Гидроксипропил метилцеллюлоз (HPMC)нь усанд уусдаг полимер нэгдэл бөгөөд үйлдвэрлэл, эмнэлгийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд эмийн хяналттай ялгаралт, хүнсний үйлдвэрлэл, барилгын материал зэрэг өргөн хүрээний хэрэглээний үнэ цэнэтэй. Исгэх үйл явц дахь химийн урвалууд нь целлюлозын задрал, өөрчлөлт, бичил биетний бодисын солилцооны үйл ажиллагаатай голчлон холбоотой байдаг. Исгэх үйл явц дахь HPMC-ийн химийн урвалыг илүү сайн ойлгохын тулд эхлээд түүний үндсэн бүтэц, целлюлозын задралын үйл явцыг ойлгох хэрэгтэй.
1. Гидроксипропил метилцеллюлозын үндсэн бүтэц, шинж чанар
HPMC нь байгалийн целлюлозын (целлюлоз) химийн өөрчлөлтөөр гаргаж авсан дериватив юм. Түүний молекулын гинжин хэлхээний үндэс нь β-1,4 гликозидын холбоогоор холбогдсон глюкозын молекулууд (C6H12O6) юм. Целлюлоз нь өөрөө усанд уусахад хэцүү боловч метил (-OCH3) ба гидроксипропил (-C3H7OH) бүлгүүдийг оруулснаар түүний усанд уусах чанарыг ихээхэн сайжруулж уусдаг полимер үүсгэдэг. HPMC-ийн өөрчлөлтийн процесс нь ерөнхийдөө шүлтлэг нөхцөлд целлюлозын метил хлорид (CH3Cl) ба пропиленийн спирт (C3H6O) -тай урвалд ордог бөгөөд үүссэн бүтээгдэхүүн нь хүчтэй ус шингээх чадвартай байдаг.
2. Исгэлтийн үеийн химийн урвал
HPMC-ийн исгэх үйл явц нь ихэвчлэн HPMC-ийг нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр, шим тэжээлийн эх үүсвэр болгон ашигладаг бичил биетний үйл ажиллагаанаас хамаардаг. HPMC-ийн исгэх үйл явц нь дараах үндсэн үе шатуудыг агуулна.
2.1. HPMC-ийн доройтол
Целлюлоз нь өөрөө холбогдсон глюкозын хэсгүүдээс тогтдог бөгөөд HPMC нь исгэх явцад бичил биетний нөлөөгөөр задарч, эхлээд жижиг хэмжээтэй сахар (глюкоз, ксилоз гэх мэт) болж задардаг. Энэ процесс нь ихэвчлэн целлюлозыг задалдаг олон ферментийн үйл ажиллагааг хамардаг. Үндсэн доройтлын урвалд дараахь зүйлс орно.
Целлюлозын гидролизийн урвал: Целлюлозын молекул дахь β-1,4 гликозидын холбоог целлюлозын гидролаза (целлюлаза, эндоцеллюлаза гэх мэт) задалж, чихрийн гинжийг богиносгох (олигосахарид, дисахарид гэх мэт) үүсгэдэг. Эдгээр сахарыг бичил биетүүд цаашид метаболизмд оруулж, ашиглах болно.
HPMC-ийн гидролиз ба задрал: HPMC молекул дахь метил ба гидроксипропилийн орлуулагчийг гидролизийн аргаар хэсэгчлэн арилгана. Гидролизийн урвалын өвөрмөц механизм хараахан бүрэн ойлгогдоогүй байгаа боловч исгэх орчинд гидролизийн урвалыг бичил биетнээс ялгардаг ферментүүд (жишээ нь гидроксилэстераза) катализдаг гэж таамаглаж болно. Энэ үйл явц нь HPMC молекулын гинжийг таслах, функциональ бүлгүүдийг арилгахад хүргэдэг бөгөөд эцэст нь чихрийн жижиг молекулуудыг үүсгэдэг.
2.2. Микробын бодисын солилцооны урвал
HPMC нь чихрийн жижиг молекулууд болж задарсны дараа бичил биетүүд ферментийн урвалаар эдгээр сахарыг эрчим хүч болгон хувиргах чадвартай байдаг. Тодруулбал, бичил биетүүд исгэх замаар глюкозыг этанол, сүүн хүчил эсвэл бусад метаболит болгон задалдаг. Янз бүрийн бичил биетүүд HPMC-ийн задралын бүтээгдэхүүнийг өөр өөр замаар метаболизмд оруулж болно. Бодисын солилцооны нийтлэг замууд нь:
Гликолизийн зам: Глюкоз нь ферментийн нөлөөгөөр пируват болж задарч, улмаар энерги (ATP) болон метаболит (сүүн хүчил, этанол гэх мэт) болж хувирдаг.
Исгэлтийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх: Агааргүй буюу гипоксик нөхцөлд бичил биетүүд үйлдвэрлэлийн янз бүрийн процесст өргөн хэрэглэгддэг исгэх замаар глюкоз буюу түүний задралын бүтээгдэхүүнийг этанол, сүүн хүчил, цууны хүчил гэх мэт органик хүчил болгон хувиргадаг.
2.3. Редокс урвал
HPMC-ийн исгэх явцад зарим бичил биетүүд исэлдэлтийн урвалаар завсрын бүтээгдэхүүнийг цааш нь хувиргаж болно. Жишээлбэл, этанол үйлдвэрлэх үйл явц нь исэлдэлтийн урвал дагалдаж, глюкозыг исэлдүүлэн пируват үүсгэдэг, дараа нь пируватыг бууруулах урвалаар этилийн спирт болгон хувиргадаг. Эдгээр урвалууд нь эсийн бодисын солилцооны тэнцвэрийг хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай.
3. Исгэх үйл явц дахь хяналтын хүчин зүйлүүд
HPMC-ийн исгэх явцад хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлүүд химийн урвалд чухал нөлөө үзүүлдэг. Жишээлбэл, рН, температур, ууссан хүчилтөрөгчийн агууламж, шим тэжээлийн эх үүсвэрийн концентраци зэрэг нь бичил биетний бодисын солилцооны хурд, бүтээгдэхүүний төрөлд нөлөөлнө. Ялангуяа температур ба рН, бичил биетний ферментийн идэвхжил нь өөр өөр температур, рН нөхцөлд ихээхэн ялгаатай байж болох тул HPMC-ийн доройтол, бичил биетний бодисын солилцооны үйл явц жигд явагдахын тулд исгэх нөхцлийг нарийн хянах шаардлагатай.
исгэх үйл явцHPMCЦеллюлозын гидролиз, HPMC-ийн задрал, сахарын солилцоо, исгэх бүтээгдэхүүн үүсэх зэрэг нарийн төвөгтэй химийн урвалууд орно. Эдгээр урвалыг ойлгох нь зөвхөн HPMC-ийн исгэх процессыг оновчтой болгоход тусалдаг төдийгүй холбогдох үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд онолын дэмжлэг үзүүлдэг. Судалгааг гүнзгийрүүлснээр цаашид HPMC-ийн задралын үр ашиг, бүтээгдэхүүний гарцыг сайжруулах, биотрансформаци, байгаль орчныг хамгаалах болон бусад салбарт HPMC-ийн хэрэглээг дэмжих зорилгоор исгэх илүү үр ашигтай, хэмнэлттэй аргуудыг боловсруулж болно.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 2-р сарын 17