D (+) - Trehalose dihydrater et stabilt ikke -reducerende disaccharid sammensat af to molekyler af glukose i en alfa, sammensat af 1,1 - glycosidbindinger. Oprindeligt ekstraheret fra ergot -svamp i rug, blev det senere fundet at være vidt til stede i dyr, planter og mikroorganismer i naturen, især i svampe, alger, moser og hvirvelløse dyr med høje niveauer. Molekylær formel C12H22O11 · 2H2O, CAS 6138-23-4, det er en hvid krystal, og et molekyle af D (+)-Trehalose-dihydrat indeholder to molekyler af krystalvand. Det er opløseligt i vand, iseddikesyre og varm ethanol, men uopløselig i ether og acetone. Når Trehalose opvarmes til 130 grader, mister Trehalose sit krystallinske vand og bliver amorf. I det store felt inden for biokemi spiller kulhydrater en afgørende rolle som vigtige energikilder og strukturelle komponenter til livsaktiviteter. Blandt dem har denne tilsyneladende almindelige, men alligevel mystiske forbindelse, med dens unikke egenskaber og funktioner, vist en lang række anvendelsesudsigter inden for videnskabelig forskning, fødevareindustri og endda farmaceutiske områder.
|
Kemisk formel |
C12H26O13 |
|
Nøjagtig masse |
378.14 |
|
Molekylvægt |
378.33 |
|
m/z |
378.14 (100.0%), 379.14 (13.0%), 380.14 (2.7%) |
|
Elementær analyse |
C, 38.10; H, 6.93; O, 54.98 |
|
|
|
D (+) - Trehalose dihydrat, chemically known as - D-glucopyranosyl - (1 → 1) - - D-glucopyranosyl dihydrate, is a substance composed of two glucose molecules that pass through an alpha, -1, A non reducing disaccharide formed by the Forbindelse af 1-glycosidiske bindinger. Dens molekylære formel er normalt C12H22O11 · 2H2O, med en molekylvægt på ca. 342,30 (nogle data viser det også som 378,3, muligvis på grund af forskelle i beregningsmetoden for fugtighedsindhold i forskellige data). Det har en stabil molekylstruktur og kan beskytte andre biomolekyler i organismen mod skader under ekstreme forhold, såsom høj temperatur, kulde, tørhed, højt osmotisk tryk osv. Denne egenskab gør det kendt som "sukker i livet".
(1) Cellemembran og beskyttelse af biomolekyler: I naturen er mange organismer i stand til at overleve i ekstreme miljøer stort set på grund af ophobning af d - (+) - trehalose i kroppen. Det kan effektivt beskytte biologiske makromolekyler, såsom cellemembraner, proteiner og DNA mod skade, og er en af de vigtige mekanismer for organismer til at klare modgang. Denne beskyttelsesmekanisme gør d - (+) - trehalose har brede anvendelsesudsigter inden for det biomedicinske felt.
) Dette udvider ikke kun lagringstiden ved stuetemperatur, men forhindrer også blodforurening. I mellemtiden, som en frysning - tørringsbeskyttelsesmiddel, er det også vidt brugt i biologiske produkter. Sammenlignet med saccharose kan det give bedre beskyttelse af proteiner.
) Denne egenskab har potentiel anvendelsesværdi inden for landbrug og havebrug. Ved at sprøjte eller blødgøre kan tørke -modstanden, kold modstand og sygdomsmodstand af afgrøder forbedres markant.
) Denne immunregulerende virkning kan være relateret til dens evne til at beskytte immunceller mod skader.
(1) Sødhed og kalorier: Som et naturligt sødestof har det moderat sødme, lave kalorier og vil ikke forårsage skarpe udsving i blodsukkeret. Det er et ideelt valg for patienter med diabetes og mennesker, der forfølger sund kost.
(2) Bagt varer og slik: Dets fremragende fugtgivende og stabilitetsskabD (+) - Trehalose dihydratI stigende grad brugt i bagt varer, slik, drikkevarer og andre felter.
(3) øjendråber og vaccinebevaring: Tilsætning af trehalose til øjendråber kan effektivt beskytte hornhindeceller og reducere medikamentirritation; Ved konservering af vaccine kan trehalose markant forbedre stabiliteten og effektiviteten af vacciner.
3. Ansøgning i kosmetikindustrien
(1) Fugtighedsfunktion: Trehaloses fugtgivende funktion gør det til en vigtig ingrediens i høj - end kosmetik. Det kan effektivt låse hudens fugtighed i, reducere ekstern miljøskade på huden og fremme hudens sundhed.
(2) Antioxidant- og hudbarrierereparation: Ud over fugtgivende funktion har Trehalose også antioxidant- og hudbarriere -reparationsfunktioner. Disse egenskaber får trehalose til at have brede applikationsudsigter inden for kosmetik, såsom anti - aldring og anti -følsomhed.
4. Landbrugs- og gartneri -applikationer
(1) Tørkebestandighed, kold modstand og sygdomsresistens: Gennem sprøjtning eller blødgøring af behandling kan d - (+) - trehalose markant forbedre tørke -modstanden, kold modstand og sygdomsmodstand af afgrøder. Denne forbedringseffekt af stressresistensen hjælper afgrøder med at bevare vækst og udbytte i barske miljøer.
(2) Blomsterbevaring: Med hensyn til blomsterbeskyttelse viser d - (+) - Trehalose også stort potentiale. Ved sprøjtning eller blødgøring kan visningsperioden for blomster udvides og opretholder deres lysstyrke og friskhed.
5. Andre applikationer
(1) Kemiske råmaterialer: De er også vidt brugt inden for fine kemikalier. Det kan bruges som et kemisk råmateriale til syntese af andre forbindelser, hvilket giver råmateriale understøttelse af produktion af fine kemiske produkter.
(2) Bevarelse af enzymer og cellemembraner: Det kan også bruges til at bevare forskningsbiologiske produkter, såsom genetisk konstruerede enzymer og andre enzymer, cellemembraner, antistoffer, antigener, organeller osv. Disse biologiske produkter spiller en vigtig rolle i videnskabelig forskning og industriel produktion og deres beskyttende effekt hjælper med at udvide deres holdningsliv og opretholder deres aktivitet.
Der er forskellige produktionsmetoder tilD (+) - Trehalose dihydrat, hovedsageligt inklusive naturlig ekstraktion, kemisk syntese og biotransformation.
Råmateriale Kilde:
Naturlig ekstraktionsmetode ekstraherer hovedsageligt fra planter (såsom tang og tang) eller mikroorganismer (såsom gær og skimmel) rig på trehalose. Disse råmaterialer er rige på trehalose, hvilket gør dem til en ideel kilde til ekstraktion af trehalose.
Ekstraktionsproces:
Ekstraktionsprocessen inkluderer normalt trin, såsom råmaterialebehandling, ekstraktion, adskillelse og oprensning. Gennem en række kemiske reaktioner og fysiske operationer kan høje - renhedsprodukter ekstraheres fra råmaterialerne.
Fordele og ulemper:
Den naturlige ekstraktionsmetode har fordelene ved en lang række råmateriale kilder og en relativt enkel ekstraktionsproces; Ulempen er, at output er begrænset, og omkostningerne er høje, hvilket gør det vanskeligt at imødekomme behovene hos store - skalaproduktionen.
Synteseprincip:
Den kemiske syntesemetode syntetiserer direkte stoffet gennem kemiske midler. Denne metode anvender kemiske reaktioner til at omdanne underlag, såsom glukose til trehalose.
Synteseproces:
Synteseprocessen inkluderer normalt trin, såsom substratvalg, katalysatorudvælgelse og optimering af reaktionsbetingelser. Ved at justere reaktionsbetingelser og katalysatortyper kan synteseffektivitet og produktrenhed forbedres.
Fordele og ulemper:
Fordelene ved kemisk syntesemetode er høj effektivitet og høj produktrenhed; Ulempen er, at det kan indføre skadelige stoffer og påvirke produktsikkerheden. Derfor, når man bruger kemisk syntese til at producere dette stof, er det nødvendigt at kontrollere reaktionsbetingelserne og produktkvaliteten strengt.
Konverteringsprincip:
Biotransformationsmetoden anvender mikroorganismer eller enzymer til at katalysere produktionen af trehalose fra underlag, såsom glukose. Denne metode anvender enzymsystemet inden for organismen til katalytiske reaktioner og har egenskaberne ved at være miljøvenlige, sikre og effektive.
Konverteringsproces:
Konverteringsprocessen inkluderer normalt trin, såsom mikrobiel dyrkning, enzymekstraktion, katalytisk reaktion osv. Ved at optimere de mikrobielle kulturbetingelser og enzymkatalytiske tilstande, kan konverteringseffektiviteten og produktets renhed forbedres.
Fordele og ulemper:
Fordelene ved biotransformationsmetode er grøn, miljøvenlig, sikker og effektiv; Ulempen er, at produktionsomkostningerne er relativt høje, hvilket kræver komplekse gærings- og ekstraktionsprocesser. Med den kontinuerlige udvikling af bioteknologi er biotransformation imidlertid gradvist blevet mainstream -produktionsmetoden og har brede applikationsudsigter.
Råmateriale kilder og pre - behandling
Produktionen afD (+) - Trehalose dihydrater baseret på flydende stivelse som kerne råmateriale. Almindeligt anvendte er vedvarende ressourcer såsom majsstivelse og cassava -stivelse. Stivelsen skal gennemgå flydende behandling: Under høj temperatur (90 - 100 grader) og sure forhold absorberer stivelsesgranulerne vand, ekspanderer og sprænger, danner en dextrinopløsning; Derefter udføres enzymatisk hydrolyse (såsom -amylase) for yderligere at nedbryde den til oligosaccharider, hvilket tilvejebringer passende underlag til efterfølgende enzymatiske reaktioner.
Kernefremstillingsproces: Multi - Enzym Synergistisk katalyse
Syntesen af trehalose opnås gennem en multi - enzymkaskade -reaktion. De vigtigste enzymer inkluderer:
Maltotriose - baseret trehalosesyntase (MTSase)
Dette enzym skærer to glukoseenheder fra ikke -- reducerer slutningen af maltotriose og danner et trehalose -mellemprodukt med det resterende oligosaccharid.
Maltotriose - baseret trehalose hydrolase (mthase)
Yderligere hydrolyserer mellemproduktet for at frigive fri trehalose.
Stivelsesglucosidase (AMG)
Nedbryder det resterende oligosaccharid i glukose, hvilket øger trehalosens renhed.
Typisk processtrøm:
Likfy stivelsesopløsning (DE-værdi 10-15) → Juster pH til 6,0-6,5 → Tilsæt mtsase og MTHase (forhold 1: 1) → Reager ved 50-60 grad i 12-24 timer → Opvarmning op til 80 grad for at inaktivere enzymer → Tilsæt AMG for yderligere reaktion i 4-6 timer → Afslut reaktionen og afkøling.
Oprensning og krystallisation: Fra råprodukt til høj - renhedskrystaller
Første oprensning
Aktiveret kulstofafkolorisering: Fjern pigmenter og organiske urenheder fra reaktionsopløsningen.
Ionudvekslingskromatografi: Gennem en række kationbytterharpikser (såsom H⁺ -type) og anionudvekslingsharpikser (såsom OH⁻ -type) skal du fjerne salte, proteiner og små molekyle urenheder.
Membranfiltrering: Brug ultrafiltreringsmembraner (med en molekylvægtskåret - fra 10-30 kDa) til yderligere at koncentrere og fjerne store molekyle-urenheder.
Koncentration og krystallisation
Vakuumfordampningskoncentration: Koncentrer den oprensede opløsning til et tangsukkerindhold på større end eller lig med 60% (vægt/volumen).
Induceret krystallisation:
Kølekrystallisationsmetode: Afkøles langsomt den koncentrerede opløsning til 10-15 grad, tilsæt frøkrystaller (dihydratmikrokrystaller af tangsukker) for at inducere krystallisation.
Fordampningskrystallisationsmetode: Inddamp vand kontinuerligt ved 50-60 grad, indtil opløsningen når den kritiske overmættelsesværdi og krystalliseres naturligt.
Kontrol af krystaltype: Juster krystallisationstemperaturen, omrørshastighed og frøkrystalltilsætning beløb for at sikre dannelsen af ensartet rhombisk dihydratkrystaller (smeltepunkt 97 -grad, der indeholder 2 molekyler krystallinsk vand).
Centrifugering og tørring
Centrifugalseparation: Brug en vandret centrifuge (rotationshastighed 3000-4000 o / min) til at adskille krystaller fra moderens spiritus med en gendannelsesgrad på op til 95%.
Tørring af fluidiseret seng: Tør krystallerne i en varm luft ved 40-50 grad, hvilket kontrollerer fugtighedsindholdet mindre end eller lig med 1,5% (undgår dehydrering for at opnå vandigt tangsukker).
Screening og emballage: Karakter ved vibrerende skærm (mesh størrelse 200-400) og det endelige produkt er hvidt krystallinsk pulver med en renhed på større end eller lig med 98%.
Kvalitetskontrol og standarder
Renhedstest
High Performance Liquid Chromatography (HPLC): Brug en aminosøjle som den stationære fase, acetonitril - vand som den mobile fase, og detekterer andelen af tangpladsen.
Optisk rotationsmåler: Bestem den specifikke rotation [] ²⁰ᴰ=+199 grad (5% vandig opløsning) for at bekræfte renheden af d - konfiguration.
Urenhedskontrol
Tungmetaller: Brug atomabsorptionsspektrometri (AAS) til at detektere bly og arsenindhold med en grænse på mindre end eller lig med 1 mg/kg.
Mikroorganismer: Test total bakterietælling (mindre end eller lig med 1000 CFU/g) og patogene bakterier (ikke påvises) ifølge den kinesiske farmakopé -metode.
Stabilitetstest
Accelereret test: Placer ved 40 grader og 75%fugtighed i 6 måneder, detekterer renhedsændringen (mindre end eller lig med 0,5%) og krystallinsk vandindhold (stabiliseret ved 10-11%).
Teknologisk innovation og industriens tendenser
Enzymimmobiliseringsteknologi
Fix MTSase og MTHase på magnetiske nanopartikler eller harpiksbærere for at opnå gentagen anvendelse af enzymer (cykeltider større end eller lig med 50 gange), hvilket reducerer produktionsomkostningerne.
Kontinuerlig produktion
Udvikle membranbioreaktor (MBR), par enzymkatalytisk reaktion med membransseparation for at opnå kontinuerlig syntese og oprensning af tangsukker, hvilket øger produktionseffektiviteten med 3 gange.
Grøn fremstilling
Brug organisk opløsningsmiddel - vanddual - fase krystallisation for at reducere vandressourceforbruget; Brug mikrobiel gæringsmetode til at producere enzympræparater, udskifte kemiske synteseenzymer og reducere kulstofemissioner.
Anvendelsesområder og markedsudsigter
D (+) - Trehalose dihydrater vidt brugt i:
Fødevareindustri: Som en lav - kalorie -sødestof (med 45% af kalorierne af saccharose) og et humektant, bruges den i bagt varer, slik og frosne drikkevarer.
Biomedicinsk: Som proteinstabilisator (såsom vacciner, antistoflægemidler) og en cellefrysning - tørring af beskyttelsesmiddel øger det overlevelsesraten for biologiske produkter.
Kosmetik: Det hæmmer fordampning af fugt fra hudens stratum corneum og bruges i høj - End hudplejeprodukter og solcreme -produkter.
Ifølge markedsundersøgelsesinstitutioner vil den globale Trehalose -markedsstørrelse vokse med en årlig sats på 6,2% og forventes at overstige 500 millioner amerikanske dollars i 2027.
Populære tags: d (+) - Trehalose dihydrat CAS 6138-23-4, leverandører, producenter, fabrik, engros, køb, pris, bulk, til salg