《高压均匀化对胡萝卜饮料贮藏过程中物理稳定性和类胡萝卜素降解动力学的影响》

  • 来源专题:食物与营养
  • 编译者: 韩宇静
  • 发布时间:2019-06-01
  • 研究了高压均质(HPH)对胡萝卜饮料贮藏过程中物理稳定性和类胡萝卜素降解动力学的影响。采用不同的压力(60mpa、120mpa和180mpa)、通径(1和3通径)和入口温度(25℃和60℃)。结果表明,入口温度适中的HPH比HPH与热处理(HT)组合保存的颜色更好。根据ζ电位和相对浑浊度(turbidity, 简称Trel),胡萝卜饮料在贮藏过程中稳定性逐渐变差。。此外,HPH与HT的结合使贮藏期间的Trel(56.18 ~ 74.43%)低于25℃时的HPH(68.55 ~ 82.07%)。饮料在贮存过程中粘度增加,流变曲线符合Herschel-Bulkley模型。类胡萝卜素在贮藏过程中的降解动力学为一级反应。在中等入口温度(180mpa、1次和60摄氏度)的辅助下,与其他处理相比,HPH能更好地保存类胡萝卜素(第28天为41.70μg/ml)。

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    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-02-14
    • 由于固有的芳香性或共轭性,选择生物基化合物结合到共轭聚合物体系中,从而有机会创造具有特定位置可降解键的电子材料。大多数报道的可降解电子产品的生物基化合物都集中在直接使用小分子或现成的衍生物上。与小分子相比,聚合物具有较长的共轭长度、多种分子结构、可调的形态和定制的降解位点。其中,类胡萝卜素分子类似于聚乙炔,由于其高单分子电导,光诱导电荷转移,和已知的降解途径而引起了人们的极大兴趣。 近日,多伦多大学Helen Tran团队利用由生物基β-胡萝卜素氧化降解得到的C10二醛通过与对苯二胺衍生物进行缩聚反应,合成了三种不同侧链的共轭聚亚胺。通过调节侧链分子长度进而调节所得聚合物的溶解性以方便加工。通过核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(IR)和紫外-可见(UV-vis)吸收光谱对聚合物进行了表征。此外,所得聚合物体系可通过酸水解得到C10二醛以及对苯二胺衍生物,表明类胡萝卜素单体可作为生物基、可降解和共轭聚合物设计中的可行候选者。 / 可降解模型化合物和共轭聚亚胺的合成 / 首先使用可通过生物基β-胡萝卜素氧化降解得到的C10二醛(图1A)合成了三种聚合物和一种模型化合物(图1B)。其中,C10二醛与苯胺所得模型化合物,用于优化合成条件。使用催化量的对甲苯磺酸与过量的CaCl2作为干燥剂,并以NMP作为溶剂得到了如图1D中所示的聚合物。其中p(CP-H)作为无侧链的对照聚合物,p(CP-methyl)包含两个甲基侧链,p(CP-hexyl)包含两个己基侧链。 图1.生物基、可降解和共轭聚亚胺的合成。 / 溶解度评估 / 聚合物可溶性对于其表征和加工性至关重要。因此,作者评估了三种聚合物在不同溶剂中的溶解度(图2A)。发现p(CP-H)不溶于普通有机溶剂(例如CHCl3、THF和DMF),而p(CP-methyl)和p(CP-hexyl)均能溶于CHCl3和THF等溶剂,且目视观察p(CP- hexyl)溶解性优于p(CP- methyl)。进一步通过紫外-可见吸收光谱定量了其最大溶解度(图2B,C),结果表明对于p(CP-methyl),溶解度为34 ±1.73 mg/mL,而p(CP-hexyl)为67 ±0.29 mg/mL。 图2.不同侧链长度聚合物的溶液加工性。 / 分子量分析和光学表征 / 由于p(CP-hexyl)的溶解度增加,通过NMR(图3 A,B)和GPC(表1和图3C)确定其分子量。如图3C所示,固体GPC曲线显示纯化后的呈现双峰,表明p(CP-hexyl)由高分子量和低分子量聚合物组成。使用制备型回收GPC分离得到了较高分子量的聚合物(图3C中的虚线),随后进NMR与和DOSY分析。端基分析表明,聚合度(DP)为11,对应分子量为4800 g/mol。此外,DOSY用于测定分子量(图3B)。此外,DOSY给出的分子量和聚合度(DP)与相对于聚苯乙烯标准的GPC测量值类似,分别为7700 g/mol和19(表1)。2种方法所带来的差异归因于:(1)基于使用的聚苯乙烯校准的GPC/DOSY高估,(2)通过端基分析低估,或(3)两者的组合。 图3.p(CP-hexyl)的表征。 表1. GPC测试结果。 通过UV–vis光谱研究了单体、模型化合物和聚合物之间的共轭长度(图3D)对光电性能的影响。C10二醛单体在328和344nm处有两个不同的峰值。当在C10二醛的每一侧增加一个亚胺和苯基单元时(模型化合物),观察到λ.max变化为383 nm,且最为单峰。对于p(CP-hexyl),其中一个红移到470 nm,另一个变化为353 nm。有趣的是,p(CP -methyl)具有相同的吸收光谱,但其λmax略低,说明p(CP-methyl)相对于p(CP-hexyl)具有更少的重复单元。 / 降解研究 / 利用UV-vis光谱和1H NMR对模型化合物和聚合物的降解进行了初步研究。首先研究了充分裂解p(CP-hexyl)所需的酸浓度。在0.013 mg/mL p(CP -hexyl)的THF溶液中加入0.25 mM HCl后,开始降解,λmax的蓝移表明共轭程度降低(图4B)。随着酸的添加量增加,吸收光谱发生变化,出现两个峰值(328和344 nm),表明亚胺裂解后形成了C10二醛单体。进一步使用1H NMR监测聚合物结构随酸浓度增加的变化(图4C),结果表明,瞬时降解2 mg/mL的p(CP-hexyl)溶液至少需要270 mM的HCl。 紫外线和阳光也被用作联乙炔聚合物的降解触发开关,提供了一种与酸水解相比需要更少干预的降解模式。因此,作者研究了人工阳光对p(CP-hexyl)酸水解速率的影响进行了评估(图4 D、E、F)。研究表明,在黑暗中保存的聚合物溶液相当稳定,在470 nm处的吸光度损失最小。暴露在人工阳光下的样本表现出一定的耐受性,但在45天的时间内,吸收能力仍然会下降。暴露在酸中的样品降解迅速,但与暴露在人工阳光下的样品相比,在黑暗中保存的样品降解速度较慢。因此得出结论,人工阳光确实可以影响酸水解的速率,有可能研究人工阳光作为降解这种聚合物的替代触发因素。 图4. p(CP-hexyl)酸水解和人工光照降解的研究。 / 总结 / 在本工作中,作者利用来自生物基的C10二醛合成了一种模型化合物和三种共轭聚亚胺,并评估了烷基侧链对溶解度的影响。从methyl侧链到hexyl侧链所观察到的溶解度的改善表明,侧链工程是一种有前途的策略,可以调整性能以满足特定的应用需求,如导电性和环境兼容性。作者还系统地监测了该聚合物体系在酸性条件下的降解情况,并研究了人工阳光对降解速率的影响。作者表示,未来的工作将包括改进p(CP-hexyl)的合成,以生产更高分子量的聚合物,并评估其导电性,研究单体的回收。总的来说,这项工作为一种来自于自然界的新型完全可降解的共轭聚亚胺奠定了基础。
  • 《DEINOVE启动了第一个类胡萝卜素的工业化生产》

    • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2018-12-26
    • 法国蒙皮利埃,2017年12月18日(东部时间下午6时30分)- DEINOVE(欧洲交易所Growth Paris: ALDEI)是一家生物技术公司,它发现、开发和生产从稀有细菌,尤其是从Deinococcus属细菌中提取的高价值化合物。该公司宣布,其首个类胡萝卜素的工业化生产正式启动。该公司的发酵平台已经开发了一个优化的过程,在性能和稳健性方面的20升规模。同时,通过与Processium的合作,确定了提取、纯化、配制的下游工艺,并起草了详细实施的“工艺书”。为了确保未来的商业化,SAS PIVERT被选为合作伙伴,在工业规模上接管发酵业务。技术转让正在进行,几立方米的生产将于明年1月开始。发酵步骤之后是提取、纯化和配制。将生产几个批次来验证工业过程,并为将于第二季度开始的商业工作取样。 与此同时,DEINOVE还开展了一项全面的项目,以证明该成分Deinococcus geothermalis生产过程中涉及的菌株的安全性。这些测试是在GRAS自我肯定计划(GRAS是一种针对美国的监管方法)基础上进行的,符合经合组织的指导方针以及欧美监管当局的要求。这些研究已经成功地得出结论,表明生产菌株完全没有毒性。这些非常令人满意的结果为该菌株生产的各种化合物,包括类胡萝卜素,在化妆品和营养领域的销售提供了良好的前景。 DEINOVE副总裁玛丽•贝森格(Marie BEZENGER)表示:“我们即将以工业规模生产第一种原料。我们的团队在现场确保技术转让,我们期待看到第一批产品的结果。这是Deinove的第一步,也是我们创新原料商业化之前的最后一步。 关于DEINOVE DEINOVE (Euronext Growth Paris: ALDEI)是一家生物技术公司,从稀有微生物中发现、开发和生产用于健康、营养和化妆品市场的高附加值化合物。 为此,DEINOVE利用了两个关键资产: •拥有6000株稀有或未开发菌株的独特文库,主要是Deinococcus属; •基因、代谢和发酵工程平台,可定制这些天然“微工厂”,将其转化为新的工业标准。 DEINOVE总部位于蒙彼利埃,员工约55人,拥有近160项国际专利。该公司自2010年4月以来一直在泛欧交易所挂牌上市。 ——文章发布于2018年1月1日