D (+) - trehaloza dihidratje stabilan ne redukcijski disaharid sastavljen od dvije molekule glukoze u alfa, sastavljeno od 1,1 - glikozidne veze. Izvorno izvađen iz gljivica Ergot u raži, kasnije je otkriveno da je široko prisutan u životinjama, biljkama i mikroorganizmima u prirodi, posebno u gljivicama, algama, mahovinama i beskralješnjacima s visokim razinama. Molekularna formula C12H22O11 · 2H2O, CAS 6138-23-4, to je bijeli kristal, a jedna molekula D (+)-trehaloza dihidrata sadrži dvije molekule kristalne vode. Topiva je u vodi, ledenoj octenoj kiselini i vrućem etanolu, ali netopljivo u eteru i acetonu. Kad se zagrijava na 130 stupnjeva, trehaloza gubi kristalnu vodu i postaje amorfna. U ogromnom području biokemije, ugljikohidrati igraju ključnu ulogu kao osnovni izvori energije i strukturne komponente za životne aktivnosti. Među njima je ovaj naizgled običan, ali tajanstveni spoj, sa svojim jedinstvenim svojstvima i funkcijama, pokazao širok raspon izgledi za primjenu u znanstvenim istraživanjima, prehrambenoj industriji, pa čak i farmaceutskim poljima.
|
Kemijska formula |
C12H26O13 |
|
Točna masa |
378.14 |
|
Molekularna masa |
378.33 |
|
m/z |
378.14 (100.0%), 379.14 (13.0%), 380.14 (2.7%) |
|
Elementarna analiza |
C, 38.10; H, 6.93; O, 54.98 |
|
|
|
D (+) - trehaloza dihidrat, kemijski poznat kao - d {- glukopiranozil - (1 → 1) - - d - glukopiranozil dihinga, a alfa je sastavljen od dva glukoza, prolaznik tog prolaza, a alfa je prolazila. 1-glikozidne veze. Njegova molekularna formula obično je C12H22O11 · 2H2O, s molekulskom masom od približno 342.30 (neki podaci također pokazuju kao 378.3, vjerojatno zbog razlika u izračunavanju metode sadržaja vlage u različitim podacima). Ima stabilnu molekularnu strukturu i može zaštititi druge biomolekule u organizmu od oštećenja u ekstremnim uvjetima kao što su visoka temperatura, hladnoća, suhoća, visoki osmotski tlak itd. Ova karakteristika čini ga poznatim kao "šećer života".
(1) Stanična membrana i zaštita biomolekula: u prirodi mnogi organizmi mogu preživjeti u ekstremnim okruženjima uglavnom zbog akumulacije d - (+) - trehaloza u tijelu. Učinkovito može zaštititi biološke makromolekule poput staničnih membrana, proteina i DNA od oštećenja, a jedan je od važnih mehanizama za organizme koji se nose s nevoljama. Ovaj zaštitni mehanizam čini D - (+) - trehaloza ima široke izglede za primjenu u biomedicinskom polju.
(2) Krvni proizvodi i zaštita cjepiva: U medicini se uspješno koristi kao stabilizator za bioaktivne tvari kao što su krvni proizvodi, cjepiva i stanična tkiva. To ne samo da produžava vrijeme skladištenja na sobnoj temperaturi, već i sprječava onečišćenje krvi. U međuvremenu, kao zamrzavanje - sušenje zaštitnika, također se široko koristi u biološkim proizvodima. U usporedbi sa saharozom, može pružiti bolju zaštitu proteina.
(3) tvar rezervne energije: Iako trehaloza nije glavni izvor energije, ona služi kao tvar energetske rezerve u određenim organizmima, poput određenih gljivica i insekata, a može se brzo razbiti na glukozu radi opskrbe energijom tijekom nedostatka hrane. Ova karakteristika ima potencijalnu vrijednost primjene u područjima poljoprivrede i hortikulture. Prskanjem ili natapanjem, otpornost na sušu, otpornost na hladnoću i otpornost na bolesti mogu se značajno poboljšati.
(4) Povećavanje otpornosti na tijelo: Nedavna istraživanja pokazala su da d - (+) - trehaloza također ima funkciju regulacije imunoloških odgovora, povećavajući otpornost tijela na patogene, promicanje zacjeljivanja rana i demonstriranje potencijalne vrijednosti u području medicine. Ovaj imunološki regulatorni učinak može biti povezan s njegovom sposobnošću zaštite imunoloških stanica od oštećenja.
(1) Slatkost i kalorije: Kao prirodni zaslađivač ima umjerenu slatkoću, niske kalorije i neće uzrokovati oštre fluktuacije u šećeru u krvi. To je idealan izbor za bolesnike s dijabetesom i ljudima koji slijede zdravu prehranu.
(2) Pečene proizvode i bomboni: njegova izvrsna hidratantna i stabilnost čineD (+) - trehaloza dihidratsve se široko koristi u pečenim proizvodima, bombonima, pićima i drugim poljima.
(3) kapi za oči i očuvanje cjepiva: Dodavanje trehaloze kapi za oči može učinkovito zaštititi stanice rožnice i smanjiti iritaciju lijeka; U očuvanju cjepiva, trehaloza može značajno poboljšati stabilnost i učinkovitost cjepiva.
3. Primjena u kozmetičkoj industriji
(1) HIGRAZIRANJE FUNKCIJA: HIGRATIVNA funkcija trehaloze čini ga važnim sastojkom u visokoj kozmetici -. Može učinkovito zaključati vlagu kože, smanjiti vanjsko oštećenje okoliša na koži i promicati zdravlje kože.
(2) Popravak antioksidanata i kože: Osim hidratantne funkcije, trehaloza također ima funkcije popravljanja antioksidanata i kože. Ove karakteristike čine da trehaloza ima široke izglede za primjenu u kozmetici kao što su anti - starenje i antinzibilnost.
4. Poljoprivredne i hortikulturne primjene
(1) Otpornost na sušu, otpornost na hladnoću i otpornost na bolest: tretmanom prskanjem ili namakanjem, D - (+) - trehaloza može značajno poboljšati otpornost na sušu, otpornost na hladnoću i otpornost na bolesti. Ovaj učinak poboljšanja otpornosti na stres pomaže usjevima da održi rast i prinos u teškim okruženjima.
(2) Očuvanje cvijeća: u smislu očuvanja cvijeća, d - (+) - trehaloza također pokazuje veliki potencijal. Prskanjem ili natapanjem, razdoblje gledanja cvjetova može se produžiti, održavajući njihovu svjetlinu i svježinu.
5. Ostale prijave
(1) Kemijske sirovine: Također se široko koriste u polju finih kemikalija. Može se koristiti kao kemijska sirovina za sintetiziranje drugih spojeva, pružajući potporu sirovina za proizvodnju finih kemijskih proizvoda.
(2) Očuvanje enzima i staničnih membrana: Može se koristiti i za očuvanje istraživačkih bioloških proizvoda, poput genetski inženjerskog enzima i drugih enzima, staničnih membrana, antitijela, antigena, organela itd. Ovi biološki proizvodi igraju važnu ulogu u njihovim istraživanjima i industrijskom učinku.
Postoje različite metode proizvodnje zaD (+) - trehaloza dihidrat, uglavnom uključujući prirodnu ekstrakciju, kemijsku sintezu i biotransformaciju.
Izvor sirovine:
Metoda prirodne ekstrakcije uglavnom ekstrakti iz biljaka (poput alge i morskih algi) ili mikroorganizama (poput kvasca i plijesni) bogate trehalozom. Te su sirovine bogate trehalozom, što ih čini idealnim izvorom za vađenje trehaloze.
Proces ekstrakcije:
Proces ekstrakcije obično uključuje korake kao što su obrada sirovina, ekstrakcija, odvajanje i pročišćavanje. Kroz niz kemijskih reakcija i fizičkih operacija, iz sirovina se mogu izvući visoki - proizvodi čistoće.
Prednosti i nedostaci:
Metoda prirodne ekstrakcije ima prednosti širokog raspona izvora sirovina i relativno jednostavan postupak ekstrakcije; Nedostatak je taj što je izlaz ograničen, a trošak visok, što otežava zadovoljavanje potreba velike proizvodnje -.
Princip sinteze:
Metoda kemijske sinteze izravno sintetizira tvar kemijskim sredstvima. Ova metoda koristi kemijske reakcije za pretvaranje supstrata poput glukoze u trehalozu.
Proces sinteze:
Proces sinteze obično uključuje korake kao što su odabir supstrata, odabir katalizatora i optimizacija reakcijskih uvjeta. Podešavanjem reakcijskih uvjeta i vrsta katalizatora može se poboljšati učinkovitost sinteze i čistoća proizvoda.
Prednosti i nedostaci:
Prednosti metode kemijske sinteze su visoka učinkovitost i visoka čistoća proizvoda; Nedostatak je u tome što može uvesti štetne tvari i utjecati na sigurnost proizvoda. Stoga, kada se koristi kemijska sinteza za proizvodnju ove tvari, potrebno je strogo kontrolirati reakcijske uvjete i kvalitetu proizvoda.
Načelo pretvorbe:
Metoda biotransformacije koristi mikroorganizme ili enzime za kataliziranje proizvodnje trehaloze iz supstrata poput glukoze. Ova metoda koristi enzimski sustav unutar organizma za katalitičke reakcije i ima karakteristike ekoloških, sigurnih i učinkovitih.
Proces pretvorbe:
Proces pretvorbe obično uključuje korake kao što su uzgoj mikroba, ekstrakcija enzima, katalitička reakcija itd. Optimiziranjem uvjetima mikrobne kulture i katalitičkim uvjetima enzima, učinkovitost pretvorbe i čistoća proizvoda može se poboljšati.
Prednosti i nedostaci:
Prednosti metode biotransformacije su zelene, ekološki prihvatljive, sigurne i učinkovite; Nedostatak je u tome što je trošak proizvodnje relativno visok, što zahtijeva složene procese fermentacije i ekstrakcije. Međutim, s kontinuiranim razvojem biotehnologije, biotransformacija je postupno postala glavna metoda proizvodnje i ima široke izglede za primjenu.
Izvori sirovina i pre.a - tretman
ProizvodnjaD (+) - trehaloza dihidrattemelji se na ukapljivanju škroba kao jezgrene sirovine. Obnovljivi su obnovljivi resursi poput škroba kukuruza i škroba kassave. Škrob mora proći liječenje ukapljenja: pod visokom temperaturom (90 - 100 stupnjeva) i kiselim uvjetima, granule škroba apsorbiraju vodu, proširuju se i puknu, tvoreći otopinu dekstrina; Nakon toga, enzimska hidroliza (poput -milaze) provodi se kako bi se dodatno razgradila u oligosaharide, pružajući prikladne supstrate za naknadne enzimske reakcije.
Proces jezgrene proizvodnje: multi - enzim sinergistička kataliza
Sinteza trehaloze postiže se multi {- enzimskom kaskadnom reakcijom. Ključni enzimi uključuju:
Maltotriose - utemeljena na trehaloza Synthase (MtSase)
Ovaj enzim reže dvije jedinice glukoze iz non - smanjujući kraj maltotrioze, tvoreći trehalozni intermedijar s preostalim oligosaharidom.
Maltotriose - Trehaloza koja se temelji na hidrolazi (mthase)
Daljnje hidrolizira intermedijar za oslobađanje slobodne trehaloze.
Škrob glukozidaza (AMG)
Sruši preostali oligosaharid na glukozu, povećavajući čistoću trehaloze.
Tipični protok procesa:
LIQUEFY ROUSION SCROBL (DE vrijednost 10-15) → Podesite pH na 6.0-6,5 → Dodajte mtsase i mthase (omjer 1: 1) → reagirati na 50-60 stupnjeva 12-24 sata → Do zagrijavanja do 80 stupnjeva da biste inaktivirali enzime → Dodajte AMG za daljnju reakciju i cool.
Pročišćavanje i kristalizacija: od sirovog proizvoda do visokog - kristala čistoće
Početno pročišćavanje
Dekolorizacija aktivnog ugljika: Uklonite pigmente i organske nečistoće iz reakcijske otopine.
Ionska kromatografija: Kroz niz smola za izmjenu kationa (poput H⁺ tipa) i anionske smole (poput OH⁻ tipa) uklonite soli, proteine i nečistoće male molekule.
Filtracija membrane: Koristite ultrafiltracijske membrane (s rezanjem molekularne mase - isključene od 10-30 kDa) za daljnje koncentracije i uklanjanje velikih nečistoća molekule.
Koncentracija i kristalizacija
Koncentracija vakuumskog isparavanja: Koncentrirajte pročišćenu otopinu u sadržaj šećera morskih algi većim ili jednak 60% (w/v).
Inducirana kristalizacija:
Metoda kristalizacije hlađenja: Polako hladite koncentriranu otopinu na 10-15 stupnjeva, dodajte kristale sjemenki (dihidratni mikrokristali šećera morske trave) da biste inducirali kristalizaciju.
Metoda kristalizacije isparavanja: Voda kontinuirano isparava na 50-60 stupnjeva dok otopina ne dosegne kritičnu vrijednost zasićenja i prirodno kristalizira.
Kontrola tipa kristala: Podesite temperaturu kristalizacije, brzinu miješanja i količinu dodavanja kristala sjemenki kako biste osigurali stvaranje ujednačenih rombičnih dihidratnih kristala (talište 97 stupnjeva, koji sadrže 2 molekule kristalne vode).
Centrifugiranje i sušenje
Centrifugalno odvajanje: Upotrijebite horizontalnu centrifugu (brzina rotacije 3000-4000 o / min) za odvajanje kristala od majčine alkoholne piće, sa stopom oporavka do 95%.
Fluidizirano sušenje kreveta: osušite kristale na vrućem zraku na 40-50 stupnjeva, kontrolirajući sadržaj vlage manjim ili jednak 1,5% (izbjegavanje dehidracije za dobivanje bezvodnog šećera morskih algi).
Screening i pakiranje: ocjena vibrirajući zaslon (veličina mrežice 200-400), a konačni proizvod je bijeli kristalni prah s čistoćom veće od ili jednakog 98%.
Kontrola kvalitete i standardi
Testiranje čistoće
Tekuća kromatografija visokih performansi (HPLC): Koristite amino stupac kao stacionarnu fazu, acetonitril - vode kao mobilnu fazu i otkrijte udio vrha morske trave.
Mjerač optičkog rotacije: Odredite specifičnu rotaciju [] ²⁰ᴰ ²=+199 stupanj (5% vodeno rješenje) kako biste potvrdili čistoću konfiguracije D -.
Kontrola nečistoće
Teški metali: Koristite atomsku apsorpcijsku spektrometriju (AAS) za otkrivanje sadržaja olova i arsena, s ograničenjem manjom ili jednakom 1 mg/kg.
Mikroorganizmi: Ispitajte ukupni broj bakterija (manje od ili jednak 1000 CFU/g) i patogene bakterije (nisu detektirajuće) prema kineskoj metodi farmakopeje.
Test stabilnosti
Ubrzani test: Stavite na 40 stupnjeva i 75%vlage tijekom 6 mjeseci, otkrijte promjenu čistoće (manje od ili jednako 0,5%) i kristalni sadržaj vode (stabilizirano na 10-11%).
Tehnološke inovacije i industrijski trendovi
Tehnologija imobilizacije enzima
Popravite mtsase i mthase na magnetskim nanočesticama ili nosačima smole kako biste postigli opetovanu uporabu enzima (biciklistička vremena veća ili jednaka 50 puta), smanjujući troškove proizvodnje.
Kontinuirana proizvodnja
Razviti membranski bioreaktor (MBR), par katalitičke reakcije enzima s odvajanjem membrane kako biste postigli kontinuiranu sintezu i pročišćavanje šećera morskih algi, povećavajući učinkovitost proizvodnje za 3 puta.
Zelena proizvodnja
Koristite organsko otapalo - Voda Dual - fazna kristalizacija za smanjenje potrošnje resursa vode; Upotrijebite metodu mikrobne fermentacije za proizvodnju pripravaka enzima, zamjenu enzima kemijske sinteze i smanjenje emisije ugljika.
Područja primjene i izgledi na tržištu
D (+) - trehaloza dihidratširoko se koristi u:
Prehrambena industrija: kao niski - zaslađivač kalorija (s 45% kalorija saharoze) i humectant, koristi se u pecivima, bombonima i smrznutim napicima.
Biomedicin: Kao stabilizator proteina (poput cjepiva, lijekova protiv antitijela) i zamrzavanje ćelije - sušenje zaštitnog sredstva, povećava brzinu preživljavanja bioloških proizvoda.
Kozmetika: Inhibira isparavanje vlage iz kože kože i koristi se u visokim - krajnjim proizvodima za njegu kože i proizvodima za sunčanje.
Prema institucijama za istraživanje tržišta, veličina globalnog tržišta trehaloze rasti će po godišnjoj stopi od 6,2%, a očekuje se da će do 2027. preći 500 milijuna američkih dolara.
Popularni tagovi: d (+) - trehaloza dihidrata CAS 6138-23-4, dobavljači, proizvođači, tvornica, veleprodaja, kupovina, cijena, skupna, na prodaju