ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെത്തിൽസെല്ലുലോസിന്റെ അഴുകലുള്ള രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെത്തിൽസെല്ലുലോസ് (എച്ച്പിഎംസി)വ്യാവസായിക, മെഡിക്കൽ ഫീൽഡുകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ജല-ലയിക്കുന്ന പോളിമർ സംയുക്തമാണ്, മയക്കുമരുന്ന് നിയന്ത്രിത റിലീസ്, ഫുഡ് പ്രോസസ്സിംഗ്, കെട്ടിട നിർമ്മാണ സാമഗ്രികൾ എന്നിവ പോലുള്ള നിരവധി ആപ്ലിക്കേഷൻ മൂല്യങ്ങളുണ്ട്. അതിന്റെ അഴുകൽ പ്രക്രിയയിലെ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ പ്രധാനമായും സെല്ലുലോസ് നശിപ്പിക്കുന്നതിനും സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ ഉപാപചയ പ്രവർത്തനങ്ങളെയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അഴുകൽ പ്രക്രിയയിൽ എച്ച്പിഎംസിയുടെ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ നന്നായി മനസിലാക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ആദ്യം അതിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടനയും സെല്ലുലോസിന്റെ അധ d പതന പ്രക്രിയയും മനസ്സിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്.

1. ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപ്പിൾ മെത്തിൽസെല്ലുലോസിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടനയും ഗുണങ്ങളും

പ്രകൃതിദത്ത സെല്ലുലോസിന്റെ (സെല്ലുലോസ്) രാസ മോചനം നേടിയ ഒരു ഡെറിവേറ്റീവ് ആണ് എച്ച്പിഎംസി. Β 1 1,4 ഗ്ലൈക്കോസിഡിക് ബോണ്ടുകൾ കണക്റ്റുചെയ്തിരിക്കുന്ന ഗ്ലൂക്കോസ് തന്മാത്രകളുടെ നട്ടെല്ല് (C6H12O6) ആണ്. സെല്ലുലോസ് തന്നെ വെള്ളത്തിൽ അലിഞ്ഞുപോകുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, പക്ഷേ മെഥൈൽ (--ch3), ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ (-C3H7H3H3H3H3H3H3HOH) ഗ്രൂപ്പുകൾ എന്നിവ അവതരിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയാണ്, അതിന്റെ ജലാശയം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും പോളിമർ രൂപീകരിക്കുന്നതിന് അതിന്റെ ജലാശയം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. ആൽക്കലൈൻ അവസ്ഥയിൽ മെഥൈൽ ക്ലോറൈഡ് (സിഎച്ച്എഎച്ച്എൽ), പ്രൊപിലീൻ മദ്യം (സി 3 എച്ച് 6 എച്ച്ഒ) എന്നിവരുമായി എച്ച്പിഎംസിയുടെ പരിഷ്ക്കരണ പ്രക്രിയയിൽ സാധാരണയായി ഉൾപ്പെടുന്നു, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഉൽപ്പന്നത്തിന് ശക്തമായ ഹൈഡ്രോഫിലിറ്റിയും ലയിപ്പിക്കും ഉണ്ട്.

2. അഴുകൽ സമയത്ത് രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ

എച്ച്പിഎംസിയുടെ അഴുകൽ പ്രക്രിയ സാധാരണയായി സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ പ്രവർത്തനത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അത് എച്ച്പിഎംസി ഒരു കാർബൺ ഉറവിടമായും പോഷക ഉറവിടമായും ഉപയോഗിക്കുന്നു. എച്ച്പിഎംസിയുടെ അഴുകൽ പ്രക്രിയയിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രധാന ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു:

2.1. എച്ച്പിഎംസിയുടെ അപചയം

ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഗ്ലൂക്കോസ് യൂണിറ്റുകൾ അടങ്ങിയതാണ് സെല്ലുലോസ്, അഴുകൽ പ്രക്രിയയിൽ എച്ച്പിഎംസി സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ തരംതാഴ്ത്തപ്പെടും, ആദ്യം ഉപയോഗയോഗ്യമായ പഞ്ചസാര (ഗ്ലൂക്കോസ്, സിലോസ് മുതലായവ). ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഒന്നിലധികം സെല്ലുലോസ് അപമാനകരമായ എൻസൈമുകളുടെ പ്രവർത്തനം ഉൾപ്പെടുന്നു. പ്രധാന അപചയ പ്രതികരണങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

സെല്ലുലോസ് ഹൈഡ്രോലിസിസ് പ്രതികരണം: സെല്ലുലോസ് ഹൈഡ്രോട്ടേസിൽ (സെല്ലുലോസ് ഹൈഡ്രോളകൾ), സെല്ലുലോസ് ഹൈഡ്രോളറുകൾ (സെല്ലുലേസ്, എൻഡോക്കേലികൾ), ഹ്രസ്വ പഞ്ചസാര ശൃംഖലകൾ (ഒലിഗോസാചാരൈഡുകൾ, അപര്യാപ്തത മുതലായവ). ഈ പഞ്ചസാര കൂടുതൽ ഉപമകമാക്കുകയും സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യും.

ഹൈഡ്രോലിസിസും എച്ച്പിഎംസിയുടെ തകർച്ചയും: എച്ച്പിഎംസി തന്മാത്രയിലെ എച്ച്പിഎംസി തന്മാത്രയിലെ മെഥൈലും ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ പകലും ഭാഗികമായി നീക്കംചെയ്യും. ജലവിശ്ലേഷണ പ്രതികരണത്തിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട സംവിധാനം ഇതുവരെ പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലായില്ല, പക്ഷേ ഒരു അഴുകൽ പരിതസ്ഥിതിയിൽ, സൂക്ഷ്മമായ ഒരു അന്തരീക്ഷത്തിൽ, ഓർഗനജിസം സ്രവിക്കുന്നവർ (ഹൈഡ്രോലിസിസ് പ്രതികരണം) സ്ട്രാലിസിസ് പ്രതികരണം (ഹൈഡ്രോക്സൈൽ എസ്റ്റേരേസ് പോലുള്ളവ). ഈ പ്രക്രിയ എച്ച്പിഎംസി തന്മാത്രുക്കങ്ങളുടെ ചങ്ങലകളും ഫംഗ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ പൊലീസുകാർക്കും കാരണമാകുന്നു, ആത്യന്തികമായി ചെറിയ പഞ്ചസാര തന്മാത്രകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

2.2. മൈക്രോബയൽ ഉപാപചയ പ്രതികരണങ്ങൾ

എച്ച്പിഎംസി ചെറിയ പഞ്ചസാര തന്മാത്രകളാക്കിയാൽ, എൻസൈമാറ്റിക് പ്രതികരണങ്ങളിലൂടെ ഈ പഞ്ചസാരകളെ energy ർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ സൂക്ഷ്മാണുക്കൾക്ക് കഴിയും. പ്രത്യേകിച്ചും, സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ എത്തനോൾ, ലാക്റ്റിക് ആസിഡ് അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് മെറ്റബോളിറ്റുകൾ അഴുകൽ പാതകളിലൂടെ അഴുകുന്നു. വ്യത്യസ്ത സൂക്ഷ്മാണുക്കൾക്ക് വ്യത്യസ്ത പാതകളിലൂടെ എച്ച്പിഎംസി ഡിഗ്നാഡേഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ മെറ്റബോളിസ് ചെയ്യാം. സാധാരണ ഉപാപചയ പാതകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് പാറ്റ്വേ: എൻസൈമുകളാൽ ഗ്ലൂക്കോസ് എൻസൈമുകളാൽ പിരൂവേറ്റിലേക്ക് വിഘടിപ്പിക്കുകയും energy ർജ്ജ (എടിപി), മെറ്റബോളിറ്റുകൾ (ലാക്റ്റിക് ആസിഡ്, എതാനോൾ മുതലായവ).

അഴുകൽ ഉൽപ്പന്ന ഉത്പാദനം: അനാരോബിക് അല്ലെങ്കിൽ ഹൈപ്പോക്സിക് സാഹചര്യങ്ങളിൽ, മൈതൂക്കോസ് അല്ലെങ്കിൽ ഡിഗ്നാഷണൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ജൈവ ആസിഡുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു, അവ വ്യത്യസ്ത വ്യവസായ പ്രക്രിയകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

2.3. ചെറുതാക്കുക പ്രതികരണം

എച്ച്പിഎംസിയുടെ അഴുകൽ പ്രക്രിയയിൽ, ചില സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ കൂടുതൽ പുനരവലോകനത്തിലൂടെ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ പരിവർത്തനം ചെയ്യാം. ഉദാഹരണത്തിന്, എത്തനോളിന്റെ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയ്ക്കൊപ്പം റെഡോക്സ് പ്രതികരണങ്ങൾക്കൊപ്പം, പൈറുവേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഗ്ലൂക്കോസ് ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുന്നു, തുടർന്ന് പിരിമുറുക്ക പ്രതികരണത്തിലൂടെ പൈറുവേറ്റ് ഇഥനോളിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. കോശങ്ങളുടെ ഉപാപചയ ബാലൻസ് നിലനിർത്തുന്നതിന് ഈ പ്രതികരണങ്ങൾ അത്യാവശ്യമാണ്.

3. അഴുകൽ പ്രക്രിയയിലെ ഘടകങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുക

എച്ച്പിഎംസിയുടെ അഴുകൽ പ്രക്രിയയിൽ, പാരിസ്ഥിതിക ഘടകങ്ങൾക്ക് രാസാ പ്രതികരണങ്ങളിൽ ഒരു പ്രധാന സ്വാധീനമുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, പിഎച്ച്, താപനില, അലിഞ്ഞുപോയ ഓക്സിജൻ ഉള്ളടക്കം, പോഷക ഉറവിട ഏകാഗ്രത തുടങ്ങിയവ. സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ ഉപാപചയ പ്രവർത്തനത്തെയും ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ തരത്തെയും ഉപാപചയ പ്രവർത്തനത്തെ ബാധിക്കും. പ്രത്യേകിച്ച് താപനില, പിഎച്ച്, മൈക്രോബയൽ എൻസൈമുകളുടെ പ്രവർത്തനം വ്യത്യസ്ത താപനിലയിലും പിഎച്ച് വ്യവസ്ഥകളിലും വ്യത്യാസപ്പെടാം, അതിനാൽ എച്ച്പിഎംസിയുടെ അപചയവും സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ ഉപാപചയ പ്രക്രിയയുടെ മിനുസമാർന്ന പുരോഗതിയും കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

ന്റെ അഴുകൽ പ്രക്രിയഎച്ച്പിഎംസിസെല്ലുലോസിന്റെ ജലവിശ്ലേഷണം ഉൾപ്പെടെയുള്ള സങ്കോചന രാസ പ്രതികരണങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, എച്ച്പിഎംസിയുടെ അധ oral വ്യാപനം, പഞ്ചസാരയുടെ ഉപാപചര്യ, അഴുകൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഉത്പാദനം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രതികരണങ്ങൾ മനസിലാക്കുക മാത്രമല്ല എച്ച്പിഎംസിയുടെ അഴുകൽ പ്രക്രിയ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ മാത്രമല്ല, ബന്ധപ്പെട്ട വ്യാവസായിക ഉൽപാദനത്തിന് സൈദ്ധാന്തിക പിന്തുണ നൽകുന്നു. ഗവേഷണത്തിന്റെ ആഴത്തോടെ, എച്ച്പിഎംസിയുടെ ഡിപിഎംസിയുടെ ഡിഗ്ലേഷൻ കാര്യക്ഷമതയും ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വിളവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഇൻസ്ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ, പാരിസ്ഥിതിക പരിരക്ഷ, മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ എന്നിവയിൽ എച്ച്പിഎംസി പ്രയോഗം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമതയും സാമ്പത്തികവും സാമ്പത്തികവും സാമ്പത്തികവുമായ അഴുകൽ രീതികൾ വികസിപ്പിക്കാം.