Industrialisation du tréhalose

Tréhaloseest un disaccharide non réducteur stable constitué de deux molécules de glucose avec une liaison α, α, 1, 1-glycosidique. Le tréhalose a été initialement extrait du champignon ergot du seigle et s'est ensuite révélé répandu dans la flore, la faune et les micro-organismes naturels, en particulier dans les champignons, les algues, les mousses et les invertébrés. Le tréhalose est un cristal blanc, une molécule de tréhalose contient deux molécules d'eau cristalline, solubles dans l'eau, l'acide acétique glacial et l'éthanol chaud, insolubles dans l'éther, l'acétone. Lorsqu'il est chauffé à 130 ℃, le tréhalose perd de l'eau cristalline et devient anhydre.
Le tréhalose a un effet protecteur magique sur les organismes : il peut former un film protecteur unique sur la surface des cellules dans des conditions difficiles telles que des températures élevées, un froid élevé, une pression osmotique élevée et une perte d'eau sèche, protégeant efficacement les cellules, les molécules de protéines et autres inactivations invariables. D'autres sucres dans la nature, comme le saccharose et le glucose, n'ont pas cette fonction, c'est pourquoi le tréhalose est également connu comme le « sucre de la vie » dans la communauté scientifique.
Le tréhalose est largement présent dans les fougères inférieures, les algues, les bactéries, les champignons, les levures, les insectes et les invertébrés, en particulier dans les levures, les moisissures et autres champignons, dont la teneur peut atteindre 20 % du poids sec de l'organisme. Comment l’extraire et l’utiliser, et même réaliser une production industrielle à grande échelle, de nombreux travaux de recherche ont été effectués.

À l'heure actuelle, les méthodes de préparation du tréhalose comprennent la synthèse chimique, l'extraction microbienne, la fermentation microbienne, la synthèse enzymatique, le génie génétique, etc.

Méthode d'extraction microbienne
Avec la levure, les bactéries lactiques, les moisissures et d'autres micro-organismes contenant du tréhalose comme source d'extraction, d'abord en modifiant les conditions de croissance des micro-organismes, en accumulant davantage de tréhalose dans leur corps, puis en utilisant des méthodes appropriées pour extraire le tréhalose. Le cycle de production du tréhalose par extraction microbienne est long, le taux d'extraction est faible, le coût est élevé et il est difficile de réaliser une production industrielle à grande échelle.

Méthode de fermentation microbienne
Le tréhalose a été produit par fermentation microbienne puis extrait et purifié du bouillon de fermentation. La clé est de sélectionner des souches avec un rendement élevé en tréhalose par mutagenèse, fusion cellulaire et recombinaison génétique. Ajinomoto Co., LTD., au Japon, produit du tréhalose en grandes quantités par culture in vitro de bactéries productrices d'acides aminés, qui a atteint une production industrielle, mais cette méthode a un faible taux de conversion et de nombreux sous-produits.

Synthèse enzymatique
Glucose, maltose, amidon comme substrat, trois méthodes, mais il y a la consommation d'énergie, l'instabilité de la phosphorylase et d'autres problèmes, il est donc difficile de réaliser une production industrielle.

Ingénierie génétique
En introduisant le gène de la tréhalose synthase dans des plantes ou des micro-organismes, le tréhalose peut être produit par des micro-organismes modifiés ou des plantes transgéniques.

Synthèse chimique
L'addition d'oxyde d'éthylène se forme entre le 2,3,4, 6-tétraacétyl glucose et le 3,4, 6-triacétyl -1, 2-déshydraté-d-glucose. Les inconvénients de cette méthode de préparation du tréhalose sont un faible rendement et une séparation difficile, et elle est encore au stade de la recherche.