D (+) - trehalose dihydrateявляется стабильным не редуцирующим дисахаридом, состоящим из двух молекул глюкозы в альфа -связях, состоит из 1,1 - связей гликозида. Первоначально извлеченный из гриба Эргот в ржи, позже было обнаружено, что он широко присутствует в животных, растениях и микроорганизмах в природе, особенно у грибов, водорослей, мхов и беспозвоночных с высоким уровнем. Молекулярная формула C12H22O11 · 2H2O, CAS 6138-23-4, это белый кристалл, а одна молекула D (+)-трегалозного дигидрата содержит две молекулы кристаллической воды. Он растворим в воде, ледяной уксусной кислоте и горячих этаноле, но нерастворим в эфире и ацетоне. При нагревании до 130 градусов, Трегалоза теряет кристаллическую воду и становится аморфной. В обширной области биохимии углеводы играют решающую роль в качестве основных источников энергии и структурных компонентов для жизненной деятельности. Среди них это, казалось бы, обычное, но загадочное соединение с его уникальными свойствами и функциями, показало широкий спектр перспектив применения в научных исследованиях, пищевой промышленности и даже фармацевтических областях.
|
Химическая формула |
C12H26O13 |
|
Точная масса |
378.14 |
|
Молекулярный вес |
378.33 |
|
m/z |
378.14 (100.0%), 379.14 (13.0%), 380.14 (2.7%) |
|
Элементный анализ |
C, 38.10; H, 6.93; O, 54.98 |
|
|
|
D (+) - trehalose dihydrate, химически известный как - d - glucopyranosyl - (1 → 1) - - d - глюкопиранозил -дигидрат, является вещество, составленное двумя молекулами, которые пропускают алфа, а -1, нося, нося, нося, нося, нося, нося, нося, нося, нося, нося, нося, нося, а не покраснело, что альфа, ножир, состоит из двух молекул, которые пропускают. 1-гликозидные связи. Его молекулярная формула обычно составляет C12H22O11 · 2H2O, с молекулярной массой приблизительно 342,30 (некоторые данные также показывают его как 378,3, возможно, из -за различий в методе расчета содержания влаги в различных данных). Он имеет стабильную молекулярную структуру и может защитить другие биомолекулы в организме от повреждений в экстремальных условиях, таких как высокая температура, холод, сухость, высокое осмотическое давление и т. Д. Эта характеристика делает его известным как «сахар жизни».
(1) Клеточная мембрана и защита биомолекул: в природе многие организмы способны выжить в экстремальных средах в основном из -за накопления d - (+) - Трегалозы в организме. Он может эффективно защищать биологические макромолекулы, такие как клеточные мембраны, белки и ДНК от повреждения, и является одним из важных механизмов для организмов, которые могут справляться с бедствиями. Этот защитный механизм делает d - (+) - Trehalose имеет широкие перспективы применения в биомедицинском поле.
(2) Продукты крови и защита от вакцины: он успешно использовался в медицине в качестве стабилизатора для биологически активных веществ, таких как продукты крови, вакцины и клеточные ткани. Это не только расширяет время хранения при комнатной температуре, но и предотвращает загрязнение крови. Между тем, в качестве замораживания - защитника сушки, он также широко используется в биологических продуктах. По сравнению с сахарозой, она может обеспечить лучшую защиту для белков.
(3) Вещество энергетического резерва: хотя трегалоза не является основным источником энергии, оно служит энергетическим резервным веществом в определенных организмах, таких как определенные грибы и насекомые, и может быть быстро разбито на глюкозу для энергоснабжения во время нехватки пищи. Эта характеристика имеет потенциальную ценность применения в областях сельского хозяйства и садоводства. Благодаря опрыскиванию или замачиванию, устойчивость к засухе, резистентность к холоду и устойчивость к заболеванию культур может быть значительно улучшена.
(4) Улучшение сопротивления тела: недавние исследования показали, что d - (+) - Трегалоза также имеет функцию регулирования иммунных ответов, повышения сопротивления организма патогенам, стимулирования заживления ран и демонстрации потенциальной ценности в области медицины. Этот иммунный регуляторный эффект может быть связан с его способностью защищать иммунные клетки от повреждения.
(1) Сладкость и калории: как натуральный подсластитель, он имеет умеренную сладость, низкие калории и не вызовет острые колебания сахара в крови. Это идеальный выбор для пациентов с диабетом и людей, занимающимися здоровым питанием.
(2) выпечка и конфеты: его превосходная увлажняющая и стабильностьD (+) - trehalose dihydrateВсе чаще широко используется в выпечке, конфет, напитках и других областях.
(3) глазные капли и сохранение вакцины: добавление трегалозы в глазные капли может эффективно защищать клетки роговицы и уменьшить раздражение наркотиков; При сохранении вакцины трегалоза может значительно повысить стабильность и эффективность вакцин.
3. Применение в косметической индустрии
(1) Увлажняющая функция: увлажняющая функция Trehalose делает его важным ингредиентом в High - Конец косметики. Он может эффективно заблокировать влажность кожи, уменьшить внешнее повреждение окружающей среды кожи и способствовать здоровью кожи.
(2) Антиоксидантное и кожное борьба: в дополнение к увлажняющей функции, Trehalose также выполняет функции восстановления антиоксидантных и кожных барьеров. Эти характеристики заставляют Trehalose иметь широкие перспективы применения в косметике, таких как Anti - старение и античувствительность.
4. Сельскохозяйственное и садоводческое применение
(1) Устойчивость к засухе, резистентность к холоду и резистентность к болезням: путем распыления или замачивания лечения D - (+) - Трегалоза может значительно улучшить устойчивость к засухе, устойчивость к холоду и устойчивость к заболеваниям. Этот эффект повышения устойчивости стресса помогает сельскому уровню поддерживать рост и урожайность в суровых условиях.
(2) Сохранение цветов: в терминах сохранения цветов D - (+) - Trehalose также показывает большой потенциал. Благодаря опрыскиванию или замачиванию, период просмотра цветов может быть расширен, сохраняя их яркость и свежесть.
5. Другие приложения
(1) Химическое сырье: они также широко используются в области мелких химикатов. Его можно использовать в качестве химического сырья для синтеза других соединений, обеспечивая поддержку сырья для производства тонких химических продуктов.
(2) Сохранение ферментов и клеточных мембран: его также можно использовать для сохранения исследовательских биологических продуктов, таких как генетически спроектированные ферменты и другие ферменты, клеточные мембраны, антитела, антигены, органеллы и т. Д.
Есть различные методы производства дляD (+) - trehalose dihydrate, в основном, включая естественную экстракцию, химический синтез и биотрансформацию.
Источник сырья:
Натуральный метод экстракции в основном экстракты из растений (таких как водоросли и морские водоросли) или микроорганизмы (такие как дрожжи и плесень), богатые трегалозой. Эти сырья богаты трегалозой, что делает их идеальным источником для извлечения трегалозы.
Процесс извлечения:
Процесс извлечения обычно включает в себя такие шаги, как обработка сырья, извлечение, разделение и очистка. Через серию химических реакций и физических операций, высокие продукты чистоты- могут быть извлечены из сырья.
Преимущества и недостатки:
Метод естественной экстракции имеет преимущества широкого спектра источников сырья и относительно простого процесса экстракции; Недостатком является то, что выходной выход ограничен, а стоимость высока, что затрудняет удовлетворение потребностей крупного производства шкалы-.
Принцип синтеза:
Метод химического синтеза непосредственно синтезирует вещество с помощью химических средств. Этот метод использует химические реакции для преобразования субстратов, таких как глюкоза в трегалозу.
Процесс синтеза:
Процесс синтеза обычно включает в себя такие шаги, как выбор субстрата, выбор катализатора и оптимизация условий реакции. Регулируя условия реакции и типы катализаторов, эффективность синтеза и чистота продукта могут быть улучшены.
Преимущества и недостатки:
Преимущества метода химического синтеза - высокая эффективность и высокая чистота продукта; Недостатком является то, что он может ввести вредные вещества и повлиять на безопасность продукта. Следовательно, при использовании химического синтеза для получения этого вещества необходимо строго контролировать условия реакции и качество продукта.
Принцип обращения:
Метод биотрансформации использует микроорганизмы или ферменты для катализации производства трегалозы из субстратов, таких как глюкоза. Этот метод использует ферментную систему в организме для каталитических реакций и имеет характеристики экологически чистых, безопасных и эффективных.
Процесс преобразования:
Процесс преобразования обычно включает в себя такие шаги, как выращивание микробных препаратов, экстракция фермента, каталитическая реакция и т. Д., Оптимизируя условия микробной культуры и каталитические условия фермента, эффективность конверсии и чистота продукта может быть улучшена.
Преимущества и недостатки:
Преимущества метода биотрансформации являются зелеными, экологически чистыми, безопасными и эффективными; Недостатком является то, что стоимость производства относительно высока, что требует сложных процессов ферментации и экстракции. Однако с непрерывным развитием биотехнологии биотрансформация постепенно стала основным методом производства и имеет широкие перспективы применения.
Источники сырья и предварительная обработка
ПроизводствоD (+) - trehalose dihydrateоснован на разжижении крахмала в качестве основного сырья. Обычно используются возобновляемые ресурсы, такие как кукурузный крахмал и крахмал маниоки. Крахмал необходимо пройти обработку сжижения: при высокой температуре (90 - 100 градусов) и кислые условия гранулы крахмала поглощают воду, расширяют и разрывают, образуя раствор декстрина; Впоследствии ферментативный гидролиз (такой как -амилаза) осуществляется для дальнейшего разложения его в олигосахариды, обеспечивая подходящие субстраты для последующих ферментативных реакций.
Процесс производства основного производства: Multi - Синергетический катализ фермента
Синтез трегалозы достигается с помощью мульти - каскадной реакции фермента. Ключевые ферменты включают:
Мальтотриоза - на основе Trehalose Sythase (MTSASE)
Этот фермент вырезает два единицы глюкозы из не - уменьшающего конец мальтотриозы, образуя промежуточный промежуточный турнир с оставшимся олигосахаридом.
Мальтотриоза - на основе трангалозовой гидролазы (mThase)
Дальнейшие гидролизуются промежуточное соединение, чтобы высвободить свободную трегалозу.
Глюкозидаза крахмала (AMG)
Разбивает оставшийся олигосахарид на глюкозу, увеличивая чистоту трегалозы.
Типичный поток процесса:
Раствор разжижного крахмала (значение DE 10-15) → Отрегулируйте pH до 6,0-6,5 → Добавить MTSASE и MTHASE (соотношение 1: 1) → реагировать при 50-60 градусах в течение 12-24 часов → нагрев до 80 градусов до инактивирования ферментов → Добавить AMG для дальнейшей реакции в течение 4-6 часов → Допустить реакцию и охлаждение.
Очистка и кристаллизация: от грубого продукта до высокого - кристаллов чистоты
Начальная очистка
Активированная обесцвета углерода: удалить пигменты и органические примеси из реакционного раствора.
Ионообменная хроматография: через серию катионных обменных смол (таких как тип H⁺) и анионные обменные смолы (такие как тип OH⁻), удаляют соли, белки и примеси малых молекул.
Мембранная фильтрация: Используйте ультрафильтрационные мембраны (с сокращением молекулярной массы - от 10-30 кДа) для дальнейшей концентрации и удаления примесей больших молекул.
Концентрация и кристаллизация
Концентрация вакуума испарения: концентрируйте очищенный раствор до содержания сахара морских водорослей, превышающего или равного 60% (мас./Об.).
Индуцированная кристаллизация:
Метод кристаллизации охлаждения: медленно охлаждайте концентрированный раствор до 10-15 градусов, добавьте кристаллы семян (дигидратные микрокристаллы сахара морских водорослей), чтобы вызвать кристаллизацию.
Метод кристаллизации испарения: непрерывно испаряйте воду на 50-60 градусов, пока решение не достигнет критического значения перенасыщения и естественным образом кристаллизуется.
Контроль типа кристалла: отрегулируйте температуру кристаллизации, скорость перемешивания и добавление кристалла семян, чтобы обеспечить образование однородных кристаллов ромбических дигидратов (температура плавления 97 градусов, содержащих 2 молекулы кристаллической воды).
Центрифугирование и сушка
Центробежное разделение: используйте горизонтальную центрифугу (скорость вращения 3000-4000 об / мин) для отделения кристаллов от материнского ликера, с показателем восстановления до 95%.
Флюидированная сушка кровати: высушите кристаллы в горячем воздухе при 40-50 градусах, контролируя содержание влаги, меньше или равное 1,5% (избегая обезвоживания для получения безводного сахара морских водорослей).
Скрининг и упаковка: класс с помощью вибрационного экрана (размер сетки 200-400), а конечный продукт представляет собой белый кристаллический порошок с чистотой, превышающей или равным 98%.
Контроль качества и стандарты
Тестирование чистоты
Высокопроизводительная жидкая хроматография (ВЭЖХ): Используйте амино -колонку в качестве стационарной фазы, ацетонитрил - в качестве подвижной фазы и обнаруживайте долю площади пика сахара морских водорослей.
Оптическое измеритель вращения: определите удельное вращение [] ²⁰ᴰ=+199 степень (5% водного решения), чтобы подтвердить чистоту d - конфигурации.
Контроль примесей
Тяжелые металлы: используйте атомную спектрометрию поглощения (AAS) для обнаружения содержания свинца и мышьяка, с пределом менее или равным 1 мг/кг.
Микроорганизмы: тест общее количество бактерий (меньше или равное 1000 КОЕ/г) и патогенные бактерии (не обнаруживаемые) в соответствии со методом китайской фармакопеи.
Тест на стабильность
Ускоренный тест: расположите на 40 градусов и 75%влажности в течение 6 месяцев, обнаружите изменение чистоты (меньше или равное 0,5%) и содержание кристаллической воды (стабилизирован на 10-11%).
Технологические инновации и тенденции промышленности
Фермент Иммобилизационный технология
Исправьте MTSASE и MTHASE на магнитных наночастицах или носителях смолы для получения повторного использования ферментов (время циклирования больше или равно 50 раз), снижая затраты на производство.
Непрерывное производство
Разработайте мембранный биореактор (MBR), каталитическую реакцию пары фермента с мембранным разделением для достижения непрерывного синтеза и очистки сахара морских водорослей, повышая эффективность производства в 3 раза.
Зеленое производство
Используйте органический растворитель - водный двойник - Фазовая кристаллизация для снижения потребления водных ресурсов; Используйте метод микробной ферментации для получения ферментных препаратов, замены ферментов химического синтеза и сокращения выбросов углерода.
Области применения и перспективы рынка
D (+) - trehalose dihydrateшироко используется в:
Продовольственная промышленность: как низкий - подсластитель калорий (с 45% калорий сахарозы) и увлажнительного человека, используется в выпечке, конфет и замороженных напитках.
Biomedical: в качестве стабилизатора белка (например, вакцины, антитело -препараты) и замораживание клеток -, защищающий защитный агент, он увеличивает выживаемость биологических продуктов.
Cosmetics: он ингибирует испарение влаги из роговой кожи и используется в высоком - конечных продуктах по уходу за кожей и продуктами солнцезащитного крема.
По данным исследований рынка, глобальный размер рынка Trehalose будет расти на 6,2% и, как ожидается, превысит 500 миллионов долларов США к 2027 году.
горячая этикетка : D (+) - Trehalose Dihydrate CAS 6138-23-4, поставщики, производители, завод, оптовая, покупка, цена, объем, для продажи