D (+) - Trehalose dihidrātsir stabils, kas nesamazina disaharīdu, kas sastāv no divām glikozes molekulām alfa, kas sastāv no 1,1 - glikozīda saitēm. Sākotnēji rudzu ekstrahēts no Ergot sēnītes, vēlāk tika atklāts, ka tas ir plaši sastopams dzīvniekiem, augiem un mikroorganismiem, īpaši sēnītēm, aļģēm, sūnām un bezmugurkaulniekiem ar augstu līmeni. Molekulārā formula C12H22O11 · 2H2O, CAS 6138-23-4, tas ir balts kristāls, un viena D (+) molekula-trehalozes dihidrāts satur divas kristāla ūdens molekulas. Tas šķīst ūdenī, ledāja etiķskābē un karstā etanolā, bet nešķīst ēterī un acetonā. Sildot līdz 130 grādiem, Trehaloze zaudē kristālisko ūdeni un kļūst amorfs. Lielajā bioķīmijas jomā ogļhidrātiem ir būtiska loma kā būtiskiem enerģijas avotiem un strukturāliem komponentiem dzīves aktivitātēm. Starp tiem šis šķietami parastais, bet noslēpumainais savienojums ar unikālajām īpašībām un funkcijām ir parādījis plašu lietojumprogrammu izredzes zinātniskos pētījumos, pārtikas rūpniecībā un pat farmaceitiskos laukos.
|
Ķīmiskā formula |
C12H26O13 |
|
Precīza masa |
378.14 |
|
Molekulmasa |
378.33 |
|
m/z |
378.14 (100.0%), 379.14 (13.0%), 380.14 (2.7%) |
|
Elementārā analīze |
C, 38.10; H, 6.93; O, 54.98 |
|
|
|
D (+) - Trehalose dihidrāts, ķīmiski pazīstams kā - d {- glikopiranosilgrupa - (1 → 1) - - d - glikopiranosildihidrāts, kas sastopams ar diviem glikozes molekulām, kas izvada, un to nesarauga, kas veidojas, kas izvada. 1-glikozidiskās saites. Tās molekulārā formula parasti ir C12H22O11 · 2H2O ar molekulmasu aptuveni 342.30 (daži dati to parāda arī kā 378,3, iespējams, mitruma satura aprēķināšanas metodes atšķirību dēļ dažādos datos). Tam ir stabila molekulārā struktūra, un tā var aizsargāt citas organisma biomolekulas no bojājumiem ekstremālos apstākļos, piemēram, augsta temperatūra, aukstums, sausums, augsts osmotiskais spiediens utt. Šī īpašība to padara pazīstamu kā “dzīvības cukuru”.
(1) Šūnu membrāna un biomolekulu aizsardzība: Dabā daudzi organismi spēj izdzīvot ekstremālā vidē, galvenokārt tāpēc, ka tiek uzkrāts d - (+) - trehaloze ķermenī. Tas var efektīvi aizsargāt bioloģiskās makromolekulas, piemēram, šūnu membrānas, olbaltumvielas un DNS no bojājumiem, un ir viens no svarīgiem organismu mehānismiem, lai tiktu galā ar likstām. Šis aizsargājošais mehānisms padara d - (+) - Trehalose ir plašas lietojumprogrammu izredzes biomedicīnas jomā.
(2) Asins produkti un vakcīnu aizsardzība: tas ir veiksmīgi izmantots medicīnā kā stabilizators bioaktīvām vielām, piemēram, asins produktiem, vakcīnām un šūnu audiem. Tas ne tikai pagarina uzglabāšanas laiku istabas temperatūrā, bet arī novērš asins piesārņojumu. Tikmēr kā iesaldēšanu - žāvēšanas aizsargs to plaši izmanto arī bioloģiskos produktos. Salīdzinot ar saharozi, tas var nodrošināt labāku olbaltumvielu aizsardzību.
(3) Enerģijas rezerves viela: lai arī trehaloze nav galvenais enerģijas avots, tā kalpo kā enerģijas rezerves viela noteiktos organismos, piemēram, noteiktos sēnītes un kukaiņos, un to var ātri sadalīt glikozē enerģijas piegādei pārtikas trūkuma laikā. Šim raksturlielumam ir potenciāla pielietojuma vērtība lauksaimniecības un dārzkopības jomā. Izsmidzinot vai mērcējot, sausuma izturību, kultūru izturību un slimību izturību un slimību izturību var ievērojami uzlabot.
(4) Virsbūves pretestības uzlabošana: jaunākie pētījumi parādīja, ka d - (+) - Trehalozei ir arī imūno reakciju regulēšanas funkcija, ķermeņa izturības pret patogēniem uzlabošanai, brūču sadzīšanas veicināšanai un potenciālās vērtības demonstrējot medicīnas jomā. Šī imūno regulējošā iedarbība var būt saistīta ar tā spēju aizsargāt imūno šūnas no bojājumiem.
(1) Saldums un kalorijas: kā dabisks saldinātājs tam ir mērens saldums, zems kalorijas un tas neizraisīs asas cukura līmeņa asinīs. Tā ir ideāla izvēle pacientiem ar diabētu un cilvēkiem, kuri ievēro veselīgu uzturu.
(2) Ceptas preces un konfektes: to lieliskā mitrināšana un stabilitāte radaD (+) - Trehalose dihidrātsArvien plašāk tiek izmantots ceptu preču, konfektes, dzērienos un citos laukos.
(3) Acu pilieni un vakcīnas saglabāšana: trehalozes pievienošana acu pilieniem var efektīvi aizsargāt radzenes šūnas un samazināt zāļu kairinājumu; Vakcīnas saglabāšanā trehaloze var ievērojami uzlabot vakcīnu stabilitāti un efektivitāti.
3. Pielietojums kosmētikas nozarē
(1) Mitrinoša funkcija: trehalozes mitrinošā funkcija padara to par svarīgu sastāvdaļu augstā - gala kosmētikā. Tas var efektīvi ieslēgt ādas mitrumu, samazināt ādu ārēju vides bojājumu un veicināt ādas veselību.
(2) Antioksidantu un ādas barjeras atjaunošana: papildus mitrinošai funkcijai Trehalose ir arī antioksidantu un ādas barjeras atjaunošanas funkcijas. Šīs īpašības liek trehalozei ir plašas kosmētikas piemērošanas iespējas, piemēram, anti - novecošanās un pret jutīgumu.
4. Lauksaimniecības un dārzkopības pielietojumi
(1) izturība pret sausumu, pretestība ar aukstumu un izturību pret slimībām: izsmidzinot vai mērcējot ārstēšanu, d - (+) - Trehaloze var ievērojami uzlabot sausuma izturību, augu izturību un kultūraugu izturību pret slimībām. Šis stresa izturības uzlabošanas efekts palīdz kultūrām saglabāt augšanu un ražu skarbā vidē.
(2) Ziedu saglabāšana: Ziedu saglabāšanas ziņā D - (+) - Trehalose arī parāda lielu potenciālu. Izsmidzinot vai mērcējot ziedu skatu periodu var pagarināt, saglabājot to spilgtumu un svaigumu.
5. Citas lietojumprogrammas
(1) Ķīmiskās izejvielas: tās plaši izmanto arī smalku ķīmisko vielu jomā. To var izmantot kā ķīmisku izejvielu citu savienojumu sintezēšanai, nodrošinot izejvielu atbalstu smalku ķīmisku produktu ražošanai.
(2) Fermentu un šūnu membrānu saglabāšana: To var izmantot arī pētniecības bioloģisko produktu, piemēram, ģenētiski inženierijas enzīmu un citu enzīmu, šūnu membrānu, antivielu, antigēnu, organellu utt., Lai saglabātu šūnu membrānas, antivielas, antigēnus, organellus utt. Šiem bioloģiskajiem produktiem ir nozīmīga loma zinātniskā pētniecībā un rūpnieciskajā ražošanā, un to aizsargājošā iedarbība palīdz paplašināt to plauktu dzīvi un saglabāt to aktivitāti.
Ir dažādas ražošanas metodesD (+) - Trehalose dihidrāts, galvenokārt ietverot dabisko ekstrakciju, ķīmisko sintēzi un biotransformāciju.
Izejvielu avots:
Dabiskā ekstrakcijas metode galvenokārt ekstraktē no augiem (piemēram, brūnaļģēm un jūraszālēm) vai mikroorganismiem (piemēram, rauga un pelējuma), kas bagāts ar trehalozi. Šīs izejvielas ir bagātas ar trehalozi, padarot tās par ideālu avotu trehalozes iegūšanai.
Ekstrakcijas process:
Ekstrakcijas process parasti ietver tādas darbības kā izejvielu apstrāde, ekstrakcija, atdalīšana un attīrīšana. Izmantojot virkni ķīmisko reakciju un fizikālās operācijas, no izejvielām var iegūt augstus - tīrības produktus.
Priekšrocības un trūkumi:
Dabiskajai ekstrakcijas metodei ir plaša klāsta izejvielu avotu un salīdzinoši vienkāršs ekstrakcijas procesa priekšrocības; Trūkums ir tāds, ka izlaide ir ierobežota un izmaksas ir augstas, tāpēc ir grūti apmierināt lielo - mēroga ražošanas vajadzības.
Sintēzes princips:
Ķīmiskā sintēzes metode tieši sintezē vielu, izmantojot ķīmiskos līdzekļus. Šī metode izmanto ķīmiskas reakcijas, lai pārveidotu substrātus, piemēram, glikozi, par trehalozi.
Sintēzes process:
Sintēzes process parasti ietver tādas darbības kā substrāta izvēle, katalizatora izvēle un reakcijas apstākļu optimizācija. Pielāgojot reakcijas apstākļus un katalizatora tipus, var uzlabot sintēzes efektivitāti un produkta tīrību.
Priekšrocības un trūkumi:
Ķīmiskās sintēzes metodes priekšrocības ir augsta efektivitāte un augsta produktu tīrība; Trūkums ir tāds, ka tas var ieviest kaitīgas vielas un ietekmēt produktu drošību. Tāpēc, izmantojot ķīmisko sintēzi, lai iegūtu šo vielu, ir stingri jākontrolē reakcijas apstākļi un produkta kvalitāte.
Konvertēšanas princips:
Biotransformācijas metodē tiek izmantoti mikroorganismi vai fermenti, lai katalizētu trehalozes ražošanu no tādiem substrātiem kā glikoze. Šī metode izmanto fermentu sistēmu organismā katalītisko reakciju veikšanai, un tai ir raksturīga videi draudzīga, droša un efektīva īpašība.
Konvertēšanas process:
Pārvēršanas process parasti ietver tādus soļus kā mikrobu audzēšana, enzīmu ekstrakcija, katalītiskā reakcija utt., Optimizējot mikrobu kultūras apstākļus un fermentu katalītiskos apstākļus, var uzlabot pārveidošanas efektivitāti un produkta tīrību.
Priekšrocības un trūkumi:
Biotransformācijas metodes priekšrocības ir zaļas, videi draudzīgas, drošas un efektīvas; Trūkums ir tāds, ka ražošanas izmaksas ir salīdzinoši augstas, un tām ir nepieciešami sarežģīti fermentācijas un ekstrakcijas procesi. Tomēr, nepārtraukti attīstot biotehnoloģiju, biotransformācija pakāpeniski ir kļuvusi par galveno ražošanas metodi, un tai ir plašas lietojumprogrammu izredzes.
Izejvielu avoti un Pre - ārstēšana
RažošanaD (+) - Trehalose dihidrātsir balstīts uz cietes kā galveno izejvielu sašķidrināšanu. Parasti tiek izmantoti atjaunojamie resursi, piemēram, kukurūzas cieti un maniokas cieti. Cietei jāveic sašķidrināšanas apstrāde: augstā temperatūrā (90 - 100 grādi) un skābos apstākļos cietes granulas absorbē ūdeni, izplešas un plīsīs, veidojot dekstrīna šķīdumu; Pēc tam tiek veikta fermentatīvā hidrolīze (piemēram, -amilāze), lai to turpinātu sadalīt oligosaharīdos, nodrošinot piemērotus substrātus turpmākām fermentatīvām reakcijām.
Galvenā ražošanas process: Multi - enzīmu sinerģiskā katalīze
Trehalozes sintēze tiek panākta, izmantojot daudzus - enzīmu kaskādes reakciju. Galvenie fermenti ir:
Maltotriose - balstīta trehalose sintāze (mtsase)
Šis enzīms nogriež divas glikozes vienības no -, samazinot maltotriose galu, veidojot trehalozes starpproduktu ar atlikušo oligosaharīdu.
Maltotriose - balstīta trehalozes hidrolāze (MTHase)
Tālāk hidrolizē starpproduktu, lai atbrīvotu brīvu trehalozi.
Cietes glikozidāze (AMG)
Atlikušo oligosaharīdu sadala glikozē, palielinot trehalozes tīrību.
Tipiska procesa plūsma:
Stixefy cietes šķīdums (DE vērtība 10-15) → Pielāgojiet pH līdz 6,0-6,5 → Pievienojiet mtsāzi un mtāzi (attiecība 1: 1) → Reaģējiet ar 50-60 grādu 12-24 stundas → Sildiet līdz 80 grādiem, lai inaktivizētu enzīmus → Pievienot AMG turpmākai reakcijai 4-6 stundas → Beigt reakciju.
Attīrīšana un kristalizācija: no neapstrādāta produkta līdz augstiem - tīrības kristāliem
Sākotnējā attīrīšana
Aktivizēta oglekļa dekolorizācija: noņemiet pigmentus un organiskos piemaisījumus no reakcijas šķīduma.
Jonu apmaiņas hromatogrāfija: izmantojot virkni katjonu apmaiņas sveķu (piemēram, h⁺ tips) un anjonu apmaiņas sveķus (piemēram, OH⁻ tipu), noņemiet sāļus, olbaltumvielas un mazu molekulu piemaisījumus.
Membrānas filtrēšana: izmantojiet ultrafiltrācijas membrānas (ar molekulmasas griezumu - no 10-30 kDa), lai turpinātu koncentrēt un noņemt lielus molekulas piemaisījumus.
Koncentrācija un kristalizācija
Vakuuma iztvaikošanas koncentrācija: koncentrējiet attīrītu šķīdumu jūras aļģu cukura saturam, kas ir lielāks vai vienāds ar 60% (masas/tilp.).
Izraisīta kristalizācija:
Dzesēšanas kristalizācijas metode: lēnām atdzesē koncentrēto šķīdumu līdz 10–15 grādiem, pievienojiet sēklu kristālus (jūraszāļu cukura dihidrātu mikrokristālus), lai izraisītu kristalizāciju.
Iztvaikošanas kristalizācijas metode: ūdens nepārtraukti iztvaicējiet ar 50–60 grādu, līdz šķīdums sasniedz kritisko pārsātināšanas vērtību un dabiski izkristalizējas.
Kristāla tipa kontrole: Pielāgojiet kristalizācijas temperatūru, maisīšanas ātrumu un sēklu kristāla pievienošanu, lai nodrošinātu vienmērīgu rombisko dihidrātu kristālu veidošanos (kušanas temperatūra 97 grāds, kas satur 2 kristāliska ūdens molekulas).
Centrifugēšana un žāvēšana
Centrbēdzes atdalīšana: izmantojiet horizontālu centrifūgu (rotācijas ātrums 3000–4000 apgr./min.) Lai atdalītu kristālus no mātes šķidruma, ar atveseļošanās ātrumu līdz 95%.
Fluidizēta gultnes žāvēšana: kristālus nožāvē karstā gaisā 40-50 grādos, kontrolējot mitruma saturu mazāk vai vienāds ar 1,5% (izvairoties no dehidratācijas, lai iegūtu bezūdens jūras aļģu cukuru).
Skrīnings un iesaiņojums: pakāpe ar vibrējošu ekrānu (acs izmērs 200-400), un galaprodukts ir balts kristālisks pulveris ar tīrību, kas ir lielāka vai vienāda ar 98%.
Kvalitātes kontrole un standarti
Tīrības pārbaude
Augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfija (HPLC): izmantojiet aminogrupu kā stacionāro fāzi, acetonitrilu - ūdeni kā mobilo fāzi un nosakiet jūras aļģu cukura maksimālā zonas proporciju.
Optiskās rotācijas mērītājs: nosakiet specifisko rotāciju [] ²⁰ᴰ=+199 pakāpi (5% ūdens šķīduma), lai apstiprinātu D - konfigurācijas tīrību.
Piemaisījumu kontrole
Smagie metāli: izmantojiet atomu absorbcijas spektrometriju (AAS), lai noteiktu svina un arsēna saturu ar ierobežojumu, kas mazāks vai vienāds ar 1 mg/kg.
Mikroorganismi: testa kopējais baktēriju skaits (mazāks vai vienāds ar 1000 CFU/G) un patogēnām baktērijām (nav nosakāmas) saskaņā ar ķīniešu farmakopejas metodi.
Stabilitātes pārbaude
Paātrinātais tests: Vieta ar 40 grādu un 75%mitrumu 6 mēnešus, nosakiet tīrības izmaiņas (mazāk vai vienāda ar 0,5%) un kristālisko ūdens saturu (stabilizēta ar 10-11%).
Tehnoloģiskās inovācijas un nozares tendences
Enzīmu imobilizācijas tehnoloģija
Fiksējiet mtsāzi un mtāzi uz magnētiskām nanodaļiņām vai sveķu nesējiem, lai panāktu atkārtotu fermentu lietošanu (ciklinga laiki ir lielāki vai vienādi ar 50 reizes), samazinot ražošanas izmaksas.
Nepārtraukta ražošana
Izstrādājiet membrānas bioreaktoru (MBR), pāris enzīmu katalītisko reakciju ar membrānas atdalīšanu, lai panāktu nepārtrauktu jūras aļģu cukura sintēzi un attīrīšanu, palielinot ražošanas efektivitāti 3 reizes.
Zaļā ražošana
Izmantojiet organisko šķīdinātāju - ūdens dubultā - fāzes kristalizācija, lai samazinātu ūdens resursu patēriņu; Izmantojiet mikrobu fermentācijas metodi, lai ražotu fermentu preparātus, aizstātu ķīmisko sintēzes enzīmus un samazinātu oglekļa emisijas.
Pieteikuma zonas un tirgus izredzes
D (+) - Trehalose dihidrātstiek plaši izmantots:
Pārtikas rūpniecība: kā zems - kaloriju saldinātājs (ar 45% no saharozes kalorijām) un mitrinātāju, to izmanto ceptu precēs, konfektēs un saldētos dzērienos.
Biomedicīnas: kā olbaltumvielu stabilizators (piemēram, vakcīnas, antivielu zāles) un šūnu iesaldēšana - Aizsardzības līdzekļa žāvēšana, tas palielina bioloģisko produktu izdzīvošanas ātrumu.
Kosmētika: tas kavē mitruma iztvaikošanu no ādas stratum corneum un tiek izmantots augstos - gala ādas kopšanas līdzekļos un sauļošanās līdzekļos.
Saskaņā ar tirgus izpētes institūcijām, globālais trehalozes tirgus lielums pieaugs ar gada likmi 6,2%, un paredzams, ka līdz 2027. gadam tā pārsniegs 500 miljonus ASV dolāru.
Populāri tagi: D (+) - Trehalose dihidrāts CAS 6138-23-4, piegādātāji, ražotāji, rūpnīca, vairumtirdzniecība, pirkšana, cena, lielapjoma, pārdošanā