Trehaloza CAS # 99-20-7 ni tijoratlashtirish va sanoatda qo'llash

Trehaloza a,a-1,1-glikozid bog'i bilan bog'langan ikkita glyukoza molekulasidan tashkil topgan barqaror, qaytarmaydigan disaxariddir. U dastlab javdarning ergot qo'ziqorinidan ajratilgan va keyinchalik tabiatda - o'simliklarda, hayvonlarda va mikroorganizmlarda, xususan, zamburug'lar, suv o'tlari, moxlar va umurtqasiz hayvonlarda keng tarqalganligi aniqlangan. Trehaloza oq kristall sifatida namoyon bo'ladi; har bir molekulada ikkita kristalli suv molekulasi mavjud. U suvda, muzli sirka kislotasida va issiq etanolda eriydi, lekin efir va asetonda erimaydi. 130 ° C ga qizdirilganda u kristalli suvini yo'qotadi va suvsiz bo'ladi.

Biologik funksiyasi va ahamiyati

Trehaloza tirik organizmlarda ajoyib himoya xususiyatlarini namoyish etadi. Yuqori harorat, muzlash, suvsizlanish yoki yuqori osmotik bosim kabi ekstremal ekologik sharoitlarda u hujayralar yuzasida noyob himoya plyonka hosil qiladi. Ushbu film oqsillarni, hujayra membranalarini va boshqa biologik tuzilmalarni barqarorlashtirishga yordam beradi, denatürasyon va inaktivatsiyani oldini oladi. Boshqa tabiiy shakarlar, masalan, saxaroza yoki glyukoza, bunday qobiliyatga ega emas. Shu sababli, trehaloza ko'pincha ilmiy jamiyatda "hayot shakari" deb ataladi.

Tregaloza turli organizmlarda, jumladan, pastki paporotniklar, suv o'tlari, bakteriyalar, zamburug'lar, xamirturushlar, hasharotlar va umurtqasiz hayvonlarda ko'p. Ular orasida xamirturushlar va mog'orlar, ayniqsa, quruq vaznining 20% ​​gacha bo'lgan yuqori darajalarni o'z ichiga oladi. O'zining noyob xususiyatlari va keng biologik mavjudligi tufayli tadqiqotchilar uzoq vaqt davomida trehalozani samarali ekstraktsiyalash usullari va keng ko'lamli sanoat ishlab chiqarishiga e'tibor qaratdilar.

Hozirgi tayyorgarlik usullari

Hozirgi vaqtda trehaloza ishlab chiqarish uchun kimyoviy sintez, mikrobial ekstraktsiya, mikrobial fermentatsiya, fermentativ sintez va genetik muhandislik kabi bir nechta yondashuvlar ishlab chiqilgan.

1. Mikroblarni ajratib olish usuli

Bu usulda tabiiy ravishda trehaloza o'z ichiga olgan xamirturush, sut kislotasi bakteriyalari va mog'or kabi mikroorganizmlar qo'llaniladi. O'sish sharoitlarini o'zgartirish orqali hujayralar ichida trehaloza to'planishi kuchayadi, shundan so'ng u tegishli usullar yordamida chiqariladi. Biroq, bu usul muhim kamchiliklarga ega - uzoq ishlab chiqarish tsikli, past rentabellik va yuqori narx - yirik sanoat ishlab chiqarishni qiyinlashtiradi.

2. Mikrobial fermentatsiya usuli

Ushbu yondashuvda trehaloza mikrobial fermentatsiya orqali ishlab chiqariladi va keyinchalik fermentatsiya bulonidan olinadi va tozalanadi. Bu usulning kaliti mutagenez, hujayra sintezi yoki genlarning rekombinatsiyasi orqali yuqori mahsuldor shtammlarni tanlashdadir. Yaponiyaning Ajinomoto Co., Ltd kompaniyasi aminokislotalarni ishlab chiqaruvchi bakteriyalarning in vitro madaniyatidan foydalangan holda trehalozani sanoat miqyosida ishlab chiqarishga muvaffaqiyatli erishdi. Biroq, konversiya samaradorligi nisbatan pastligicha qolmoqda va jarayon davomida ko'plab qo'shimcha mahsulotlar hosil bo'ladi.

3. Enzimatik sintez

Bu usul fermentativ reaksiyalar orqali trehalozaga aylanadigan glyukoza, maltoza yoki kraxmal kabi substratlardan foydalanadi. Kontseptual soddaligiga qaramay, jarayon yuqori energiya iste'moli va fosforilaza fermentlarining beqarorligi kabi muammolarga duch keladi, bu uning sanoat miqyosida amalga oshirish imkoniyatlarini cheklaydi.

4. Genetika muhandisligi

Genetik modifikatsiya orqali trehaloza sintaza genlari mikroorganizmlar yoki o'simliklarga kiritiladi, bu esa trehalozani muhandislik shtammlari yoki transgen turlari tomonidan ishlab chiqarish imkonini beradi. Ushbu texnika samarali va barqaror trehaloza ishlab chiqarish uchun va'da beradi, garchi u birinchi navbatda tadqiqot va ishlab chiqish bosqichida qolsa ham.

5. Kimyoviy sintez

Trehaloza, shuningdek, 2,3,4,6-tetraasetilglyukoza va 3,4,6-triatsetil-1,2-dehidro-D-glyukoza o'rtasida etilen oksidi qo'shilishi reaktsiyasi orqali kimyoviy sintezlanishi mumkin. Biroq, bu usul past rentabellikdan va murakkab ajratish jarayonlaridan aziyat chekadi. Natijada, kimyoviy sintez asosan sanoatda emas, balki laboratoriya tadqiqotlari darajasida qolmoqda.

Xulosa

Ko'pincha "hayot shakari" deb ataladigan trehaloza biologik tizimlarga kuchli himoya ta'siriga ega bo'lgan istisno disaxariddir. Bir nechta ishlab chiqarish usullari mavjud bo'lsa-da, past rentabellik, yuqori narx va cheklangan miqyos kabi muammolar keng tarqalgan sanoat ishlab chiqarishini cheklashda davom etmoqda. Biotexnologiya, ferment muhandisligi va genetik modifikatsiyadagi davom etayotgan yutuqlar yaqin kelajakda trehalozani yanada samarali va barqaror keng miqyosda ishlab chiqarishga yo'l ochishi kutilmoqda.