تصنيع تريهالوز

تريهالوزهو ثنائي السكاريد المستقر غير المختزل الذي يتكون من جزيئين جلوكوز مع رابطة جليكوسيدية α، α، 1، 1. تم استخراج الترهالوز في الأصل من فطر الشقران الموجود في الجاودار، واكتشف فيما بعد أنه منتشر على نطاق واسع في النباتات الطبيعية والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة، وخاصة في الفطريات والطحالب والطحالب واللافقاريات. تريهالوز هو بلوري أبيض، جزيء تريهالوز يحتوي على جزيئين من الماء البلوري، قابل للذوبان في الماء، حمض الأسيتيك الجليدي والإيثانول الساخن، غير قابل للذوبان في الأثير والأسيتون. عند تسخينه إلى 130 درجة مئوية، يفقد الترهالوز الماء البلوري ويصبح لا مائي.
يتمتع تريهالوز بتأثير وقائي سحري على الكائنات الحية: فهو يمكن أن يشكل طبقة واقية فريدة من نوعها على سطح الخلية في ظل ظروف قاسية مثل ارتفاع درجة الحرارة والبرودة العالية والضغط الأسموزي العالي وفقدان الماء الجاف، مما يحمي بشكل فعال الخلايا وجزيئات البروتين وغيرها من التعطيل الثابت. السكريات الأخرى في الطبيعة، مثل السكروز والجلوكوز، لا تملك هذه الوظيفة، لذلك يُعرف الترهالوز أيضًا باسم "سكر الحياة" في المجتمع العلمي.
يوجد تريهالوز على نطاق واسع في السرخس السفلي، والطحالب، والبكتيريا، والفطريات، والخمائر، والحشرات واللافقاريات، وخاصة في الخميرة والعفن والفطريات الأخرى، ويمكن أن يصل المحتوى إلى 20٪ من الوزن الجاف للكائن الحي. كيفية استخراجها واستخدامها، وحتى تحقيق الإنتاج الصناعي على نطاق واسع، قام الناس بالكثير من الأعمال البحثية.

في الوقت الحاضر، تشمل طرق تحضير طرهالوز التخليق الكيميائي، والاستخلاص الميكروبي، والتخمير الميكروبي، وتخليق الإنزيمات، وهندسة الجينات، وما إلى ذلك.

طريقة الاستخلاص الميكروبي
باستخدام الخميرة وبكتيريا حمض اللاكتيك والعفن والكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تحتوي على الترهالوز كمصدر للاستخلاص، أولاً، عن طريق تغيير ظروف نمو الكائنات الحية الدقيقة، وتراكم المزيد من الترهالوز في أجسامها، ثم استخدام الطرق المناسبة لاستخراج الترهالوز. دورة إنتاج تريهالوز عن طريق الاستخلاص الميكروبي طويلة، ومعدل الاستخراج منخفض، والتكلفة مرتفعة، ومن الصعب تحقيق الإنتاج الصناعي على نطاق واسع.

طريقة التخمير الميكروبي
يتم إنتاج تريهالوز عن طريق التخمير الميكروبي ثم يتم استخلاصه وتنقيته من مرق التخمير. والمفتاح هو اختيار سلالات ذات إنتاجية عالية من طرهالوز عن طريق الطفرات، واندماج الخلايا وإعادة التركيب الجيني. تنتج شركة أجينوموتو المحدودة في اليابان الترهالوز بكميات كبيرة عن طريق الاستزراع في المختبر للبكتيريا المنتجة للأحماض الأمينية، والتي حققت إنتاجًا صناعيًا، ولكن هذه الطريقة لها معدل تحويل منخفض والعديد من المنتجات الثانوية.

تخليق الانزيم
الجلوكوز والمالتوز والنشا كركيزة، ثلاث طرق، ولكن هناك استهلاك الطاقة، وعدم استقرار الفسفوريلاز وغيرها من المشاكل، لذلك من الصعب تحقيق الإنتاج الصناعي.

الهندسة الوراثية
عن طريق إدخال جين سينسيز تريهالوز في النباتات أو الكائنات الحية الدقيقة، يمكن إنتاج تريهالوز عن طريق هندسة الكائنات الحية الدقيقة أو النباتات المعدلة وراثيا.

التوليف الكيميائي
تتشكل إضافة أكسيد الإيثيلين بين 2،3،4، 6-رباعي أسيتيل جلوكوز و3،4،6-ثلاثي أسيتيل -1،2-ديهيدرات-د-جلوكوز. ومن عيوب هذه الطريقة لتحضير طرهالوز انخفاض المحصول وصعوبة الفصل، وهي لا تزال في مرحلة البحث.