D (+) - trehalóz -dihidrátegy stabil, nem redukáló diszacharid, amely két glükóz molekulából áll egy alfa -ban, 1,1 - glikozidkötésből áll. Az ERGOT gombaból származó rozsból származó eredetileg azt találták, hogy az állatokban, növényekben és mikroorganizmusokban széles körben jelen van, különösen a gombákban, algákban, mohákban és a gerincteleneknél. C12H22O11 · 2H2O, CAS 6138-23-4 molekuláris képlet, fehér kristály, és egy d (+)-trehalóz-dihidrát molekulája két kristályvíz molekulát tartalmaz. Vízben, jeges ecetsavban és forró etanolban oldódik, de oldhatatlan az éterben és az acetonban. 130 fokos melegítés esetén a trehalóz elveszíti kristályos vízét és amorf lesz. A biokémia hatalmas területén a szénhidrátok döntő szerepet játszanak, mint az élettevékenységek alapvető energiaforrásait és szerkezeti elemeit. Közülük ez a látszólag rendes, mégis titokzatos vegyület, egyedi tulajdonságaival és funkcióival, az alkalmazási kilátások széles skáláját mutatta a tudományos kutatásban, az élelmiszeriparban és akár a gyógyszerészeti területeken is.
|
Vegyi képlet |
C12H26O13 |
|
Pontos tömeg |
378.14 |
|
Molekulatömeg |
378.33 |
|
m/z |
378.14 (100.0%), 379.14 (13.0%), 380.14 (2.7%) |
|
Elemi elemzés |
C, 38.10; H, 6.93; O, 54.98 |
|
|
|
D (+) - trehalóz -dihidrát, kémiailag ismert - d - glükopiranosyl - (1 → 1) - - d - glükopiranozil -dihidrát, amely egy olyan glükóz molekulából áll, amely áthalad egy alfa -, -1, a non -vörösrát -discaride -ból, a Connection -en áthalad, egy nem redukciós discaride, amely áthalad az alfa -1, a non -vörösrát -discaride -ból. 1-glikozidos kötések. Molekuláris képlete általában C12H22O11 · 2H2O, kb. Stabil molekuláris szerkezetű, és megvédi a szervezet más biomolekuláit olyan szélsőséges körülmények között, mint a magas hőmérséklet, a hideg, a szárazság, a magas ozmotikus nyomás stb. Ez a tulajdonság az életcukor néven ismert.
(1) A sejtmembrán és a biomolekulák védelme: A természetben sok organizmus képes túlélni szélsőséges környezetben, nagyrészt a d - (+) - trehalóz felhalmozódása miatt. Hatékonyan képes megvédeni a biológiai makromolekulákat, például a sejtmembránokat, fehérjéket és a DNS -t a károsodástól, és az egyik fontos mechanizmus az organizmusok számára, hogy megbirkózzanak a hátrányokkal. Ez a védő mechanizmus azt teszi, hogy a D - (+) - trehalóz széles körű alkalmazási kilátással rendelkezik az orvosbiológiai területen.
(2) Vérkészítmények és vakcinák védelme: Sikeresen használták a gyógyszerben bioaktív anyagok, például vérkészítmények, oltások és sejtszövetek stabilizátoraként. Ez nemcsak szobahőmérsékleten meghosszabbítja a tárolási időt, hanem megakadályozza a vérszennyeződést is. Időközben, mint egy fagyasztva - szárító védőszert, a biológiai termékekben is széles körben használják. A szacharózhoz képest jobb védelmet nyújthat a fehérjék számára.
(3) Energiatartalék -anyag: Noha a trehalóz nem a fő energiaforrás, energiatartalék anyagként szolgál bizonyos szervezetekben, például bizonyos gombák és rovarok, és az élelmiszerhiány során az energiaellátás során gyorsan bontható az energiaellátás céljából. Ennek a tulajdonságnak potenciális alkalmazási értéke van a mezőgazdaság és a kertészet területén. Permetezéssel vagy áztatással az aszályrezisztencia, a hidegrezisztencia és a növények betegségrezisztenciája jelentősen javulhat.
(4) A testrezisztencia fokozása: A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a d - (+) - trehalóz is szabályozza az immunválaszokat, fokozva a test kórokozókkal szembeni rezisztenciáját, elősegíti a sebgyógyulást, és megmutatja az orvostudomány potenciális értékét. Ez az immunszabályozó hatás összefügghet azzal, hogy képes megvédeni az immunsejteket a károsodástól.
(1) Édesség és kalória: Természetes édesítőszerként mérsékelt édességgel, alacsony kalóriával rendelkezik, és nem okoz éles ingadozásokat a vércukorszintben. Ideális választás a cukorbetegségben szenvedő betegek és az egészséges táplálkozást követő betegek számára.
(2) Pékáruk és cukorkák: Kiváló hidratáló és stabilitásaD (+) - trehalóz -dihidrátEgyre szélesebb körben használják pékárukban, cukorkákban, italokban és más területeken.
(3) Szemcseppek és vakcinák megőrzése: A trehalóz hozzáadása a szemcseppekhez hatékonyan védi a szaruhártya sejtjeit és csökkentheti a gyógyszerirritációt; A vakcinák megőrzése során a trehalóz jelentősen javíthatja a vakcinák stabilitását és hatékonyságát.
3. alkalmazás a kozmetikai iparban
(1) Hidratáló funkció: A trehalóz hidratáló funkciója fontos összetevővé teszi a magas - end kozmetikumokban. Ez hatékonyan rögzítheti a bőr nedvességtartalmát, csökkentheti a bőr külső környezeti károsodását és elősegítheti a bőr egészségét.
(2) Antioxidáns és bőrgát javítása: A hidratáló funkción kívül a trehalóz antioxidáns és bőrgátlási funkciókkal is rendelkezik. Ezek a jellemzők miatt a trehalóznak széles körű alkalmazási kilátása van a kozmetikumokban, mint például az anti - öregedés és az anti -érzékenység.
4. Mezőgazdasági és kertészeti alkalmazások
(1) Szárazságrezisztencia, hidegrezisztencia és betegségrezisztencia: Permetezés vagy áztatás útján a d - (+) - A trehalóz jelentősen javíthatja az aszályrezisztenciát, a hidegrezisztenciát és a növények betegség -rezisztenciáját. Ez a feszültségállóság fokozásának hatása elősegíti a növények növekedését és hozamát durva környezetben.
(2) Virágmegőrzés: A virágmegőrzés szempontjából d - (+) - A trehalóz is nagy potenciált mutat. Permetezéssel vagy áztatással a virágok megtekintési periódusa meghosszabbítható, megőrizve fényességüket és frissességüket.
5. Egyéb alkalmazások
(1) Kémiai alapanyagok: Ezeket a finom vegyi anyagok területén is széles körben használják. Használható kémiai alapanyagként más vegyületek szintetizálására, alapanyag -támogatást biztosítva a finom vegyi termékek előállításához.
(2) Az enzimek és a sejtmembránok megőrzése: Használható a biológiai termékek, például a géntechnológiával módosított enzimek és más enzimek, a sejtmembránok, az antitestek, az antigének, az organellák stb. Kutatására. Ezek a biológiai termékek fontos szerepet játszanak a tudományos kutatásban és az ipari termelésben, valamint a védekező hatásuk elősegítik a polcok életének fenntartását.
Különböző termelési módszerek léteznekD (+) - trehalóz -dihidrát, elsősorban a természetes extrahálást, a kémiai szintézist és a biotranszformációt.
Nyersanyagforrás:
Természetes extrakciós módszer, elsősorban a növényekből (például a moszat és a tengeri moszatból) vagy a mikroorganizmusokból (például élesztőből és penészből), amely gazdag trehalózban. Ezek a nyersanyagok gazdagok a trehalózban, így ideális forrást jelentenek a trehalóz kinyeréséhez.
Extrakciós folyamat:
Az extrakciós folyamat általában olyan lépéseket tartalmaz, mint például a nyersanyagok feldolgozása, az extrahálás, az elválasztás és a tisztítás. A kémiai reakciók és a fizikai műveletek sorozatán keresztül magas - tisztasági termékeket lehet kinyerni a nyersanyagokból.
Előnyök és hátrányok:
A természetes extrakciós módszernek a nyersanyagforrások széles skálájának és viszonylag egyszerű extrakciós folyamatának előnyei vannak; A hátrány az, hogy a kimenet korlátozott és a költségek magas, megnehezítve a nagy - skála előállításának igényeinek kielégítését.
Szintézis alapelv:
A kémiai szintézis módszer közvetlenül kémiai eszközökkel szintetizálja az anyagot. Ez a módszer kémiai reakciókat alkalmaz a szubsztrátok, például a glükóz trehalózsá történő átalakítására.
Szintézis folyamat:
A szintézis folyamat általában olyan lépéseket tartalmaz, mint például a szubsztrát kiválasztása, a katalizátor kiválasztása és a reakciófeltételek optimalizálása. A reakcióviszonyok és a katalizátor típusainak beállításával javítható a szintézis hatékonysága és a termék tisztasága.
Előnyök és hátrányok:
A kémiai szintézis módszerének előnyei a nagy hatékonyság és a nagy termékek tisztasága; A hátrány az, hogy káros anyagokat vezethet be és befolyásolhatja a termékek biztonságát. Ezért, ha kémiai szintézist használunk ennek az anyagnak a előállításához, szigorúan ellenőrizni kell a reakció körülményeit és a termékminőséget.
Konverziós elv:
A biotranszformációs módszer mikroorganizmusokat vagy enzimeket alkalmaz a trehalóz előállításának katalizálására szubsztrátokból, például glükózból. Ez a módszer a szervezeten belüli enzimrendszert használja katalitikus reakciókhoz, és a környezetbarát, biztonságos és hatékonyság jellemzői.
Konverziós folyamat:
A konverziós folyamat általában olyan lépéseket tartalmaz, mint a mikrobiális tenyésztés, az enzim extrakció, a katalitikus reakció stb. A mikrobiális tenyésztési körülmények és az enzim katalitikus állapotának optimalizálásával javítható a konverziós hatékonyság és a termék tisztasága.
Előnyök és hátrányok:
A biotranszformációs módszer előnyei zöld, környezetbarát, biztonságos és hatékonyak; A hátrány az, hogy a termelési költség viszonylag magas, komplex fermentációs és extrakciós folyamatokat igényel. A biotechnológia folyamatos fejlesztésével azonban a biotranszformáció fokozatosan vált a mainstream termelési módszerré, és széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkezik.
Nyersanyagforrások és pre - kezelés
AD (+) - trehalóz -dihidráta keményítő cseppfolyósításán alapul. Általában használják a megújuló erőforrásokat, például a kukoricakeményítőt és a kasszava keményítőt. A keményítőnek cseppfolyósító kezelésen kell átesnie: magas hőmérsékleten (90 - 100 fok) és savas körülmények között a keményítő granulátumok felszívják a vizet, kibővítik és törnek, dextrin oldatot képezve; Ezt követően enzimatikus hidrolízist (például -amiláz) végeznek, hogy tovább lebomolják azt oligoszacharidokká, megfelelő szubsztrátokat biztosítva a későbbi enzimatikus reakciókhoz.
Core gyártási folyamat: Multi - enzim szinergetikus katalízis
A trehalóz szintézisét egy multi - enzim kaszkád reakcióval érjük el. A kulcsfontosságú enzimek a következők:
Maltotriose - alapú trehalóz -szintáz (MTSASE)
Ez az enzim két glükózegységet vág le a nem - redukáló maltotrióz végéből, és trehalózterméket képez a fennmaradó oligoszachariddal.
Maltotriose - alapú trehalóz -hidroláz (mthase)
Tovább hidrolizálja a közbenső terméket a szabad trehalóz felszabadításához.
Keményítő glükozidáz (AMG)
A fennmaradó oligoszacharidot glükózra bontja, növelve a trehalóz tisztaságát.
Tipikus folyamatáramlás:
Cseppfolyós keményítő oldat (DE érték 10-15) → A pH-t 6,0-6,5-re állítsa be az MTSASE és az MTHASE hozzáadása (1: 1 arány) → reagáljon 50-60 fokon 12-24 órán keresztül → 80 fokos melegítésre melegítve → AMG hozzáadása további reakcióhoz 4-6 órán keresztül → Végezze el a reakciót, és lehűljön.
Tisztítás és kristályosodás: A nyers terméktől a magas - tisztasági kristályokig
Kezdeti tisztítás
Aktivált szén -dioxid -domborítás: Távolítsa el a pigmenteket és a szerves szennyeződéseket a reakcióoldatból.
Ioncserélő kromatográfia: Kationcserélő gyanták (például H⁺ típusú) és anioncserélő gyanták (például OH⁻ típusú) sorozatán keresztül, a sók, a fehérjék és a kis molekula szennyeződések eltávolítása.
Membránszűrés: Használjon ultraszűrő membránokat (molekulatömeggel vágva - 10-30 kDa-tól) a nagy molekula szennyeződések további koncentrálásához és eltávolításához.
Koncentráció és kristályosodás
Vákuum párologtatási koncentráció: A tisztított oldatot koncentrálja a 60% -nál nagyobb vagy azzal egyenlő tengeri moszat -cukortartalomra.
Indukált kristályosodás:
Hűtési kristályosodási módszer: Lassan hűtse le a koncentrált oldatot 10-15 fokra, adjon hozzá vetőmagkristályokat (a tengeri moszat cukor dihidrát mikrokristályai) a kristályosodás indukálásához.
Párologtatási kristályosodási módszer: folyamatosan elpárologtatja a vizet 50-60 fokos hőmérsékleten, amíg az oldat el nem éri a kritikus túltelítettség értékét, és természetesen kristályosodjon.
Kristálytípus -szabályozás: Állítsa be a kristályosodási hőmérsékletet, a keverési sebességet és a vetőmag -kristály hozzáadási mennyiségét, hogy biztosítsa az egyenletes rombikus dihidrátkristályok képződését (97 fokos olvadáspont, 2 molekulát tartalmazó kristályos vizet tartalmazó).
Centrifugálás és szárítás
Centrifugális elválasztás: Használjon vízszintes centrifugát (forgási sebesség 3000–4000 fordulat / perc) a kristályok elválasztására az anya likőrétől, akár 95%-os visszanyerési sebességgel.
Fluidizált ágy szárítás: A kristályokat forró levegőben szárítsa meg 40-50 fokon, szabályozva a nedvességtartalmat 1,5% -nál kisebb vagy azzal egyenlő (elkerülve a kiszáradást, hogy vízmentes tengeri moszat cukrot kapjon).
Szűrés és csomagolás: Osztály a vibráló képernyőn (200-400 háló méretű), és a végtermék fehér kristályos por, amelynek tisztasága nagyobb vagy 98%.
Minőségellenőrzés és szabványok
Tisztasági tesztelés
Nagyteljesítményű folyadékkromatográfia (HPLC): Használjon egy aminooszlopot helyhez kötött fázisként, acetonitrilként - vízként, és detektálja a tengeri moszat cukor csúcsterületének arányát.
Optikai forgási mérő: Határozza meg a [] ²⁰ᴰ=+199 fok (5% vizes oldat) specifikus forgást a d - konfiguráció tisztaságának megerősítéséhez.
Szennyeződés -szabályozás
Nehézfémek: Használjon atomi abszorpciós spektrometriát (AAS) az ólom és az arzén -tartalom kimutatására, amelynek határértéke kevesebb vagy egyenlő, 1 mg/kg.
Mikroorganizmusok: tesztelje az összes baktériumszámot (kevesebb vagy egyenlő 1000 CFU/g) és a patogén baktériumokat (nem detektálható) a kínai farmakopóia módszer szerint.
Stabilitási teszt
Gyorsított teszt: Helyezze 40 fokos és 75%-os páratartalmat 6 hónapig, észlelje a tisztaságváltozást (kevesebb vagy egyenlő 0,5%) és a kristályos víztartalmat (10-11%-on stabilizálva).
Technológiai innováció és ipari trendek
Enzim immobilizációs technológia
Rögzítse az MTSASE -t és az MTHASE -t a mágneses nanorészecskékre vagy a gyanta hordozókra az enzimek ismételt felhasználása érdekében (a kerékpározási idő nagyobb vagy azzal egyenlő, 50 -szer), csökkentve a termelési költségeket.
Folyamatos termelés
Fejlesszen ki a membrán bioreaktor (MBR), pár enzim katalitikus reakció membrán elválasztással a tengeri moszat cukor folyamatos szintézisének és tisztításának elérése érdekében, háromszor növelve a termelési hatékonyságot.
Zöld gyártás
Használjon szerves oldószert - víz kettős - fáziskristályosodás a vízforrás -fogyasztás csökkentése érdekében; Használjon mikrobiális fermentációs módszert enzimkészítmények előállításához, a kémiai szintézis enzimek cseréjéhez és a szén -dioxid -kibocsátás csökkentéséhez.
Alkalmazási területek és piaci kilátások
D (+) - trehalóz -dihidrátszéles körben használják:
Élelmiszeripar: alacsony - kalóriatartalmú édesítőszerként (a szacharóz kalóriájának 45% -ával) és a nedvesítőkészítőt sütőárukban, cukorkákban és fagyasztott italokban használják.
Biomedical: fehérje stabilizátorként (például oltások, antitest gyógyszerek) és egy sejtfagyasztásként a - szárító védőszert, növeli a biológiai termékek túlélési arányát.
Kozmetikumok: Ez gátolja a nedvesség elpárolgását a bőr stratum corneumából, és magas - végső bőrápolási termékekben és fényvédő termékekben használják.
A piackutatási intézmények szerint a globális trehalóz -piaci mérete évente 6,2% -kal növekszik, és 2027 -ig várhatóan meghaladja az 500 millió dollárt.
Népszerű tags: D (+) - Trehalóz-dihidrát CAS 6138-23-4, Szállítók, gyártók, gyár, nagykereskedelem, vétel, ár, ömlesztett, eladó