環(huán)糊精（CD，Cyclodextrin）是由芽孢桿菌分泌的環(huán)糊精葡萄糖基轉移酶分解淀粉而得到的一類環(huán)狀低聚糖的總稱，通常含有6~12個D-(+)-吡喃葡萄糖單元，其中研究最多并且具有實際意義的是α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和γ-環(huán)糊精三種（圖1），分別有六個、七個和八個葡萄糖分子結構。
三種環(huán)糊精的分子結構
環(huán)糊精的結構特點
環(huán)糊精分子形狀為內部疏水，外部親水的略成錐桶狀的空腔結構。環(huán)糊精的獨特結構使它們能夠與多種物質形成主-客結構或形成包接復含物。環(huán)糊精復合物改變了客體分子的理化和生物特性（例如：增加溶解性、穩(wěn)定性和減少揮發(fā)、降低刺激性、毒性和副作用、掩蓋藥物的辛辣苦味，改善生物吸收利用度、均衡藥物緩慢釋放和延長藥物的半衰期、增強了客體（活性成份）的穩(wěn)定性和靶向釋放）。
α、β、γ-環(huán)糊精的異同點
α、β、γ-環(huán)糊精的共性：
（1）均是糊精兩端由若干個葡萄糖分子以環(huán)狀相互連接合成；
（2）均是很微小的納米粒子；
（3）環(huán)狀結構均具有內側親油、外側親水的特性；
α、β、γ-環(huán)糊精的區(qū)別
| 參數 | α-CD | β-CD | γ-CD |
| 葡萄糖單元數 | 6 | 7 | 8 |
| 分子式 | C36H60O30 | C42H70O35 | C48H80O40 |
| 內徑 | 0.5-0.6nm | 0.7-0.8nm | 0.9-1.0nm |
| 水溶性(25℃) | 易溶于水 12.7g/100mL | 難溶于水 1.88 mg/100mL | 可溶于水 25.6mg/100mL |
| 可消化性 | 難消化 | 難消化 | 可消化 |
| JECFA(聯合食品添加劑專家委員會)的安全性評價 | 無使用限量 | 有使用量限制，JECFA規(guī)定上限攝取量為5mg/kg/日；歐盟規(guī)定的上限為食品重量的0.1%。 | 無使用限量 |
| 包合性能 | 只能包合較小分子的客體物質 | 可包合中等大小分子的客體物質 | 具有較大的空腔，可包合較廣范圍的客體物質 |
環(huán)糊精的現狀
目前工業(yè)上大量生產且應用廣泛的環(huán)糊精產品是β-環(huán)糊精。近年來α-環(huán)糊精由于其優(yōu)良的理化性能及多種功效受到了越來越多的關注。α-環(huán)糊精除具有其他環(huán)糊精的特性和用途外，由于其內腔尺寸小于β-環(huán)糊精，更適合于包結小分子的被包結物，以及應用要求環(huán)糊精溶解度較高的場合。α-環(huán)糊精也作為可溶性食物纖維或改善代謝綜合癥方面的素材用于功能性食品、藥物輔料領域，其降低血糖濃度的功效和減肥功效也得到了權威認證和市場認可。
α-環(huán)糊精的功能及應用
1） 調整腸胃功能，改善便秘
α-環(huán)糊精在腸道中會被正常寄生的某些細菌所分解，并轉化為醋酸、丙酸、酪酸等一系列的短鏈脂肪酸。這些短鏈脂肪酸在腸道中可抑制有害雜菌的生長，并有助于諸如雙歧桿菌之類的益生菌的生長，而人體內益生菌數量增加反過來能提高人體免疫力及預防腸炎、腸癌、痢疾和便秘等。α-環(huán)糊精作為食品纖維或改善代謝綜合癥方面的額外素材廣泛應用于功能性食品中。
2） 預防和改善糖尿病
α-環(huán)糊精能阻止糖類在腸內吸收，促進被包結后的糖類排泄，降低高淀粉膳食后的血糖峰值，達到抑制餐后血糖上升的效果。
α-環(huán)糊精對預防和改善糖尿病有良好的效果，可作為高血糖患者與Ⅱ型糖尿病患者防止餐后高血糖的一種有效的降血糖保健食品原料。
歐盟2013年536號法規(guī)在關于食品營養(yǎng)及健康聲明的陳述中， 確認阿爾法環(huán)糊精經過科學證明具有調節(jié)血糖的功效“食用含有阿爾法環(huán)糊精的含淀粉餐食能夠在餐后降低血糖的上升幅度”，如果注明一餐分量的食品中每50克淀粉至少含有5克阿爾法環(huán)糊精， 生產商便允許在包裝上標示產品具有降血糖功效。
3） 減肥
α-環(huán)糊精能包結多余的脂肪（特別是動物脂肪）并排出體外，還可以抑制糖的吸收，達到減輕體重和減肥的效果。其減肥功效在美國廣受歡迎和好評，在日本也逐步被接受和認可。
4） 提高添加劑的穩(wěn)定性
α-環(huán)糊精與維生素E、天然色素（β-胡蘿卜素、葉綠素等）、食用香精（如玫瑰油、茴香腦等）等添加劑復配使用，可提高添加劑的穩(wěn)定性，便于長期貯存或在食品中保持。
5） 特異臭味的消除與掩蓋
生魚、咸魚等海味加工品、羊肉和其他肉類、內臟、加工奶制品、大豆制品等用環(huán)糊精處理，都能排除臭氣，保持和佳化產品風味。
6） 在日化工業(yè)上也有廣泛的應用
在化妝品制造中也可用環(huán)糊精作乳化劑及品質改良劑，提高原料在化妝品配方體系中的穩(wěn)定化，使添加在化妝品中的活性成分更加穩(wěn)定，使配置的乳液更加穩(wěn)定，使添加在化妝品中的揮發(fā)物質穩(wěn)定，提高親脂性物質在化妝品中的溶解度；此外，α-環(huán)糊精具有脫臭（如除口臭）與防腐作用，可用于牙膏、牙粉的制造。
α-環(huán)糊精的生產現狀
α-環(huán)糊精由于生產難度大、價格貴，其用量大大受到限制。2012年衛(wèi)生部批準α-環(huán)糊精可以作為食品添加劑使用，因此國內市場處于起步階段，而國內目前專業(yè)生產環(huán)糊精及其衍生物的生產商不多，價格80-650元/kg不等，總體而言，α-環(huán)糊精價格仍然比較昂貴。
基于以上市場需求及生產現狀，南京先進生物技術和生命科學研究院開發(fā)了一套利用酶法催化淀粉生產α-環(huán)糊精的生產技術，可以生產高純度（> 95%）的α-環(huán)糊精，且底物轉化率高達60%。該技術極大的降低了α-環(huán)糊精的生產成本，有利于α-環(huán)糊精的市場推廣和應用。分子結構。