Hydroxypropyl metilcellüloz (HPMC)Sənaye və tibbi sahələrdə ümumiyyətlə istifadə olunan suda həll olunan polimer birləşməsidir və narkotik idarə olunan sərbəst buraxma, qida emalı və tikinti materialları kimi geniş tətbiq dəyərlərinə malikdir. Fermentasiya prosesindəki kimyəvi reaksiyalar əsasən selülozun pozulması və modifikasiyası və mikroorqanizmlərin metabolik fəaliyyətinin dəyişdirilməsi ilə bağlıdır. HPMC-nin kimyəvi reaksiyalarını mayalanma prosesində daha yaxşı başa düşmək üçün əvvəlcə onun əsas quruluşunu və selülozun deqradasiya prosesini başa düşməliyik.
1. Hydroxypropil metilleklülozunun əsas quruluşu və xüsusiyyətləri
HPMC, təbii selülozun (selüloz) kimyəvi modifikasiyası ilə əldə edilən bir törəmədir. Molekulyar zəncirinin onurğası β-1,4 glikosidic istiqrazları ilə birləşdirilmiş qlükoza molekulları (C6H12O6). Sellülozun özü suda həll etmək çətindir, ancaq metil (-och3) və hidroksypropil (-c37oh) qrupları tanımaqla, onun su tənbəlkəsi həll olunan bir polimer yaratmaq üçün çox yaxşılaşdırıla bilər. HPMC-nin modifikasiya prosesi ümumiyyətlə qələvi şərtlər altında metil xlorid (CH3CL) və propilen spirti (C3H6o) ilə selülozun reaksiyasını, nəticədə güclü hidrofilik və həll prosesi var.
2. Fermentasiya zamanı kimyəvi reaksiyalar
HPMC-nin fermentasiya prosesi ümumiyyətlə HPMC-ni karbon mənbəyi və qida mənbəyi kimi istifadə edən mikroorqanizmlərin hərəkətindən asılıdır. HPMC-nin fermentasiya prosesi aşağıdakı əsas mərhələləri ehtiva edir:
2.1. HPMC-nin deqradasiyası
Sellülozun özü, qlükoza bölmələrindən ibarətdir və HPMC, fermentasiya prosesi zamanı mikroorqanizmlər tərəfindən pozulacaq, əvvəlcə kiçik istifadə edilə bilən şəkərlərə (məsələn, qlükoza, ksiloza və s.) Tərkibində mikroorqanizmlər tərəfindən pozulacaqdır. Bu proses ümumiyyətlə çox sayda selüloz pozan fermentin hərəkətini əhatə edir. Əsas deqradasiya reaksiyalarına aşağıdakılar daxildir:
Sellülozlu hidroliz reaksiya: Selüloz molekullarında β-1,4 glikosidic istiqrazlar selüloz hidrolazları tərəfindən (məsələn, selülaz, endokellule), daha qısa şəkər zəncirləri (məsələn, oligosaccharides, isə disakaridlər və s.) Qırılacaqdır. Bu şəkərlər daha sonra metabolizə ediləcək və mikroorqanizmlər tərəfindən istifadə ediləcəkdir.
HPMC-nin hidrolizi və deqradasiyası: HPMC molekulundakı metil və hidrokaypropil əvəzediciləri qismən hidrolizlə çıxarılacaqdır. Hidroliz reaksiyasının xüsusi mexanizmi hələ tam başa düşülmür, lakin bir fermentasiya mühitində hidroliz reaksiyasının mikroorqanizmlərin ifraz olunduğu fermentlər tərəfindən katalizləşdirildiyini (hidroksil esterase) katalizləşdirir. Bu proses HPMC molekulyar zəncirlərinin qırılmasına və funksional qrupların çıxarılmasına, nəticədə kiçik şəkər molekullarının formalaşmasına səbəb olur.
2.2. Mikrobiçic metabolik reaksiyaları
HPMC daha kiçik şəkər molekullarına çevrildikdən sonra mikroorqanizmlər bu şəkərləri enzymatik reaksiyalar vasitəsilə enerjiyə çevirə bilirlər. Xüsusilə, mikroorqanizmlər qlükoza, laktik turşu və ya digər metabolitlərə fermentasiya yolları vasitəsilə parçalanır. Fərqli mikroorqanizmlər, müxtəlif yollarla HPMC-nin deqradasiya məhsullarının metabolizasını metabolizasiya edə bilər. Ümumi metabolik yollara aşağıdakılar daxildir:
Glikoliz Pathway: Qlükoza fermentlər tərəfindən pyruvate-a bölünür və daha da enerjiyə (ATP) və metabolitlərə (məsələn, laktik turşu, etanol və s.) Çevrilir.
Fermentation Production: anaerobik və ya hipoksik şəraitdə, mikroorqanizmlər, müxtəlif sənaye proseslərində geniş istifadə olunan fermentasiya yolları ilə etanlar, laktik turşu, sirkə turşusu və s. Kimi turşu turşuları və s.
2.3. Redoks reaksiya
HPMC-nin fermentasiya prosesi zamanı bəzi mikroorqanizmlər ara məhsulları yenidən redoks reaksiyaları vasitəsilə daha da dəyişdirə bilər. Məsələn, etanolun istehsal prosesi redoks reaksiyaları ilə müşayiət olunur, qlükoza piruvate istehsal etmək üçün oksidləşdi və sonra Pyruvate azalma reaksiyaları ilə etanola çevrilir. Bu reaksiyalar hüceyrələrin metabolik balansını qorumaq üçün vacibdir.
3. Fermentasiya prosesində nəzarət amilləri
HPMC-nin fermentasiya prosesi zamanı ətraf mühit amilləri kimyəvi reaksiyalara əhəmiyyətli təsir göstərir. Məsələn, pH, temperatur, həll olunan oksigen tərkibi, qida mənbəyi konsentrasiyası və s. Mikroorqanizmlərin metabolik sürətinə və məhsul növünə təsir edəcəkdir. Xüsusilə temperatur və pH, mikrob fermentlərinin fəaliyyəti fərqli temperatur və pH şərtləri altında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər, buna görə də mikroorqanizmlərin metabolik prosesinin pozulmasını təmin etmək üçün fermentasiya şəraitini dəqiq idarə etmək lazımdır.
Fermentasiya prosesiHpmcMürəkkəb kimyəvi reaksiyaları, o cümlədən selülozun hidrolizi, HPMC-nin deqradasiyası, şəkər metabolizmi və fermentasiya məhsulları nəsli də daxildir. Bu reaksiyaları başa düşmək yalnız HPMC-nin mayalanma prosesini optimallaşdırmağa kömək edir, eyni zamanda əlaqəli sənaye istehsalı üçün nəzəri dəstəyi də təmin edir. Tədqiqatın dərinləşməsi ilə, gələcəkdə daha səmərəli və iqtisadi fermentasiya metodları HPMC-nin deqradasiya effektivliyini və məhsulların məhsuldarlığını yaxşılaşdırmaq və Biotransformasiya, ətraf mühitin qorunması və digər sahələrdə HPMC tətbiqini təşviq etmək üçün daha səmərəli və iqtisadi fermentasiya metodları hazırlana bilər.
Time vaxt: fevral-17-2025