D (+) - trehalose dihydraattion stabiili, joka ei pelkistävä disakkaridi, joka koostuu kahdesta glukoosimolekyylistä alfa -alueella, joka koostuu 1,1 - glykosidisidoksista. Alun perin uutettu Ergot -sienestä ruisessa, sen havaittiin myöhemmin olevan laajasti läsnä eläimissä, kasveissa ja luonnon mikro -organismeissa, etenkin sienissä, levässä, sammalissa ja selkärangattomissa, joilla on korkea tasot. Molekyylinen kaava C12H22O11 · 2H2O, CAS 6138-23-4, se on valkoinen kide ja yksi D (+)-trehaloosidihydraatti molekyyli sisältää kaksi kidevettä molekyyliä. Se liukenee veteen, jääetikkahapon ja kuumaan etanoliin, mutta liukenematon eetteriin ja asetoniin. Kuumennettuna 130 asteeseen trehaloosi menettää kiteisen veden ja muuttuu amorfiseksi. Laajassa biokemian kentällä hiilihydraateilla on tärkeä rooli välttämättömänä energialähteenä ja rakenteellisina komponentteina elämätoiminnassa. Niiden joukossa tämä näennäisesti tavallinen mutta salaperäinen yhdiste, jolla on ainutlaatuiset ominaisuudet ja toiminnot, on osoittanut laajan valikoiman tieteellisen tutkimuksen, elintarviketeollisuuden ja jopa lääkekenttien sovellusnäkymiä.
|
Kemiallinen kaava |
C12H26O13 |
|
Tarkka massa |
378.14 |
|
Molekyylipaino |
378.33 |
|
m/z |
378.14 (100.0%), 379.14 (13.0%), 380.14 (2.7%) |
|
Alkuainianalyysi |
C, 38.10; H, 6.93; O, 54.98 |
|
|
|
D (+) - trehalose dihydraatti, kemiallisesti tunnetaan nimellä - d - glukopyranosyyli - (1 → 1) - - d - {- - d - glukopyranosyyli -dihydraatti, joka koostuu kahdesta glucose -muodostuksesta, joka läpäisee alfa, -1, a, 1-glykosidisidoksista. Sen molekyylikaava on yleensä C12H22O11 · 2H2O, molekyylipaino on noin 342,30 (jotkut tiedot osoittavat myös olevan 378,3, mikä johtuu mahdollisesti kosteuspitoisuuden laskentamenetelmän eroista eri tiedoissa). Sillä on vakaa molekyylirakenne ja se voi suojata organismin muita biomolekyylejä vaurioilta äärimmäisissä olosuhteissa, kuten korkea lämpötila, kylmä, kuivuus, korkea osmoottinen paine jne. Tämä ominaisuus saa sen tunnetuksi "elämän sokeriksi".
(1) Solukalvo ja biomolekyylien suojaaminen: Luonnossa monet organismit kykenevät selviytymään äärimmäisissä ympäristöissä suurelta osin D - (+) - trehaloosin kertymisen vuoksi kehossa. Se voi tehokkaasti suojata biologisia makromolekyylejä, kuten solukalvoja, proteiineja ja DNA: ta vaurioilta, ja se on yksi tärkeimmistä organismejen mekanismeista selviytyä vastoinkäymisistä. Tämä suojamekanismi tekee d - (+) - trehaloosista laajat sovellusnäkymät biolääketieteellisessä kentässä.
(2) Verituotteet ja rokotteensuojaus: Sitä on käytetty menestyksekkäästi lääketieteessä stabilointina bioaktiivisille aineille, kuten verituotteille, rokotteille ja solukudoille. Tämä ei vain pidennä varastointiaikaa huoneenlämpötilassa, vaan myös estää veren saastumista. Samaan aikaan jäätymisen - kuivausainetta sitä käytetään myös laajasti biologisissa tuotteissa. Sakkaroosiin verrattuna se voi tarjota paremman suojan proteiineille.
(3) Energiavaranto -aine: Vaikka trehaloosi ei ole tärkein energian lähde, se toimii energiavaranto -aineina tietyissä organismeissa, kuten tietyissä sienissä ja hyönteissä, ja se voidaan nopeasti jakaa glukoosiin energian tarjonnan vuoksi ruokapulan aikana. Tällä ominaispiirteellä on potentiaalinen sovellusarvo maatalouden ja puutarhaviljelyn aloilla. Suihkuttamalla tai liottamalla kuivuudenkestävyys, kylmäkestävyys ja kasvien sairauden resistenssi voidaan parantaa merkittävästi.
(4) Kehonkestävyyden parantaminen: Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että d - (+) - trehaloosilla on myös tehtävä immuunivasteiden sääteleminen, kehon resistenssin parantaminen patogeeneille, haavan paranemisen osoittaminen ja mahdollisen arvon osoittaminen lääketieteen alalla. Tämä immuunisäätelyvaikutus voi liittyä sen kykyyn suojata immuunisoluja vaurioilta.
(1) Makeus ja kalorit: Luonnollisena makeutusaineena sillä on kohtalainen makeus, vähäiset kalorit, eikä se aiheuta teräviä verensokerin vaihtelua. Se on ihanteellinen valinta diabeteksen potilaille ja terveellisestä ruokavaliosta harjoittaville ihmisille.
(2) Leivontatuotteet ja karkit: sen erinomainen kosteus ja vakaus tekevätD (+) - trehalose dihydraattiKäytetään yhä laajemmin leipomotuotteissa, karkkeissa, juomissa ja muissa pelloilla.
(3) Silmäpisarat ja rokotteen säilyttäminen: Trehaloosin lisääminen silmätippeihin voi tehokkaasti suojata sarveiskalvon soluja ja vähentää lääkkeen ärsytystä; Rokotteen säilyttämisessä trehaloosi voi merkittävästi parantaa rokotteiden stabiilisuutta ja tehokkuutta.
3. Sovellus kosmetiikkateollisuudessa
(1) Kosteusfunktio: Trehaloosin kosteuttava funktio tekee siitä tärkeän ainesosan korkeassa - -kosmetiikassa. Se voi tehokkaasti lukita ihon kosteutta, vähentää ihon ulkoisia ympäristövaurioita ja edistää ihon terveyttä.
(2) Antioksidantti- ja ihoesteen korjaus: Kosteustoiminnan lisäksi trehaloosissa on myös antioksidantti- ja ihoesteen korjaustoiminnot. Näillä ominaisuuksilla trehalose on kosmetiikan laajat soveltamisnäkymät, kuten anti - ikääntyminen ja anti -herkkyys.
4. Maatalouden ja puutarhanhoitohakemukset
(1) Kuivuudenkestävyys, kylmävastus ja sairaudenkestävyys: suihkuttamalla tai liottamalla hoitoa, d - (+) - trehaloosi voi parantaa merkittävästi kuivuusresistenssiä, kylmäkestävyyttä ja satojen sairauden resistenssiä. Tämä stressiresistenssin parantamisvaikutus auttaa viljelykasvien ylläpitämistä ja satoa ankarissa ympäristöissä.
(2) Kukkien säilyttäminen: Kukkien säilyttämisen suhteen D - (+) - trehalose osoittaa myös suurta potentiaalia. Suihkuttamalla tai liottamalla kukien katseluaikaa voidaan pidentää, pitäen niiden kirkkautta ja raikkautta.
5. Muut sovellukset
(1) Kemialliset raaka -aineet: Niitä käytetään myös laajasti hienojen kemikaalien kentällä. Sitä voidaan käyttää kemiallisena raaka -aineena muiden yhdisteiden syntetisoimiseksi, mikä tarjoaa raaka -ainetukea hienon kemiallisten tuotteiden tuottamiseksi.
(2) Entsyymien ja solukalvojen säilyttäminen: Sitä voidaan käyttää myös tutkimuksen biologisten tuotteiden, kuten geneettisesti suunnitellut entsyymien ja muiden entsyymien, solukalvojen, vasta -aineiden, antigeenien, organellien jne. Säilyttämiseen. Näillä biologisilla tuotteilla on tärkeä rooli heidän aktiivisuudessaan ja teollisuustuotannossa.
Tuotantomenetelmiä on erilaisiaD (+) - trehalose dihydraatti, mukaan lukien pääasiassa luonnollinen uutto, kemiallinen synteesi ja biotransformaatio.
Raaka -ainelähde:
Luonnollinen uuttomenetelmäuutteet ovat pääasiassa kasveista (kuten merilevä ja merilevä) tai mikro -organismeista (kuten hiiva ja home), joissa on runsaasti trehaloosia. Nämä raaka -aineet ovat runsaasti trehaloosia, mikä tekee niistä ihanteellisen lähteen trehaloosin uuttamiseen.
Uuttamisprosessi:
Uuttamisprosessi sisältää yleensä vaiheet, kuten raaka -aineiden käsittely, uutto, erottaminen ja puhdistus. Kemiallisten reaktioiden ja fysikaalisten toimintojen sarjan kautta korkea - puhtaustuotteet voidaan erottaa raaka -aineista.
Edut ja haitat:
Luonnollisella uuttomenetelmällä on laajan valikoiman raaka -ainelähteiden etuja ja suhteellisen yksinkertainen uuttoprosessi; Haittana on, että tulos on rajoitettu ja kustannukset ovat korkeat, mikä vaikeuttaa suurten - asteikon tuotannon tarpeita.
Synteesiperiaate:
Kemiallinen synteesimenetelmä syntetisoi aineen suoraan kemiallisilla keinoilla. Tässä menetelmässä käytetään kemiallisia reaktioita substraattien, kuten glukoosin, muuntamiseen trehaloosiksi.
Synteesiprosessi:
Synteesiprosessi sisältää yleensä vaiheet, kuten substraatin valinta, katalyytin valinta ja reaktio -olosuhteiden optimointi. Säätämällä reaktio -olosuhteet ja katalyyttityypit, synteesin tehokkuutta ja tuotteen puhtautta voidaan parantaa.
Edut ja haitat:
Kemiallisen synteesimenetelmän edut ovat korkea hyötysuhde ja korkea tuotteen puhtaus; Haittana on, että se voi tuoda haitallisia aineita ja vaikuttaa tuotteen turvallisuuteen. Siksi, kun käytetään kemiallista synteesiä tämän aineen tuottamiseksi, on tarpeen hallita tiukasti reaktio -olosuhteita ja tuotteen laatua.
Muutosperiaate:
Biotransformaatiomenetelmässä käytetään mikro -organismeja tai entsyymejä trehaloosin tuotantoa substraateista, kuten glukoosista. Tämä menetelmä hyödyntää organismin entsyymijärjestelmää katalyyttisten reaktioiden varalta, ja sillä on piirteet ympäristöystävällisestä, turvallisesta ja tehokkaasta.
Muutosprosessi:
Muutosprosessi sisältää yleensä vaiheet, kuten mikrobien viljely, entsyymin uutto, katalyyttinen reaktio jne. Optimoimalla mikrobiviljelyolosuhteet ja entsyymikatalyyttiset olosuhteet, muuntamistehokkuutta ja tuotteen puhtautta voidaan parantaa.
Edut ja haitat:
Biotransformaatiomenetelmän edut ovat vihreitä, ympäristöystävällisiä, turvallisia ja tehokkaita; Haitta on, että tuotantokustannukset ovat suhteellisen korkeat, mikä vaatii monimutkaisia käymis- ja uuttoprosesseja. Bioteknologian jatkuvan kehityksen myötä biotransformaatiosta on kuitenkin vähitellen tullut valtavirran tuotantomenetelmä ja sillä on laajat soveltamisnäkymät.
Raaka -ainelähteet ja pre - hoito
TuotantoD (+) - trehalose dihydraattiperustuu tärkkelyksen nesteyttämiseen ydinraaka -aineena. Yleisesti käytetään uusiutuvia resursseja, kuten maissitärkkelys ja kassava -tärkkelys. Tärkkelys on suoritettava nesteytyskäsittely: korkeassa lämpötilassa (90 - 100 astetta) ja happamat olosuhteet, tärkkelysrakeet absorboivat vettä, laajenevat ja repeävät muodostaen dekstriiniliuoksen; Myöhemmin suoritetaan entsymaattinen hydrolyysi (kuten -amylaasi), jotta sitä voidaan edelleen hajottaa oligosakkarideja, mikä tarjoaa sopivia substraatteja seuraavia entsymaattisia reaktioita varten.
Ydinvalmistusprosessi: Multi - entsyymi Synergistinen katalyysi
Trehaloosin synteesi saavutetaan multi - entsyymi -kaskadireaktiolla. Tärkeimmät entsyymit sisältävät:
Maltotrioosi - -pohjainen trehaloosisyntaasi (MTSase)
Tämä entsyymi leikkaa kaksi glukoosiyksikköä ei - vähentävän maltotrioosin päätä muodostaen trehaloosin välituotteen jäljellä olevan oligosakkaridin kanssa.
Maltotrioose - -pohjainen trehaloosihydrolaasi (mthaasi)
Edelleen hydrolysoivat välituotteen vapaan trehaloosin vapauttamiseksi.
Tärkkelysglukosidaasi (AMG)
Hajottaa jäljellä olevan oligosakkaridin glukoosiksi lisäämällä trehaloosin puhtautta.
Tyypillinen prosessivirta:
Nesteytetä tärkkelysliuos (DE-arvo 10-15) → Säädä pH arvoon 6,0-6,5 → Lisää MTSaasi ja MThaasi (suhde 1: 1) → reagoi 50-60 asteessa 12-24 tuntia → Lämmitä 80 asteeseen inaktivoimaan entsyymit → Lisää AMG lisäreaktiota varten 4-6 tunnin ajan → Reaktion ja jäähdytyksen alistaminen.
Puhdistus ja kiteytys: Raakatuotteesta korkeaan - puhtauskiteitä
Alkuperäinen puhdistus
Aktivoitu hiilidiorviointi: Poista pigmentit ja orgaaniset epäpuhtaudet reaktioliuoksesta.
Ioninvaihtokromatografia: kationinvaihtohartsien (kuten H⁺ -tyyppi) ja anioninvaihtosartsien (kuten OH⁻ -tyyppi), suolat, proteiinien ja pienimolekyylisten epäpuhtauksien kautta.
Kalvojen suodatus: Käytä ultrasuodatuskalvoja (molekyylipainon leikkauksella - 10-30 kDa) konsentroidaksesi ja poistamaan suuria molekyylisiä epäpuhtauksia.
Pitoisuus ja kiteytyminen
Tyhjiöhaihdutuskonsentraatio: Konsenteroi puhdistettu liuos merilevä -sokeripitoisuuteen, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 60% (paino/tilavuus).
Indusoitu kiteytys:
Jäähdytyskiteytysmenetelmä: Jäähdyttää hitaasti väkevöity liuos 10-15 asteeseen, lisää siemenkiteitä (merileväokerin dihydraattimikrikiteitä) kiteytymisen indusoimiseksi.
Haihdutuskiteytysmenetelmä: Haihduta vettä jatkuvasti 50–60 asteessa, kunnes liuos saavuttaa kriittisen ylikyllästymisarvon ja kiteytyy luonnollisesti.
Kitetyypin säätö: Säädä kiteytyslämpötila, sekoitusnopeus ja siemenkiteiden lisäysmäärä varmistaaksesi tasaisen rombisen dihydraattikiteiden muodostumisen (sulamispiste 97 astetta, joka sisältää 2 kiteistä vettä molekyyliä).
Sentrifugointi ja kuivaus
Keskipakoiserot: Käytä vaakasuuntaista sentrifugia (kiertonopeus 3000-4000 rpm) kiteiden erottamiseksi äidin viinasta, jopa 95%: n palautumisnopeus.
Fluidoitu sängyn kuivaus: Kuivaa kiteet kuumassa ilmassa 40-50 asteessa, säätelee kosteuspitoisuutta vähemmän tai yhtä suuret kuin 1,5% (välttäen kuivumista vedettömän merilevä-sokerin saamiseksi).
Seulonta ja pakkaus: Aste värähtelevällä näytöllä (verkon koko 200-400) ja lopputuote on valkoinen kiteinen jauhe, jonka puhtaus on suurempi tai yhtä suuri kuin 98%.
Laadunvalvonta ja standardit
Puhtaustestaus
Korkean suorituskyvyn nestekromatografia (HPLC): Käytä amino -pylvästä paikallaan olevana faasina, asetonitriilinä - vettä liikkuvana faasina ja havaitse merilevän sokerin piikin alueen osuus.
Optinen kiertomittari: Määritä spesifinen kierto [] ²⁰ᴰ=+199 aste (5% vesiliuos) D - -konfiguraation puhtauden vahvistamiseksi.
Epäpuhtauksien hallinta
Raskasmetallit: Käytä atomien absorptiospektrometriaa (AAS) lyijy- ja arseenipitoisuuden havaitsemiseksi, rajalla pienempi tai yhtä suuri kuin 1 mg/kg.
Mikro -organismit: Testaa bakteerien kokonaismäärä (vähemmän tai yhtä suuri kuin 1000 CFU/g) ja patogeeniset bakteerit (ei havaittavissa) Kiinan farmakopoeiamenetelmän mukaisesti.
Stabiilisuustesti
Nopeutettu testi: Paikka 40 asteessa ja 75%kosteus 6 kuukauden ajan, havaitsee puhtauden muutoksen (vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,5%) ja kiteisen vesipitoisuuden (stabiloitu 10-11%).
Teknologinen innovaatio- ja teollisuuden suuntaukset
Entsyymin immobilisaatiotekniikka
Korjaa mtsaasi ja MThaasi magneettisiin nanohiukkasiin tai hartsikantajiin entsyymien toistuvan käytön saavuttamiseksi (pyöräilyajat suurempi tai yhtä suuri kuin 50 kertaa) vähentäen tuotantokustannuksia.
Jatkuva tuotanto
Kehitä membraanin bioreaktori (MBR), pari entsyymikatalyyttistä reaktiota membraanin erottamisen kanssa jatkuvan synteesin ja merileväsokerin puhdistamisen saavuttamiseksi lisäämällä tuotantotehokkuutta 3 kertaa.
Vihreä valmistus
Käytä orgaanista liuotinta - Vesi kaksois - faasin kiteytyminen vähentämään vesivarojen kulutusta; Käytä mikrobien käymismenetelmää entsyymivalmisteiden tuottamiseen, kemiallisten synteesientsyymien korvaamiseen ja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen.
Sovellusalueet ja markkinat
D (+) - trehalose dihydraattikäytetään laajasti:
Elintarviketeollisuus: alhaisena - kalorimakeutusaineena (45% sakkaroosin kaloreilla) ja kosteuttajana sitä käytetään leipomotuotteissa, karkkeissa ja jäädytetyissä juomissa.
Biolääketieteellinen: proteiinin stabilointina (kuten rokotteet, vasta -ainelääkkeet) ja solujen jäädyttämisenä - kuivausaine, se lisää biologisten tuotteiden eloonjäämisnopeutta.
Kosmetiikka: Se estää kosteuden haihtumista ihon kerroslehystä, ja sitä käytetään korkeassa - -hoidossa ihonhoitotuotteita ja aurinkovoidetta.
Markkinatutkimuslaitosten mukaan globaalin trehaloosimarkkinoiden koko kasvaa vuodessa 6,2%, ja sen odotetaan ylittävän 500 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria vuoteen 2027 mennessä.
Suositut Tagit: D (+) - trehalose dihydraatti CAS 6138-23-4, toimittajat, valmistajat, tehdas, tukkumyynti, osta, hinta, irtotavara, myytävänä