Industrialización de la trehalosa

trehalosaes un disacárido estable no reductor que consta de dos moléculas de glucosa con un enlace α, α, 1, 1-glucosídico. La trehalosa se extrajo originalmente del hongo cornezuelo del centeno y posteriormente se descubrió que estaba muy extendida en la flora, la fauna y los microorganismos naturales, especialmente en hongos, algas, musgos e invertebrados. La trehalosa es un cristal blanco, una molécula de trehalosa contiene dos moléculas de agua cristalina, soluble en agua, ácido acético glacial y etanol caliente, insoluble en éter, acetona. Cuando se calienta a 130 ℃, la trehalosa pierde agua cristalina y se vuelve anhidra.
La trehalosa tiene un efecto protector mágico sobre los organismos: puede formar una película protectora única en la superficie celular en condiciones duras como altas temperaturas, mucho frío, alta presión osmótica y pérdida de agua seca, protegiendo eficazmente las células, las moléculas de proteínas y otras inactivaciones invariables. Otros azúcares de la naturaleza, como la sacarosa y la glucosa, no tienen esta función, por lo que la trehalosa también es conocida como el “azúcar de la vida” en la comunidad científica.
La trehalosa existe ampliamente en helechos inferiores, algas, bacterias, hongos, levaduras, insectos e invertebrados, especialmente en levaduras, mohos y otros hongos; el contenido puede llegar hasta el 20% del peso seco del organismo. Cómo extraerlo y utilizarlo, e incluso realizar una producción industrial a gran escala, la gente ha investigado mucho.

En la actualidad, los métodos de preparación de trehalosa incluyen síntesis química, extracción microbiana, fermentación microbiana, síntesis de enzimas, ingeniería genética, etc.

Método de extracción microbiana.
Con levadura, bacterias del ácido láctico, moho y otros microorganismos que contienen trehalosa como fuente de extracción, en primer lugar, cambiando las condiciones de crecimiento de los microorganismos, la acumulación de más trehalosa en sus cuerpos y luego utilizando métodos apropiados para extraer trehalosa. El ciclo de producción de trehalosa mediante extracción microbiana es largo, la tasa de extracción es baja, el costo es alto y es difícil lograr una producción industrial a gran escala.

Método de fermentación microbiana.
La trehalosa se produjo mediante fermentación microbiana y luego se extrajo y purificó del caldo de fermentación. La clave es seleccionar cepas con alto rendimiento de trehalosa mediante mutagénesis, fusión celular y recombinación de genes. Ajinomoto Co., LTD., en Japón, produce trehalosa en grandes cantidades mediante cultivo in vitro de bacterias productoras de aminoácidos, que ha logrado producción industrial, pero este método tiene una baja tasa de conversión y muchos subproductos.

Síntesis de enzimas
Glucosa, maltosa, almidón como sustrato, tres métodos, pero hay consumo de energía e inestabilidad de la fosforilasa y otros problemas, por lo que es difícil lograr la producción industrial.

Ingeniería genética
Al introducir el gen de la trehalosa sintasa en plantas o microorganismos, se puede producir trehalosa mediante la ingeniería de microorganismos o plantas transgénicas.

Síntesis química
La adición de óxido de etileno se forma entre 2,3,4,6-tetraacetilglucosa y 3,4,6-triacetil-1,2-deshidratada-d-glucosa. Las desventajas de este método para preparar trehalosa son el bajo rendimiento y la difícil separación, y aún se encuentra en etapa de investigación.