مسحوق حمض الجلوكونيك، الصيغة الجزيئية C6H12O7، CAS 526-95-4، سائل أصفر إلى بني. من السهل أن يذوب في الماء، قابل للذوبان بشكل طفيف في الكحول، غير قابل للذوبان في الإيثانول ومعظم المذيبات العضوية. حمض الألدهيد يتكون من استبدال مجموعة الألدهيد الأولى من الجلوكوز بمجموعة الكربوكسيل. يتم إنتاج النوع D بكميات كبيرة من خلال تخمير حمض الغلوكونيك بواسطة Aspergillus niger وAcetobacter xylinum وGluconobacter. يمكن أن يتأكسد أوكسيديز الجلوكوز الذي تم الحصول عليه من البنسليوم - D- الجلوكوز إلى δ - جلوكورونيد. حمض الجلوكوز، المعروف أيضًا باسم حمض الدكستروجلوكونيك، هو حمض سكر يتكون من أكسدة مجموعات الألدهيد في جزيئات الجلوكوز إلى مجموعات الكربوكسيل تحت تأثير المؤكسدات أو الإنزيمات الضعيفة. يعتبر إستر الفوسفات 6- وسيطًا في التحلل التأكسدي للجلوكوز في الكائن الحي (مسار فوسفات البنتوز). ويشكل أملاحاً قابلة للذوبان مع أيونات المعادن مثل الكالسيوم والزنك، ويستخدم كمواد مغذية ودواء. يمكن استخدامه أيضًا كمخثر بروتيني وكمادة حافظة للأغذية لإنتاج الغلوكونات، مثل غلوكونات الصوديوم، غلوكونات البوتاسيوم، غلوكونات الكالسيوم، إلخ. هذه المادة لها بعض الوظائف والتطبيقات البيولوجية الهامة. أولاً، يلعب دوراً حاسماً في الحفاظ على استقلاب الطاقة في الجسم. من خلال المشاركة في المسارات الأيضية مثل تحلل السكر ودورة حمض ثلاثي الكربوكسيل، فإنه يوفر الطاقة للخلايا. ثانيًا، يمكن أن يعمل أيضًا كمضاد للأكسدة، مما يساعد على حماية الخلايا من الأكسدة.
|
الصيغة الكيميائية |
C6H12O7 |
|
الكتلة الدقيقة |
196 |
|
الوزن الجزيئي |
196 |
|
m/z |
196 (100.0%), 197 (6.5%), 198 (1.4%) |
|
التحليل العنصري |
C, 36.74; H, 6.17; O, 57.09 |
|
|
|
مسحوق حمض الجلوكونيكهو حمض ثنائي الكربوكسيل الطبيعي المهم مع وظائف بيولوجية مختلفة وقيم تطبيق واسعة، وخاصة في مجال البيولوجيا، حيث تتنوع تطبيقاته.
تأثير مضاد للأكسدة
كما أن له خصائص مضادة للأكسدة، مما يساعد على حماية الخلايا من الأضرار التأكسدية.
(1) إزالة الجذور الحرة:
الجذور الحرة هي جزيئات نشطة للغاية أو مجموعات ذرية يتم إنتاجها أثناء عملية التمثيل الغذائي الخلوي، والتي يمكن أن تهاجم الجزيئات الحيوية مثل الحمض النووي والبروتينات والدهون داخل الخلية، مما يؤدي إلى تدمير بنية الخلية ووظيفتها. يمكن لهذه المادة القضاء على الجذور الحرة داخل الخلايا وتقليل أضرار الإجهاد التأكسدي للخلايا من خلال خصائصها المختزلة.
(2) تعزيز نشاط الانزيم المضاد للأكسدة:
الإنزيمات المضادة للأكسدة هي فئة مهمة من الإنزيمات في الخلايا التي يمكن أن تحفز انهيار الجذور الحرة، وبالتالي حماية الخلايا من الأضرار التأكسدية. يمكن أن يعزز نشاط الإنزيمات المضادة للأكسدة ويحسن مقاومة الخلية للإجهاد التأكسدي.
التطبيق في صناعة المواد الغذائية
لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعة المواد الغذائية، وذلك أساسا كمحمض للأغذية والمواد الحافظة.
(1) محمض الغذاء:
له طعم وملمس حامض فريد من نوعه، ويستخدم على نطاق واسع في التوابل والمشروبات والمربيات وغيرها من الأطعمة لتحسين طعم ونكهة الطعام.
(2) المواد الحافظة:
لديهم القدرة على منع نمو وتكاثر الكائنات الحية الدقيقة، وبالتالي يمكن استخدامها كمواد حافظة لحفظ الأغذية وإطالة مدة صلاحيتها.
التطبيق في مجال المستحضرات الصيدلانية
كما أن لها قيمة تطبيقية مهمة في مجال المستحضرات الصيدلانية، خاصة كسواغات دوائية ومواد خام لإعداد المحاليل الفموية والحقن وأشكال الجرعات الأخرى.
(1) السواغات الصيدلانية:
بفضل قابليتها للذوبان والاستقرار الجيدين، يمكن استخدامها كسواغات صيدلانية لتحضير أشكال جرعات مختلفة، مثل الأقراص والكبسولات والحقن وما إلى ذلك.
(2) تحضير المحاليل الفموية والحقن :
يمكن استخدامه كمذيبات أو مثبتات لتحضير أشكال الجرعات مثل المحاليل الفموية والحقن، وتحسين ذوبان الدواء وثباته، وبالتالي تعزيز فعالية الدواء وسلامته.
التطبيق في المنظفات والبوليمر وغيرها من المجالات
كما أنها تستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل المنظفات والبوليمرات والأدوية وصناعة البناء والتشييد.
(1) المنظفات:
يمكن استخدامه كبديل لعوامل التنظيف المتعددة الفوسفات وله قدرة تنظيف ممتازة وأداء بيئي.
(2) البوليمر:
يمكن استخدامه كمونومر أو عامل تشابك للبوليمرات لتحضير مواد بوليمر مختلفة عالية الأداء.
(3) الصيدلانية:
تم استخدام أملاح الكالسيوم وأملاح الحديدوز وأملاح البزموت والأملاح الأخرى لهذه المادة على نطاق واسع في العلاج الكيميائي، ويمكن أيضًا استخدام مجمعاتها المعدنية كعوامل إخفاء لأيونات المعادن في الأنظمة القلوية.
(4) صناعة البناء والتشييد:
ويمكن استخدامه أيضًا كملدن للخرسانة، وعامل خالب قابل للتحلل الحيوي، وما إلى ذلك، ويلعب دورًا مهمًا في صناعة البناء والتشييد.
في الوقت الحاضر، طرق الإنتاجمسحوق حمض الجلوكونيكمن الجلوكوز تشمل أساسا التخمير البيولوجي، والأكسدة الكيميائية المتجانسة، والأكسدة كهربائيا والأكسدة الحفزية غير المتجانسة.
تستخدم هذه الطريقة أكسدة الكائنات الحية الدقيقة لتخليق حمض الغلوكونيك من الجلوكوز، والذي يمكن تقسيمه إلى تخمر فطري، تخمر بكتيري، تخمر فطري، خلية مجمدة، وتخمير إنزيم مثبط. في الوقت الحاضر، يتم استخدام تخمير Aspergillus niger والخلايا المجمدة والإنزيمات المثبتة على نطاق واسع. وهي طريقة تم تطويرها في الستينيات. يمكن تقسيم طرق تثبيت الإنزيمات (الخلايا) تقريبًا إلى أربعة أنواع: طريقة الامتزاز، وطريقة الاقتران التساهمي، وطريقة الارتباط المتقاطع، وطريقة التضمين.
طريقة الامتزاز: يتم تحقيق تجميد الإنزيم من خلال تفاعل الروابط الثانوية بين السطح الحامل وسطح الإنزيم.
طريقة الاقتران التساهمي: تجمع مجموعة السلسلة الجانبية النشطة للإنزيم مع المجموعة الوظيفية للحامل من خلال روابط تساهمية، وذلك لتحقيق وظيفة شل حركة الإنزيم. تُظهر طريقة تثبيت الإنزيم هذه ثباتًا جيدًا، وتؤدي إلى الاستخدام المستمر للإنزيم.
طريقة الربط المتقاطع: تشير إلى استخدام كواشف المجموعة ثنائية الوظيفة أو متعددة الوظائف لربط جزيئات الإنزيم وجسرها، وهو أمر يسهل تعطيله.
وتشمل أساليب التضمين تضمين الشبكة، والتضمين المغلف بالكبسولات الدقيقة، والتضمين الجسيمات الشحمية. يمكن أن تحصل طريقة التضمين على نشاط إنزيم أعلى لأن الإنزيم نفسه لا يشارك في تفاعل الارتباط الكيميائي؛ ومع ذلك، فإن انتشار الخلايا المجمدة والإنزيمات المثبتة محدود، وبالتالي فإن استهلاك الأكسجين كبير، وتحسين معدل نقل الأكسجين يمثل مشكلة كبيرة.
ولذلك، فإن تصميم وتوليف مواد تثبيت الإنزيمات الجديدة ذات الأداء الممتاز وتطوير طرق التثبيت البسيطة والعملية هي أحد محاور أبحاث الإنزيمات المثبتة في الوقت الحاضر. في السنوات الأخيرة، تم أيضًا تطوير التحفيز الحيوي لإنتاج حمض الغلوكونيك. تستخدم هذه الطريقة أغشية لتصفية حمض منتج التفاعل، ونقل الحمض من محلول التفاعل في الوقت المناسب، مما يقلل من تثبيط منتج التفاعل (الحمض) على المحفز (البكتيريا). بالمقارنة مع الطرق التقليدية، فإن إعادة تدوير البكتيريا تزيد من محتوى البكتيريا، وبالتالي زيادة المحصول.
في الوقت الحاضر، يستخدم معظم بلدنا التخمير لإنتاج غلوكونات الكالسيوم، ثم يستخدم غلوكونات الكالسيوم لتجميع حمض الغلوكونيك من خلال التبادل الأيوني والتبخر والتركيز والتبلور.
تتطلب طريقة التخمير البيولوجي العديد من العمليات مثل الثقافة والفحص والتعقيم، ولها متطلبات صارمة بشأن درجة الحرارة والعديد من المنتجات الثانوية ودورة طويلة. بالإضافة إلى ذلك، تتأثر نقاء منتجات حمض الغلوكونيك بسبب إضافة شوائب مثل الخلايا أثناء إنتاج حمض الغلوكونيك، لذا فإن تطويره يحتاج بشكل عاجل إلى حل العديد من المشاكل التقنية.
هناك آليتان للأكسدة الكيميائية المتجانسة: إحداهما هي الحد من قدرة أكسدة المواد المؤكسدة (مثل هيبوكلوريت الصوديوم وبيروكسيد الهيدروجين) عن طريق ضبط ظروف التفاعل على الظروف القلوية القوية، وذلك لأكسدة مجموعة ألدهيد الجلوكوز إلى مجموعة الكربوكسيل؛ والثانية هي آلية كانيزارو التي اقترحها أشيدا وآخرون. لتحويل الجلوكوز إلى حمض الغلوكونيك عند إضافة متقبلات أيون الهيدروجين (بعض الكيتونات والألكينات والأكسجين تعتبر متقبلات مناسبة لأيون الهيدروجين في وجود راني ني). تم استخدام بيروكسيد الهيدروجين وهيبوكلوريت الصوديوم كمؤكسدات على التوالي، وكانت الإنتاجية 70% و90% على التوالي. تم تحقيق الاختبار التجريبي الصناعي.
ومع ذلك، تحتاج طريقة الأكسدة الكيميائية المتجانسة إلى التحكم الصارم في محتوى المكونات النشطة للمحفز في محلول التفاعل، والذي يعتمد على درجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول. هناك العديد من الخطوات الوسيطة، والعديد من المنتجات الثانوية، ومن الصعب فصل المنتجات. علاوة على ذلك، فإن الملح المستخدم كمحفز يصعب تجديده، ويكون العائد منخفضًا. وقت رد الفعل طويل والبيئة ملوثة بشكل خطير.
من حيث طرق التحليل الكهربائي، يمكن تقسيم تخليق حمض الغلوكونيك عن طريق الأكسدة الإلكتروليتية إلى تخليق إلكتروليتي مباشر، وتوليف إلكتروليتي غير مباشر وتوليف "التحليل الكهربائي المقترن". في هذه الطريقة، تتم إضافة كمية معينة من محلول الجلوكوز إلى الخلية الإلكتروليتية، ثم يتم إضافة الإلكتروليت المناسب. يتم تحليل الجلوكوز وتأكسده كهربائيًا تحت درجة حرارة معينة وجهد وكثافة تيار ثابتة. مبدأ التفاعل هو الحصول على "وسط أكسدة" مناسب عن طريق التحليل الكهربائي، ثم استخدام "وسط الأكسدة" هذا لأكسدة الجلوكوز لتوليد حمض الغلوكونيك.
على سبيل المثال، تتمثل طريقة التوليف الكهربائي غير المباشر في استخدام الوسط في الحالة المختزلة لتوليد الوسط في حالة الأكسدة عند الأنود. يتفاعل الجلوكوز مع الوسط المتولد في حالة الأكسدة لتوليد حمض الغلوكونيك، ويعود الوسط إلى الحالة المخفضة الأصلية. يتفاعل كل من التوليف الإلكتروليتي المباشر والتوليف الإلكتروليتي غير المباشر في منطقة الأنود، بينما تتفاعل طريقة "التوليف الإلكتروليتي المقترن" في كل من منطقتي الكاثود والأنود في نفس الوقت، وبالتالي فإن كفاءة التحليل الإلكتروليتي عالية نسبيًا.
تم تصنيع الأكسدة الكهربية لحمض الغلوكونيك في الخارج، لكنها لا تزال في المرحلة التجريبية في الداخل. يتم طلاء الروثينيوم على التيتانيوم باعتباره القطب العامل. الكثافة الحالية هي {{0}}.18A/m، وتركيز الجلوكوز هو 0.02 مول/لتر، ودرجة حرارة التفاعل 50 درجة، والتركيز المتوسط 0.2 مول/لتر.
في ظل هذه الحالة، يمكن أن تصل الكفاءة الحالية (استهلاك الطاقة النظري لكل وحدة مول من حمض الغلوكونيك المولد/استهلاك الطاقة الفعلي لكل وحدة مول من حمض الغلوكونيك المولد) إلى 76.50%، وتكون بيانات الاختبار المتوازي جيدة، ومن المتوقع أن تتحقق صناعيًا اختبار تجريبي. على الرغم من أن طريقة الأكسدة الكهروكيميائية تتغلب على عيوب طريقة التخمير البيولوجي وطريقة الأكسدة الكيميائية المتجانسة، مثل العديد من المنتجات الثانوية والعمليات، إلا أنها تستهلك طاقة كبيرة في الإنتاج الصناعي، ويصعب التحكم في الظروف، لذلك نادرا ما تستخدم في الصناعة إنتاج.
تحضير حمض الغلوكونيك عن طريق الأكسدة الحفزية غير المتجانسة هو أكسدة الجلوكوز إلى حمض عن طريق إضافة محفز الطور الصلب من المعدن المدعوم إلى محلول الجلوكوز السائل، ثم استخدام O كمؤكسد.
في الوقت الحاضر، لا تزال الأبحاث المحلية في مرحلة المختبر. قدمت بعض الدراسات مسار التوليف وتدفق عملية الأكسدة الحفزية لحمض الغلوكونيك. وبناء على تحليل نتائج الاختبار، تم إجراء دراسة تجريبية للمنتج. دراسة Pd تظهر نتائج محفز Co/C وXPS وBET أن إضافة c0 يغير بنية المحفز ويفيد في تقليل Pd، وبالتالي تحسين التحويل والانتقائية للتفاعل ( يصل تحويل الجلوكوز إلى 92% وانتقائية المحفز 94%.
يمكن تصنيع طريقة الأكسدة الحفزية غير المتجانسةمسحوق حمض الجلوكونيكفي خطوة واحدة فقط، وتكون ظروف التفاعل معتدلة (ضغط جوي، قريب من درجة حرارة الغرفة)، ويكون الناتج مرتفعًا، والمنتجات الثانوية قليلة، ومن السهل فصل المنتج، ويمكن إعادة تدوير المحفز. إنها طريقة صديقة للبيئة لتجميع حمض الغلوكونيك. ومع ذلك، فإن دراسة استقرار المحفز المعدني Pd لا تزال بحاجة إلى بعض الوقت للحصول على حل جيد. على الرغم من أن محفز Au يعوض عيوب محفز Pd، إلا أنه لا يزال يحتاج إلى بعض الأبحاث للتطبيق الصناعي.
الوسم : مسحوق حمض الجلوكونيك cas 526-95-4، الموردين، الشركات المصنعة، مصنع، بالجملة، شراء، السعر، بالجملة، للبيع