防霉剂的的作用机理为：面包防霉剂与微生物的细胞膜接触时，同细胞膜融合逐渐进入细胞，面包防霉剂中的酚羟基和叔胺基团通过对细胞器、蛋白质、核酸等结构物质的作用，使细胞内容物、酶、蛋白质、核酸损坏，抑制霉菌细胞内各种代谢酶的活性从而抑制细菌和霉菌的繁殖，达到抑菌杀菌目的。
本发明的有益效果：
(1)本发明制备的面包防霉剂可有效抑制引发面包霉变的青霉菌、青曲霉、根霉菌、赭霉菌及白霉菌，采用抑制菌丝生长速率法测定经经计算得到青霉菌菌丝生长抑制率为73.5％，青曲霉菌丝生长抑制率为76％，根霉菌菌丝生长抑制率为83.5％，赭霉菌菌丝生长抑制率为88％，白霉菌菌丝生长抑制率为82％；由此可知，该防霉剂具有良好的生物活性；
(2)本发明的面包防霉剂的合成方法只需两步一锅即可合成，简化了合成步骤，首先对羟基苄醇在钌催化体系的作用下，金属催化体系夺取醇上的氢被氧气氧化，脱氢形成的醛中间体与对羟基苯胺缩合脱水形成了亚胺中间体，亚胺中间体被甲酸质子化为亚胺离子，然后甲酸根离子向亚胺离子转移一个负氢，生成仲胺，同时放出二氧化碳，仲胺可与第二分子醛中间体再缩合为亚胺离子，并被甲酸根离子还原，生成叔胺，综合了借氢反应和Eschweiler-Clarke反应的原理，采用更加绿色的醇原料，是一种全新的叔胺的合成方法。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种具有生物活性的面包防霉剂的合成方法，包括以下步骤：
(1)亚胺中间体的合成
在200mL反应管中加入加入磁子、10mmol的对羟基苯胺、40mmol的对羟基苄醇、0.5mmol的甲醇钠、0.3mmol的配体联萘二苯磷，0.1mmol的催化剂RuCl2(dmso)4，加入5ml乙腈，充氧，关闭阀门密封，将反应管放入搅拌油浴锅中，油浴的温度为100℃，反应时间为10h，加热搅拌反应，即得到式3结构的亚胺中间体；
(2)面包防霉剂的合成
降温至50℃，打开反应管阀门，加入20mmol甲酸，加热至温度为80℃，将反应管阀门旋至与大气相通，反应3h，反应结束后除去溶剂，采用95％的乙醇重结晶，接着将结晶出的粗产物采用柱层析法，以石油醚:二氯甲烷＝10:2-3的混合溶剂为洗脱液分离提纯，即得到式5结构的面包防霉剂，收率为88％，纯度为98.8％；
上述合成反应如下式所示：
所得目标产物5的核磁氢谱结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.23(d,J＝8.2Hz,4H),7.11(d,J＝7.6Hz,2H),6.92(d,J＝7.7Hz,4H),6.77(d,J＝7.2Hz,2H),5.58(s,3H),4.11(s,4H)；
所得目标产物5的质谱结果为：HRMS m/z(ESI+)calcd for C20H19NO3([M]+),321.14,found 321.376。
实施例2
实施例1制备的面包防霉剂的生物活性测定：采用抑制菌丝生长速率法：
(1)培养基的制备：
在烧杯内加入100g水、豆芽汁30g和淀粉20g,煮沸后小火继续加热10min，搅拌均匀后加入5g琼脂,待琼脂完全溶解后加入5g蜂蜜和1g尿素,搅拌均匀后补加50g水，搅拌均匀后停止加热，冷却50℃时，加入0.6g10％的磷酸二氢钠水溶液、0.3g 5％的碳酸氢钠水溶液调整pH值到6.9,接着分装在玻璃皿中，采用无菌封口膜封口，采用湿热灭菌法，在130℃保温25min，得到了固体培养基；
(2)将制备的防霉剂用二甲基甲酰胺溶解，配置成浓度为0.5mg/ml防霉溶液，将青霉菌、青曲霉、根霉菌、赭霉菌及白霉菌菌种分别接种在不同的玻璃皿培养基上，分别在培养基上打孔，孔内注入防霉溶液，在42℃下培养48h，经计算得到青霉菌菌丝生长抑制率为73.5％，青曲霉菌丝生长抑制率为76％，根霉菌菌丝生长抑制率为83.5％，赭霉菌菌丝生长抑制率为88％，白霉菌菌丝生长抑制率为82％；由此可知，该防霉剂具有良好的生物活性。
实施例3
实施例1制备的面包防霉剂的生物活性测定：采用抑制菌丝生长速率法：
(1)培养基的制备：
在烧杯内加入100g水、豆芽汁21g和淀粉30g,煮沸后小火继续加热10min，搅拌均匀后加入3g琼脂,待琼脂完全溶解后加入3g蜂蜜和2g尿素,搅拌均匀后补加20g水，搅拌均匀后停止加热，冷却50℃时，加入0.5g 10％的磷酸二氢钠水溶液、0.5g 5％的碳酸氢钠水溶液调整pH值到7.1,接着分装在玻璃皿中，采用无菌封口膜封口，采用湿热灭菌法，在130℃保温20min，得到了固体培养基；
(2)将制备的防霉剂用二甲基甲酰胺溶解，配置成浓度为0.1mg/ml防霉溶液，将青霉菌、青曲霉、根霉菌、赭霉菌及白霉菌菌种分别接种在不同的玻璃皿培养基上，分别在培养基上打孔，孔内注入防霉溶液，在40℃下培养50h，经计算得到青霉菌菌丝生长抑制率为70％，青曲霉菌丝生长抑制率为72％，根霉菌菌丝生长抑制率为77％，赭霉菌菌丝生长抑制率为85％，白霉菌菌丝生长抑制率为80％；由此可知，该防霉剂具有良好的生物活性。
实施例4
实施例1制备的面包防霉剂的生物活性测定：采用抑制菌丝生长速率法：
培养基配方为：纯净水100-150份、豆芽汁20-50份、淀粉20-30份、蜂蜜3-6份、琼脂3-6份、尿素0.5-2份、0.01mol的磷酸二氢钠水溶液0.3-1份、5％的碳酸氢钠水溶液0.3-0.6份；
(1)培养基的制备：
在烧杯内加入100g水、豆芽汁50g和淀粉30g,煮沸后小火继续加热10min，搅拌均匀后加入6g琼脂,待琼脂完全溶解后加入6g蜂蜜和0.5g尿素,搅拌均匀后补加10g水，搅拌均匀后停止加热，冷却50℃时，加入1g10％的磷酸二氢钠水溶液、0.6g 5％的碳酸氢钠水溶液调整pH值到7.5,接着分装在玻璃皿中，采用无菌封口膜封口，采用湿热灭菌法，在130℃保温22min，得到了固体培养基；
(2)将制备的防霉剂用二甲基甲酰胺溶解，配置成浓度为0.3mg/ml防霉溶液，将青霉菌、青曲霉、根霉菌、赭霉菌及白霉菌菌种分别接种在不同的玻璃皿培养基上，分别在培养基上打孔，孔内注入防霉溶液，在45℃下培养72h，经计算得到青霉菌菌丝生长抑制率为72％，青曲霉菌丝生长抑制率为74％，根霉菌菌丝生长抑制率为82.5％，赭霉菌菌丝生长抑制率为86.5％，白霉菌菌丝生长抑制率为83％；由此可知，该防霉剂具有良好的生物活性。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。