Almasav

Termék áttekintése

Almasavkémiai elnevezése 2-hidroxi-butándisav, egy tipikus hidroxi-dikarbonsav. Nevét a természetes gyümölcsökben és zöldségekben, például almában és szőlőben való széles körben való előfordulásáról kapta. Molekulájában királis szénatomot tartalmaz, és főként két ipari osztályra osztható: L-almasavra és DL-almasavára. Az L-almasav természetes biológiai konfigurációja kiváló biokompatibilitással; A DL-almasav mesterségesen szintetizált racém keverék. A tiszta termék fehér kristályok vagy kristályos por formájában jelenik meg, szagtalan, lágy és hosszan tartó savanyú ízű, frissítő utóízű, enyhe higroszkópos.

Az almasav könnyen oldódik vízben és etanolban, kevéssé oldódik acetonban, és nem oldódik nem poláris szerves oldószerekben, például éterben és benzolban. Molekuláris szerkezetében karboxil és hidroxil funkciós csoportokkal egyaránt kiváló teljesítményt nyújt a savasság beállításában, az ízmódosításban, a fémkelátképzésben, az antioxidáns szinergizmusban, a pufferelésben és a hidratálásban. Magas hőmérsékleten történő melegítés hatására lebomlik. A citromsavhoz képest az almasav enyhébb savanyúságot ad, hosszabb eltarthatóság mellett. Alapvető szerves sav nyersanyagként szolgál az élelmiszer-aromákban, a mindennapi vegyszerekben és a testápolási termékekben, a gyógyszerkészítményekben és a finomvegyiparban.

Alapparaméterek

Gyártási folyamatok

1. Kémiai szintézis eljárás (a DL-almasav fő ipari eljárása)

Kémiai reakcióegyenletek

A maleinsav (cisz-buténdisav) hidratálása nagy nyomáson:

A fumársav (transz-buténdisav) hidratálása nagy nyomáson:

A folyamat feltételei

Reakcióhőmérséklet: 180-220 fok

Reakciónyomás: 1,0-1,8 MPa

Reakcióidő: 3-8 óra

Nyersanyagok: maleinsav, fumársav (maleinsav maleinsavanhidrid hidrolízisével is előállítható)

Kulcsfelszerelés

Korrózióálló bélésű nagynyomású reaktor, sűrítő üst, kristályosító, centrifuga és szárító berendezés.

Teljes finomítási folyamat

A reakció befejeződése után az anyagokat lehűtik, és az alacsony oldhatóságú mellékterméket a fumársavat szűréssel eltávolítják. Az anyalúgot aktív szénnel színtelenítjük, csökkentett nyomáson bepároljuk, és a kristályosításhoz lehűtjük. Az ezt követő centrifugális elválasztás, mosás és szárítás kész DL-almasavat eredményez.

2. Biológiai fermentációs/biokonverziós folyamat (az L-almasav fő előkészítési módja)

A biológiai módszer sztereospecifikusan termel L-almasavat, beleértve az egylépéses fermentációt, a kétlépéses fermentációt és az immobilizált sejt-enzim transzformációt.

2.1 Egylépcsős fermentáció (Közvetlen fermentáció, főleg laboratóriumi méretű, nem nagyléptékű iparosításhoz)

Törzsek:Aspergillus flavus, Aspergillus oryzae, Aspergillus parasiticusés egyéb formák

Szénforrás szubsztrátok: glükóz, maltóz, szacharóz, keményítő és egyéb szacharid nyersanyagok

Alapelv: A mikrobiális cukoranyagcsere-útvonalak közvetlenül felhalmozzák az L-almasavat.

Egyszerűsített általános reakció:

2.2 Kétlépcsős fermentáció (az L-almasav fő ipari útja)

Két egymást követő fermentációs fázisból áll, kétféle funkcionális mikroorganizmust alkalmazva:

1. lépés: Rhizopus fermentáció a fumársav előállításához
Törzsek, mint plRhizopus chinensisvagyRhizopus arrhizusglükózt használjon szénforrásként a fumársav előállításához.

2. lépés: A fumársav mikrobiális biokonverziója L-almasavvá
Mikroorganizmusok, beleértvePichia membranifaciens, Proteus vulgaris, Bacilusspp. vagySporobolomycesbemutatják. Az intracelluláris fumaráz a fumársav sztereospecifikus hidratációját katalizálja, és kizárólag L-almasavat képez.

3. Természetes extrakciós eljárás (hagyományos eljárás, nagyrészt fokozatosan megszüntetve)

Alapelv: Kivonja az L-almasavat a természetesen almasavban gazdag gyümölcslevekből, például alma- és szőlőléből.

A folyamat menete: A gyümölcslevet felforralják, majd mésztej hozzáadásával kalcium-malát csapadék képződik. A kalcium-só csapadékot szűréssel összegyűjtjük, és kénsavval megsavanyítjuk a kettős bomlási reakcióhoz, így szabad L-almasav szabadul fel. Az ezt követő koncentrálás és kristályosítás befejezi a finomítást.

Reakcióegyenletek:

4. Élvonalbeli K+F előrehaladás (nem nagyméretű iparosodott, szakirodalom által jelentett)

4.1 Metabolikusan megtervezett, savtűrőSaccharomyces cerevisiae(Liu Long által vezetett kutatócsoport, Jiangnan Egyetem)

Az adaptív laboratóriumi evolúció, az anyagcsereút-rekonstrukció és a transzporter tervezés révén savtűrőSaccharomyces cerevisiaeépül. Egy 3 literes fermentorban az L-almasav-titer eléri a 232,9 g/l-t. Az erjesztés során nincs szükség extra semlegesítőre, ami nagyban leegyszerűsíti a későbbi feldolgozást.

4.2 Egylépcsős fermentáció biomasszából (Tian Chaoguang, Tianjin Ipari Biotechnológiai Intézet, Kínai Tudományos Akadémia által vezetett kutatócsoport)

Myceliophthora thermophilaalváz törzsként szolgál. A versengő anyagcsere-pályák megszűnnek, és javul a csökkentett energiaellátás. A nyers kukoricacsutka az egyetlen szénforrás. Egy 5 literes bioreaktorban az egylépéses fermentáció 157,6 g/l L-almasav-titert ér el, 0,55 g/g kukoricacsutka hozammal és 99%-os terméktisztasággal. A titer meghaladja a 100 g/l-t a tonnaléptékű fermentorokban. Ez a technológia közvetlenül hasznosítja a mezőgazdasági és erdészeti hulladékokat a nyersanyagköltségek csökkentése érdekében.

4.3 D-almasav biokonverziós technológia

Alacsony költségű maleinsavat (~20 RMB/kg) használnak szubsztrátumként. A módosított törzsek egylépéses biokonverziót valósítanak meg a D-almasav előállításához. A rázott lombik teszteknél 100%-os konverzió érhető el 25 g/l szubsztrátummal; 90%-os konverzió 50 g/l szubsztrátummal. Enyhe reakciókörülmények és rövid ciklus jellemzi, ami jó gazdasági potenciált mutat.

Termék fokozatok

1. Élelmiszer-minőségű almasav

Az élelmiszer-minőségű almasav két különböző nemzeti szabványnak megfelelő L-almasavat és DL-almasavat tartalmaz. A kettő konfigurációban különbözik, és nem használhatók felcserélhetően.

Alkalmazandó szabványok: Az L-almasav megfelel a GB 1886.40-2025 szabványnakNemzeti élelmiszerbiztonsági szabvány - Élelmiszer-adalékanyag L-almasav; A DL-almasav megfelel a GB 25544-2010 szabványnakNemzeti élelmiszerbiztonsági szabvány - Élelmiszer-adalékanyag DL-almasav.

Főbb felhasználási területek: Élelmiszer-feldolgozás, például italok, édességek, lekvárok, zselék, fagylaltok, konzervek és összetett fűszerek, amelyek savszabályozóként és ízjavítóként funkcionálnak bizonyos színvédő hatással. Az L-almasavat mikrobiális fermentációval/enzimatikus transzformációval állítják elő; A DL-almasavat kémiailag szintetizálják. Az élelmiszerekben megengedett felhasználási köreik nemzeti szabványonként eltérőek.

Alapvető minőségi mutatók

Az almasavtartalom (számítva:): 99,0% vagy nagyobb az L-almasav esetében; 99,0–100,5% a DL-almasav esetében.

Konfigurációs jellemzők: L-almasav fajlagos optikai forgatóképessége: -1,6 fok ~ -2,6 fok; A DL-almasav fajlagos optikai elforgatása: –0,10 fok ~+0.10 fok.

Nehézfémek és szennyező anyagok: Ólom (Pb) Legfeljebb 2,0 mg/kg, összes arzén (As) Legfeljebb 1,0–2,0 mg/kg. A toxikus rokon anyagok szigorú ellenőrzése, beleértve a fumársavat és a maleinsavat (cisz-buténdisav); a vizsgálati tételek közé tartoznak a gyulladási maradékok, kloridok, szulfátok és az oldat tisztasága is.

2. Gyógyszerészeti minőségű (gyógyszerkönyvi minőségű) almasav

Alkalmazandó szabványok: A hazai szabványok követik a Kínai Népköztársaság Gyógyszerkönyvét a gyógyszerészeti segédanyagokra vonatkozóan. A tengerentúli szabványok közé tartozik az USP (Egyesült Államok Gyógyszerkönyve), a BP (British Pharmacopoeia) és az EP (Európai Gyógyszerkönyv). Mind az L-almasav, mind a DL-almasav specifikációi rendelkezésre állnak a gyógyszerészeti segédanyagokra vonatkozóan.

Főbb felhasználási területek: Savanyítóként, pH-pufferként, antioxidáns szinergetikusként és oldódást elősegítőként szolgáló gyógyszerészeti segédanyag szájon át szedhető készítményekben, helyileg alkalmazható készítményekben, szájöblítő oldatokban stb. Csak segédanyagként használják gyógyszerhatóanyag helyett.

Alapvető minőségi mutatók

Vizsgálat: almasavtartalom (vízmentes alapon) 99,0% vagy annál nagyobb.

Kapcsolódó anyagok: Szigorú határértékek a fumársavra, a maleinsavra, az egyedi ismeretlen szennyeződésekre és az összes szennyeződésre. A maleinsav szigorúan ellenőrzött kulcselem.

Egyéb szabályozott tételek: Víztartalom, az oldat tisztasága és színe, gyulladási maradék, nehézfémek, arzénsók, könnyen oxidálható anyagok és vízben oldhatatlan anyagok. A mikrobiális határtesztet a gyógyszerkönyv egyes kiadásai tartalmazzák.

3. Ipari minőségű almasav

Alkalmazandó szabványok: Kínában nincs kötelező egységes nemzeti szabvány; ipari szabványokat vagy vállalati műszaki előírásokat fogadnak el. L-almasav és DL-almasav konfiguráció is elérhető.

Főbb alkalmazások: Ipari tisztítószerek, fémfelület-kezelés, gyanta keményítőszerek, lágyítók szintetikus anyagokhoz, szerves szintézis közbenső termékek, textil-kiegészítők és más vegyipari területek.Élelmiszer-, gyógyszer- és takarmányipari felhasználásra tilos.

Alapvető minőségi mutatók

Almasav-tartalom: Általános specifikáció 99,0% vagy annál nagyobb; egyedi specifikációk elérhetőek az ügyfél igényei szerint.

Szennyeződés-ellenőrzési jellemzők: A fő tesztelemek a megjelenésre, a tisztaságra, a nedvességre és a vízben oldhatatlan anyagokra vonatkoznak. A toxikus szennyeződések, például a nehézfémek, az arzén, a maleinsav és a fumársav tűréshatárai jelentősen enyhülnek az élelmiszer- és gyógyszeripari termékekhez képest; élelmiszerbiztonság-orientált ellenőrzést nem hajtanak végre.

4. Takarmány-minőségű almasav

Alkalmazandó szabványok: Kínában nincs egységes nemzeti szabvány; a takarmány-adalékanyagokra vonatkozó ipari szabványok vagy a vállalati specifikációk érvényesek. A kereskedelemben kapható termékek túlnyomórészt L-almasavból állnak.

Főbb alkalmazások: Takarmány-adalékanyag kérődzők számára. Modulálja a bendőbeli fermentációs folyamatokat, hogy csökkentse a kérődzők metánkibocsátását, növelje a propionsav arányát és javítsa a takarmány-átalakítási arányt. Ezenkívül beállítja a takarmány savasságát és optimalizálja az állati bél mikrokörnyezetét.

Alapvető minőségi mutatók

Almasavtartalom: Általában 99,0% vagy annál nagyobb.

Szennyeződés-ellenőrzés: A nehézfémek és az arzén határértékei mérsékelten enyhék az élelmiszer-minőségűekhez képest; a káros szennyeződéseket, beleértve a fumársavat és a maleinsavat, ellenőrizni kell.

Ipari lánc

Az almasav a finom biokémiai ipar alapvető nyersanyaga, jól fejlett, zárt hurkú támogató ipari láncokkal. Az upstream kulcsfontosságú nyersanyagok közé tartozik a maleinsavanhidrid, a fumársav, a glükóz, a speciális mikrobatörzsek, az ipari tisztított víz, valamint a színtelenítéshez, a sótalanításhoz és a kicsapáshoz szükséges segédreagensek. A downstream ágazatok közé tartozik az élelmiszer-feldolgozás, a biomedicina, a napi használatú vegyszerek és kozmetikumok, a finomvegyszerek, a környezetvédő segédanyagok és a takarmányfeldolgozás.

Biztonság, tárolás és szállítás

Az almasav alacsony kockázatú, enyhén irritáló szerves gyenge sav. Nem gyúlékony, nem robbanásveszélyes és nem korrozív, és nem minősül veszélyes vegyi anyagnak. Közönséges általános célú vegyi áruként kell tárolni és szállítani. Erős higroszkóposság jellemzi. A porpor enyhe irritációt fejt ki a kötőhártyán és a légúti nyálkahártyán, anélkül, hogy komoly biztonsági kockázatot jelentene.

Tárolási követelmények: Tárolja erre a célra szolgáló száraz, hűvös, szellőztetett és tiszta vegyszerraktárban. Tartsa a csomagokat teljesen lezárva, hogy elszigetelje a levegőt és a nedvességet, és megakadályozza a nedvesség okozta csomósodást. Rakodjon külön-külön; Kerülje az erős lúgokkal és erős oxidálószerekkel való együttes tárolást a semlegesítés és az oxidatív károsodás megelőzése érdekében. Az élelmiszer- és gyógyszeripari termékeket külön zónákban kell tárolni a keresztszennyeződés elkerülése érdekében.

Szállítási követelmények: Tartsa be az általános célú vegyi áruk szállítására vonatkozó előírásokat. Tegyen óvintézkedéseket eső, nedvesség, napsugárzás, valamint a csomagolás törése és szivárgása ellen; sértetlen, lezárt csomagokat őrizni. Ne szállítsa együtt mérgező, szagú, maró hatású vagy erősen lúgos anyagokkal. Élelmiszer-minőségű termékek esetében tartson fenn tiszta szállítási környezetet a szennyeződés kockázatának elkerülése érdekében.

Biztonsági jellemzők: Fizikai-kémiailag stabil zárt környezeti hőmérsékletű tárolási körülmények között, magas nem toxicitás és biológiai biztonság mellett. Csak a por por irritálhatja enyhén a nyálkahártyát; nincs korrózió vagy tűzrobbanás veszélye. A kezelőknek porálló légzőkészüléket és védőkesztyűt kell viselniük, és gondoskodniuk kell a megfelelő szellőzésről a munkahelyeken. Szembe kerülés esetén alaposan öblítse ki a szemet bő folyó vízzel. Megfelelő tárolás, szállítás és üzemeltetés esetén nincs jelentős biztonsági kockázat.

Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)

K: Mik az alapvető különbségek az L-almasav és a DL-almasav között, és mik a kiválasztási kritériumok?

V: Közel azonos molekulaképletekkel és alapvető fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. A legfontosabb különbségek a királis konfigurációban és a biológiai kompatibilitásban rejlenek. Az L-almasav az a természetes biológiai konfiguráció, amelyet az emberi szervezet normálisan le tud metabolizálni káros hatások nélkül. Kiváló biokompatibilitása megfelel a nagy biztonságot igénylő forgatókönyveknek, mint például az élelmiszer-feldolgozás, a gyógyszerkészítmények és a csúcskategóriás testápolási termékek. A DL-almasav mesterségesen szintetizált racém keverék, biológiai metabolikus aktivitás nélkül. Költséghatékony, és csak ipari segédeszközökre és általános szintetikus körülményekre alkalmazható; alkalmazása bizonyos élelmiszer-forgatókönyvekben korlátozott. Nem helyettesíthetik egymást önkényesen.

K: Hogyan lehet megakadályozni a nedvesség felszívódását és a csomósodást az almasav tárolása során?

V: Az almasav erősen higroszkópos. Magas páratartalmú körülmények között gyorsan felszívja a vízgőzt a levegőből, ami csomósodáshoz és a tisztaság enyhe csökkenéséhez vezet. Ez fizikai változás a kémiai károsodás helyett. A megelőző intézkedések közé tartozik a csomagok szivárgásmentes, teljesen lezárt állapotban tartása; alacsony páratartalmú, állandó hőmérsékletű és jól szellőző raktárak fenntartása; a raktárajtó gyakori nyitásának minimalizálása a nedves levegő konvekciójának csökkentése érdekében; nincs szabad levegőn rakás vagy eső. Az enyhén megtapadt anyag szárítás, szitálás és újbóli ellenőrzés után újra felhasználható. Erősen megnedvesített anyag csak akkor használható fel, ha átesett a teljes indexű teszten.

K: Mi a különbség az ipari, élelmiszer- és gyógyszeripari minőségű almasav között Kínában?

V: Azonos alapvető kémiai komponenseik vannak. A különbségek a szennyeződés-ellenőrzés szigorúságában, az optikai forgás tisztaságában és a megfelelőségi minősítésben rejlenek. Az ipari minőségű termékek enyhe szennyeződési előírásokat alkalmaznak, és csak ipari gyártásra alkalmasak; élelmiszerrel és emberi bőrrel való érintkezés tilos. Az élelmiszer-minőségű termékek mély színtelenítésen és szennyeződés eltávolításon mennek keresztül, szigorú nehézfém-határértékek és élelmiszer-megfelelőségi minősítések mellett a legális élelmiszer-feldolgozási alkalmazásokhoz. A gyógyszerészeti minőségű termékek nagy optikai tisztaságú L-konfigurációt alkalmaznak a legszigorúbb szennyezési határértékekkel és a legmagasabb biológiai biztonsággal a csúcskategóriás gyógyszerek és precíziós készítmények esetében.

Kína világszerte vezető almasav-ipari technológiával és gyártási kapacitással büszkélkedhet. Mind a DL-típusú kémiai szintézis, mind az L-típusú biokonverzió kiforrott folyamatait a teljes nyersanyag-támogatás és a nagyszabású tömeggyártás elsajátítja. A termékek több konfigurációs és többfokozatú követelményeknek is megfelelnek, és megfelelnek a csúcskategóriás nemzetközi szabványoknak. Kína a hazai élelmiszer-, vegyipar és gyógyszeripar jelentős beszállítói bázisa, valamint a világ egyik kulcsfontosságú almasav-gyártója és -exportőre.