دکستروز چیست
دکستروز یک قند ساده است که اغلب از ذرت یا گیاهان قندی نظیر آن ساخته میشود و ساختار شیمیایی یکسانی با گلوکوز دارد.(فرمول شیمیایی C6H14O7 ).
مهمترین کاربردهای دکستروز میتوان به شیرین کننده در مواد غذایی،صنایع دارویی، اتانول سازی و تولید اسیددهای آلی شاره کرد.
جرم ملکولی این ماده ۱۹۸.۱۷ g/mol و ساختار شیمیایی آن بصورت زیر است.
از منظر شیمیایی،گلوکوز دو ایزومر L-glucose و همچنین D-glucose وجود دارد که ایزومر دوم، همان دکستروز است.
نحوه تولید دکستروز و مطالعات صورت گرفته
دکستروز را میتوان امروزه تحت فرآیند هیدرولیز آنزیمی نشاسته (مانند ذرت) یا سلولوز تولید کرد.
از مشکلات این فرآیند میتوان به زمانبر بودن(۳۰ تا ۷۲ ساعت)، استفاده از مقادیر زیاد آنزیم و هزینه تحمیل شده ناشی از آن،مخازن بسیار بزرگ تولید ساکاروز،استفاده از خاک دیاتومه برای فیلتراسیون و مشکلات زیست محیطی و اقتصادی ناشی از آن اشاره کرد.
برای غلبه بر این محدودیت ها ، مهندسان بیوشیمی دانشگاه ایلینوی یک پروژه تحقیقاتی را در سال ۱۹۸۶ برای تولید “راکتور غشایی پیوسته (CMR) برای تولید ساکاروز از نشاسته،اجرا کردند. CMR مبتنی بر استفاده از فناوری غشای نیمه نفوذی مصنوعی است. این فیلترهای بسیار مفید، مولکول های نشاسته و آنزیم را از خود عبور نمیدهند، در حالی که مولکول های دکستروز میتوانند از منافذ غشا عبور کنند.
شکل زیر دیاگرام کلی فرآیند تولید دکستروز با استفاده از فناوری CMR را نشان میدهد.
کاربرد دکستروز در صنایع داروسازی
دکستروز که همچنین به عنوان گلوکز شناخته می شود، یک عنصر بسیار متنوع در صنعت داروسازی است. به دلیل خواصی که به عنوان منبع انرژی و حجم دهنده دارد، در بسیاری از فرمولاسیون های دارویی کاربرد دارد. در این بخش به طور مفصل به کاربردهای دارویی دکستروز خواهیم پرداخت.
یکی از کاربردهای اولیه دکستروز در صنعت داروسازی به عنوان جزئی در محلول های داخل وریدی (IV) است. این محلول ها برای رساندن مایعات، مواد مغذی و دارو به طور مستقیم به جریان خون استفاده می شود. دکستروز به عنوان منبع انرژی در این محلول ها عمل می کند و به حفظ سطح گلوکز خون بیمار کمک می کند. اغلب برای درمان شرایطی مانند کم آبی بدن، هیپوگلیسمی و شوک انسولین استفاده می شود. علاوه بر این، محلول های IV حاوی دکستروز برای درمان بیمارانی که سطح قند خون بالایی دارند، مانند بیماران مبتلا به کتواسیدوز دیابتی، استفاده می شود.
استفاده از دکستروز در فرمولاسیونهای دارویی
دکستروز همچنین به عنوان یک ماده کمکی در فرمولاسیون های دارویی استفاده می شود. مواد کمکی ترکیبات غیر فعالی هستند که برای بهبود پایداری و سایر خواص به فرمولاسیون دارو اضافه می شوند. دکستروز را می توان به عنوان حجم دهنده، رقیق کننده یا پرکننده در قرص ها و کپسول ها و به عنوان جزئی در سوسپانسیون ها و شربت های خوراکی استفاده کرد. این ماده معمولاً به عنوان یک عامل حجیم کننده در قرص های خوراکی استفاده می شود، زیرا اندازه و وزن قرص را افزایش می دهد و بلعیدن آن را آسان می کند.
دکستروز علاوه بر اینکه منبع انرژی و حجم دهنده است، کاربردهای بالقوه دیگری در صنعت داروسازی دارد. محققان در حال مطالعه پتانسیل دکستروز به عنوان یک حامل برای سیستم های دارورسانی هستند. این سیستمها با هدف قرار دادن بافتها یا سلولهای خاص بدن به افزایش اثربخشی درمانی داروها کمک میکنند. دکستروز را می توان برای تشکیل نانوذرات تغییر داد که می تواند داروها را محصور کند و انتقال آنها به بافت ها یا سلول های خاص را بهبود بخشد.
کاربردهای نوین دکستروز در صنایع دارویی و بهداشتی
دکستروز همچنین برای پتانسیل آن به عنوان یک محافظ برودتی در حفظ مواد بیولوژیکی در حال بررسی است. انجماد فرآیندی است که برای حفظ مواد بیولوژیکی از طریق انجماد آنها در دماهای بسیار پایین استفاده می شود. نشان داده شده است که دکستروز یک محافظ سرمایشی موثر است و به محافظت از مواد بیولوژیکی از آسیب در هنگام انجماد و ذوب کمک می کند.
به طور خلاصه، دکستروز به دلیل خواص آن به عنوان منبع انرژی و حجم دهنده، یک ماده همه کاره و پرکاربرد در صنعت داروسازی است. کاربردهای آن در محلولهای IV و بهعنوان یک ماده کمکی در فرمولهای دارویی به خوبی ثابت شده است و کاربردهای بالقوه آن بهعنوان یک حامل برای سیستمهای تحویل دارو و بهعنوان یک محافظ سرما به طور فعال مورد مطالعه قرار میگیرد. طبیعت طبیعی و قابل تحمل دکستروز آن را به یک جزء ارزشمند در بسیاری از فرمولاسیون های دارویی تبدیل می کند.
دکستروز، نامی آشنا در صنایع غذایی
دکستروز یک عنصر گیاهی است که در غذا استفاده می شود و از غلات (عمدتاً ذرت و گندم) به دست می آید. این قند ساده از خانواده کربوهیدرات ها است. بدن انسان می تواند به سرعت از دکستروز به عنوان منبع انرژی برای رویارویی با حداکثر نیازهای انرژی استفاده کند، زیرا یکی از سریع ترین منابع انرژی است. تولید کنندگان مواد غذایی از دکستروز به عنوان مایع یا پودر پس از خشک شدن یا کریستال شدن آن استفاده می کنند. دکستروز دارای ارزش کالری حدود ۴ کیلو کالری در گرم (مشابه سایر کربوهیدرات ها) است.
تاثیر دسکتروز در بدن
دکستروز از نشاسته و از طریق فرآیندی که از آب برای تجزیه کربوهیدرات های پیچیده به مولکول های کوچکتر استفاده می شود، تولید می شود. در اصل، آنزیمهایی اضافه میشوند تا مولکولهای نشاسته – زنجیرههای بلند مولکولهای گلوکز متصل – را به مولکولهای گلوکز/دکستروز تجزیه کنند. این واکنش شبیه به مکانیسم هضم در بدن انسان است که فرد غذای حاوی نشاسته (مثلاً در ماکارونی یا سیب زمینی) می خورد. همچنین دکستروز دارای شاخص گلیسمی بالایی است، به این معنی که به سرعت سطح قند خون را افزایش می دهد. بنابراین منبع عالی انرژی است.
کاربرد در صنایع دارویی و غذایی
در غذا، دکستروز عمدتاً به دلیل محتوای انرژیزا و خاصیت شیرینکنندگی کم استفاده میشود – دکستروز قدرت شیرینکنندگی کمتری نسبت به ساکارز دارد. به عنوان مثال، دکستروز اغلب در محصولات نانوایی و دسرها یافت می شود. همچنین به عنوان یک نگهدارنده طبیعی برای افزایش ماندگاری محصولی که به آن اضافه می شود، مانند مرباهای میوه استفاده می شود. علاوه بر این، این ماده به عنوان ژل یا قرص خوراکی که بدون نسخه در داروخانه ها موجود است استفاده می شود. افرادی که از دیابت رنج می برند می توانند از قرص یا ژل دکستروز برای افزایش سریع سطح قند خون خود استفاده کنند.
همانطور که دیاگرام نشان میدهد، یک مخزن واکنش در یک چرخه بسته به ماژول غشای مناسب متصل می شود. خوراک (نشاسته مایع) به داخل مخزن رآکتور وارد می شود و در آنجا با گلوکوآمیلاز واکنش می دهد و آن را به مولکول های دکستروز می شکند. یک پمپ مخلوط واکنش را به طور مداوم به واحد غشا انتقال میدهد ، که دکستروز را جدا می کند ، در حالی که آنزیم ها و نشاسته غیر واکنش یافته یا تا حدی واکنش یافته برای واکنش بیشتر به داخل ظرف بازگردانده می شوند.
برای اجرایی کردن ایده ی CMR این پروژه چندین مرحله تحقیق و توسعه را پشت سر گذاشت و تا سال ۱۹۹۱ از یک فرآیند CMR با ظرفیت رآکتور ۶۰ لیتر ،غشا با مساحت سطح ۸ متر مربع و تولید ۴-۳ کیلوگرم دکستروز در ساعت،استفاده میشد.<br/>
پس از آزمایشهای موفق در این زمینه ، در یک کارخانه طراحی و ساخت یک فرآیند CMR دارای رآکتوری با ظرفیت ۱۵۰۰ لیتر و چهار محفظه غشایی دو عنصری (با مساحت غشل ۴۵-۳۰ متر مربع) آغاز شد و طرح با موفقیا روبرو شد.
مزایای این روش
فناوری CMR چندین مزیت نسبت به فرآیند متداول دارد.
هزینه آنزیم ۵۰ الی ۸۰ درصد کاهش می یابد.
زمان واکنش از ۷۰ ساعت به ۵ تا ۷ ساعت کاهش یافته و همچنین سایز رآکتورها بطور محسوسی کاهش یافته است
جریان خروجی خالص دکستروز شامل مواد جامد بالا و خلوص بالا تولید می شود (بدون مواد معلق ، پروتئین ، چربی یا نشاسته) ، بنابراین هزینه های فرآوری پایین دستی را کاهش می دهد.
پس از تصفیه به کمک فیلتر، به مواد دیگر فیلتراسیون مانند DE یا کربن نیازی نیست و بنابراین هیچ هزینه دفع یا مشکلات زیست محیطی وجود ندارد. این ویژگی مورد توجه تولید کنندگان به ویژه تولیدکنندگان شیرین کننده است.
هزینه های فرآیند CMR:
هزینه های عملیاتی سیستم غشایی که شامل جایگزینی غشا ، تمیز کردن غشا ، قدرت اضافی (مانند پمپ)برای گردش مجدد مایع طی فرآیند و جداسازی مواد جامد است. بسته به فرآیند فعلی مورد استفاده و اهداف فرآیند ، صرفه جویی در آنزیم ها به تنهایی می تواند هزینه این مخارج را در مدت یک سال جبران کند.
کاربردهای دکستروز:
امروزه دکستروز کاربرد فرآوانی در صنعت داروسازی دارد.بطوری که یکی از مهمترین مواد اولیه ساخت سرمهای حاوی قند است.
همچنین تزریق انسولین دکستروز با تمرکز بالا فقط توسط متخصصان انجام می شود. این تزریق ها به افرادی که قند خون آنها بسیار پایین است و نمی توانند قرص های خوراکی، غذاها یا نوشیدنی ها را ببلعند، تجویز می شود. اگر سطح پتاسیم یک فرد بیش از حد بالا باشد (هیپرکالمی)، گاهی پزشکان تزریق ۵۰ درصد را انجام می دهند و انسولین به صورت داخل وریدی تزریق می شود.
افرادی که مبتلا به دیابت یا هیپوگلیسمی هستند (به طور کلی کاهش قند خون) ممکن است با کاهش قند خون مواجه شوند. با مصرف ژل یا قرص دکستروز،دکستروز در دهان فرد حل شده و به سرعت سطح قند خون را افزایش می دهد.
همچنین دکستروز مصارف فراوانی در صنایع غذایی بعنوان شیرین کننده دارد.
محصولات دکستروز کاربردها و کاربردهای متنوعی دیگر دارد بعنوان نمونه:
بهداشتی وآرایشی، مراقبت از پوست ،محصولات مراقبت از مو
خوراک دام
کاربرد در صنایع غذایی
برخی از بدنسازان از دکستروز به عنوان مکمل بعد از تمرین برای پر کردن ذخایر گلیکوژن استفاده می کنند. گلیکوژن نوعی گلوکز است که بدن برای تأمین انرژی ذخیره می کند.وقتی کسی یک تمرین شدید انجام می دهد ، بدن مقداری از گلیکوژن ذخیره شده خود را مصرف می کند. بسیاری از بدنسازان قرص ها یا پودرهای دکستروز را به آب اضافه می کنند و بعد از تمرین آن را می نوشند تا هرچه سریعتر آن ذخایر گلیکوژن را دوباره پر کنند تا به ترمیم عضلات کمک کنند. استفاده از این ماده در طی روند ترمیم عضلات ، قدرت و اندازه عضلات را افزایش می یابد.از مصارف بسیار مهم دکستروز میتوان به ساخت اتانول و اسیدهای آلی اشاره کرد.
دکستروز به دو صورت خشک و آبدار موجود است که فرم خشک آن اغلب در صنایع دارویی کاربرد دارد و فرم آبدار آن تحت عنوان دکستروز مونوهایدرت نامگذاری میشود. نوع خشک دکستروز نیازمند شرایط ویژهای برای حمل و نقل و نگهداری است زیرا به سرعت رطوبت را جذب خود می کند و باعث افت کیفیت محصول می شود.اما دکستروز مونوهایدرت شرایط نگهداری و حمل و نقل ساده تری دارد.
MSDS دکستروز
طبق استانداردهای ارائه شده، تمامی مواد شیمیایی دارای برگه اطلاعاتی هستند که نوعی شناسنامه برای مواد محسوب میگردد. برگه اطلاعاتی که با عنوان MSDS (Material Safety Data Sheet ) شناخته میشود، اطلاعاتی از ماهیت و میزان خطرناک بودن مواد را ارائه میدهد. MSDS ارائه شده برای دکستروز به صورت زیر میباشد.
لوزی روبرو که لوزی خطر نام دارد دارای چهار بخش است. به هر بخش نیز عددی اختصاص داده شده که بیانگر مقدار خطرناک بودن ماده است. بخش آبی مربوط به سلامت، بخش قرمز اشتعالپذیری، بخش زرد خطرات فیزیکی و بخش سفید معرف حفاظت شخص است. عدد صفر در لوزی خطر روبرو بیخطر بودن این ماده را نشان میدهد. هر چه این اعداد بیشتر باشند به این معنی است که میزان خطرناک بودن این ماده بیشتر است.
در صورت استنشاق:
فرد را در معرض هوای تازه قرار دهید. به هنگام بروز لباسهای آلوده را بیرون آورده و فرد را به جای بهتری جابجا کنید. در صورت استمرار ناراحتی به پزشک مراجعه شود،در صورت بروز اشکال تنفسی، از اکسیژن استفاده کنید.
تماس پوستی:
قسمت آغشتهشده را با آب و صابون بشویید. در صورت استمرار ناراحتی به پزشک مراجعه فرمایید.
تماس با چشم:
چشم آلوده را به مدت ۱۵ الی ۲۰ دقیقه به طور تدریجی با آب بشویید. اگر فرد دارای لنز است، لنز آلوده را بیرون بیاورید. در صورت استمرار مشکل، به پزشک معالج مراجعه کنید.