ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີໃນການຫມັກຂອງ hydroxypropyl methylcellulose

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)ເປັນທາດປະສົມໂພລີເມີທີ່ລະລາຍໃນນ້ໍາທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນອຸດສາຫະກໍາແລະການແພດ, ແລະມີມູນຄ່າການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ເຊັ່ນໃນການປ່ອຍຢາຄວບຄຸມ, ການປຸງແຕ່ງອາຫານແລະວັດສະດຸກໍ່ສ້າງ. ປະຕິກິລິຍາເຄມີໃນຂະບວນການຫມັກຂອງມັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຊື່ອມໂຊມແລະການດັດແປງຂອງເຊນລູໂລສແລະກິດຈະກໍາການເຜົາຜະຫລານຂອງຈຸລິນຊີ. ເພື່ອເຂົ້າໃຈປະຕິກິລິຍາເຄມີຂອງ HPMC ໃນຂະບວນການຫມັກ, ກ່ອນອື່ນ ໝົດ ພວກເຮົາຕ້ອງເຂົ້າໃຈໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງມັນແລະຂະບວນການເຊື່ອມໂຊມຂອງເຊນລູໂລສ.

1. ໂຄງສ້າງພື້ນຖານແລະຄຸນສົມບັດຂອງ hydroxypropyl methylcellulose

HPMC ເປັນອະນຸພັນທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍການດັດແປງທາງເຄມີຂອງເຊນລູໂລສທໍາມະຊາດ (Cellulose). ກະດູກສັນຫຼັງຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນຂອງມັນແມ່ນໂມເລກຸນ glucose (C6H12O6) ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍພັນທະບັດ glycosidic β-1,4. Cellulose ຕົວຂອງມັນເອງຍາກທີ່ຈະລະລາຍໃນນ້ໍາ, ແຕ່ໂດຍການນໍາກຸ່ມ methyl (-OCH3) ແລະ hydroxypropyl (-C3H7OH), ການລະລາຍນ້ໍາຂອງມັນສາມາດປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເພື່ອສ້າງເປັນໂພລີເມີທີ່ລະລາຍ. ຂະບວນການດັດແປງຂອງ HPMC ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວປະກອບມີປະຕິກິລິຍາຂອງເຊນລູໂລສກັບ methyl chloride (CH3Cl) ແລະເຫຼົ້າ propylene (C3H6O) ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ເປັນດ່າງ, ແລະຜະລິດຕະພັນທີ່ໄດ້ຮັບຜົນແມ່ນ hydrophilicity ທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະການລະລາຍ.

2. ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີໃນລະຫວ່າງການໝັກ

ຂະບວນການຫມັກຂອງ HPMC ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຂຶ້ນກັບການປະຕິບັດຂອງຈຸລິນຊີ, ເຊິ່ງໃຊ້ HPMC ເປັນແຫຼ່ງກາກບອນແລະແຫຼ່ງທາດອາຫານ. ຂະບວນການຫມັກຂອງ HPMC ປະກອບມີຂັ້ນຕອນຕົ້ນຕໍດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

2.1. ການເຊື່ອມໂຊມຂອງ HPMC

Cellulose ຕົວຂອງມັນເອງແມ່ນປະກອບດ້ວຍຫນ່ວຍ glucose ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ, ແລະ HPMC ຈະຖືກທໍາລາຍໂດຍຈຸລິນຊີໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຫມັກ, ທໍາອິດ decomposed ເຂົ້າໄປໃນ້ໍາຕານທີ່ມີຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ (ເຊັ່ນ: glucose, xylose, ແລະອື່ນໆ). ຂະບວນການນີ້ປົກກະຕິແລ້ວກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະຕິບັດຂອງ enzymes degrading cellulose ຫຼາຍ. ປະຕິກິລິຍາການເຊື່ອມໂຊມຕົ້ນຕໍປະກອບມີ:

ປະຕິກິລິຍາ hydrolysis cellulose: ພັນທະບັດ β-1,4 glycosidic ໃນໂມເລກຸນ cellulose ຈະຖືກແຍກອອກໂດຍ cellulose hydrolases (ເຊັ່ນ: cellulase, endocellulase), ການຜະລິດຕ່ອງໂສ້້ໍາຕານສັ້ນ (ເຊັ່ນ: oligosaccharides, disaccharides, ແລະອື່ນໆ). ນ້ ຳ ຕານເຫຼົ່ານີ້ຈະຖືກເຜົາຜານແລະ ນຳ ໃຊ້ໂດຍຈຸລິນຊີຕື່ມອີກ.

Hydrolysis ແລະການເຊື່ອມໂຊມຂອງ HPMC: ການທົດແທນ methyl ແລະ hydroxypropyl ໃນໂມເລກຸນ HPMC ຈະຖືກໂຍກຍ້າຍອອກບາງສ່ວນໂດຍ hydrolysis. ກົນໄກສະເພາະຂອງຕິກິຣິຍາ hydrolysis ແມ່ນຍັງບໍ່ທັນເຂົ້າໃຈຢ່າງເຕັມສ່ວນ, ແຕ່ມັນສາມາດຄາດເດົາໄດ້ວ່າໃນສະພາບແວດລ້ອມການຫມັກ, ປະຕິກິລິຍາ hydrolysis ແມ່ນຖືກກະຕຸ້ນໂດຍ enzymes ທີ່ລັບໂດຍຈຸລິນຊີ (ເຊັ່ນ hydroxyl esterase). ຂະບວນການນີ້ນໍາໄປສູ່ການແຕກແຍກຂອງຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນ HPMC ແລະການໂຍກຍ້າຍຂອງກຸ່ມທີ່ມີປະໂຫຍດ, ໃນທີ່ສຸດກໍ່ເປັນໂມເລກຸນ້ໍາຕານຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ.

2.2. ປະຕິກິລິຍາການເຜົາຜະຫລານຂອງຈຸລິນຊີ

ເມື່ອ HPMC ຖືກທໍາລາຍເຂົ້າໄປໃນໂມເລກຸນ້ໍາຕານຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ຈຸລິນຊີສາມາດປ່ຽນນໍ້າຕານເຫຼົ່ານີ້ເປັນພະລັງງານໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາ enzymatic. ໂດຍສະເພາະ, ຈຸລິນຊີ decompose glucose ເຂົ້າໄປໃນເອທານອນ, ອາຊິດ lactic ຫຼື metabolites ອື່ນໆໂດຍຜ່ານເສັ້ນທາງການຫມັກ. ຈຸລິນຊີທີ່ແຕກຕ່າງກັນອາດຈະ metabolize ຜະລິດຕະພັນການເຊື່ອມໂຊມຂອງ HPMC ຜ່ານທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເສັ້ນທາງ metabolic ທົ່ວໄປປະກອບມີ:

ເສັ້ນທາງ Glycolysis: Glucose ຖືກ decomposed ເປັນ pyruvate ໂດຍ enzymes ແລະປ່ຽນເປັນພະລັງງານ (ATP) ແລະ metabolites (ເຊັ່ນ: ອາຊິດ lactic, ເອທານອນ, ແລະອື່ນໆ).

ການຜະລິດການຫມັກ: ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ anaerobic ຫຼື hypoxic, ຈຸລິນຊີປ່ຽນ glucose ຫຼືຜະລິດຕະພັນການເຊື່ອມໂຊມຂອງມັນເຂົ້າໄປໃນອາຊິດອິນຊີເຊັ່ນ: ເອທານອນ, ອາຊິດ lactic, ອາຊິດ acetic, ແລະອື່ນໆໂດຍຜ່ານວິທີການຫມັກ, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂະບວນການອຸດສາຫະກໍາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

2.3. ປະຕິກິລິຍາ Redox

ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຫມັກຂອງ HPMC, ບາງຈຸລິນຊີອາດຈະຫັນປ່ຽນຜະລິດຕະພັນລະດັບປານກາງຕື່ມອີກໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາ redox. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ຂະບວນການຜະລິດຂອງເອທານອນແມ່ນປະກອບດ້ວຍປະຕິກິລິຍາ redox, glucose ຖືກ oxidized ເພື່ອຜະລິດ pyruvate, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ pyruvate ຖືກປ່ຽນເປັນເອທານອນໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນ. ປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການຮັກສາຄວາມສົມດຸນທາງ metabolism ຂອງຈຸລັງ.

3. ຄວບຄຸມປັດໃຈໃນຂະບວນການຫມັກ

ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການຫມັກຂອງ HPMC, ປັດໃຈສິ່ງແວດລ້ອມມີອິດທິພົນທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ. ຕົວຢ່າງ, pH, ອຸນຫະພູມ, ເນື້ອໃນອົກຊີເຈນທີ່ລະລາຍ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງແຫຼ່ງທາດອາຫານ, ແລະອື່ນໆຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ອັດຕາການເຜົາຜະຫລານຂອງຈຸລິນຊີແລະປະເພດຂອງຜະລິດຕະພັນ. ໂດຍສະເພາະອຸນຫະພູມແລະ pH, ກິດຈະກໍາຂອງ enzymes ຈຸລິນຊີອາດຈະແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍພາຍໃຕ້ອຸນຫະພູມແລະ pH ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ສະນັ້ນມັນຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ຄວບຄຸມເງື່ອນໄຂການຫມັກຢ່າງຖືກຕ້ອງເພື່ອຮັບປະກັນການເຊື່ອມໂຊມຂອງ HPMC ແລະຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງຂະບວນການ metabolic ຂອງຈຸລິນຊີ.

ຂະບວນການຫມັກຂອງHPMCກ່ຽວຂ້ອງກັບປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີທີ່ສັບສົນ, ລວມທັງ hydrolysis ຂອງ cellulose, ການເຊື່ອມໂຊມຂອງ HPMC, metabolism ຂອງ້ໍາຕານ, ແລະການຜະລິດການຫມັກ. ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບຂະບວນການຫມັກຂອງ HPMC, ແຕ່ຍັງສະຫນອງການສະຫນັບສະຫນູນທາງທິດສະດີສໍາລັບການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ. ດ້ວຍການລົງເລິກຂອງການຄົ້ນຄວ້າ, ວິທີການຫມັກທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະປະຫຍັດກວ່າອາດຈະຖືກພັດທະນາໃນອະນາຄົດເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງ HPMC ແລະຜົນຜະລິດຂອງຜະລິດຕະພັນ, ແລະສົ່ງເສີມການນໍາໃຊ້ HPMC ໃນ biotransformation, ການປົກປັກຮັກສາສິ່ງແວດລ້ອມແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.