Да, топлината разрушава индол-3-карбинола.Насипен индол-3-карбинол на прахсе използва широко в производството на хранителни добавки, функционални твърди напитки, компресирани бонбони и здравословни храни. Промишленото производство на хранителни и здравословни продукти включва множество стъпки на топлинна обработка, включително смесване на съставките, мокро гранулиране, стерилизация, печене и емулгиране и хомогенизиране. Температурата, времето за нагряване и водната среда директно променят молекулярната структура и ефективното съдържание на I3C.
Какво саФизикохимични свойства на индол-3-Карбинол?
I3C има молекулна формула C₉H₉NO. Неговата структура съдържа индол хетероцикъл и хидроксиметилова странична верига. Тази хидроксиметилова група е силно реактивна и е основната причина за нейната нестабилност при топлина, светлина и във вода.
Индол-3-карбинол I3C с висока-чистота в твърда форма при стайна температура изглежда като сиво-бял кристален прах. Той остава стабилен при сухи, защитени от светлина и запечатани условия при 2–8 градуса. Въпреки това, когато температурата превиши критично ниво, особено в среди за обработка на храни със слабо киселинни съставки, насипният индол-3-карбинол на прах претърпява две необратими реакции: кондензация и окислително разлагане. Тези реакции намаляват активното съдържание, разрушават функционалната активност и променят цвета на материала. Това разграждане е необратимо и води до трайна загуба на суровина по време на преработката.
Съществуващите данни от хранителната химия и фармакологията показват, че насипният индол-3-карбинол на прах е много по-малко термично стабилен от неговия кондензационен продукт, дииндолилметан (DIM). Топлината не само причинява физическа промяна; той задвижва химическата трансформация. Лекото нагряване причинява леко молекулярно активиране, докато средни до високи температури предизвикват олигомеризация. При условия на кипене и промишлена стерилизация настъпва значително разлагане и активното съдържание спада рязко.
В допълнение, водната среда ускорява термичното разграждане. Термоустойчивостта на сухото твърдо вещество I3C е 2–3 пъти по-висока от тази на индол-3-карбинол прах в разтвор. Това обяснява защо течните функционални напитки и емулгираните продукти губят значително повече I3C, отколкото твърдите дозирани форми като таблетки.
Различна температураЕфекти върхуИндол-3-Карбинол
Въз основа на конвенционалните температурни диапазони на обработка в хранително-вкусовата промишленост и промишлеността за здравословни продукти и на експерименти за контрол на нагряване при постоянна-температура, проведени от университетски физикохимични лаборатории за храните и трети-институции за тестване на суровини, са дефинирани четири температурни нива на обработка, за да се оцени термичната стабилност на свободен индол-3-карбинол на прах. Тази система се използва като еталон за процеси на стерилизация, сушене, емулгиране и зреене в индустрията.
Ниски{0}}температурни условия: 25 градуса –80 градуса
Получава се леко активиране. Няма структурни повреди. Тази гама обхваща приготвяне на съставки при стайна-температура, смесване при ниска{3}}температура и емулгиране при ниска{4}}температура. Също така често се използва при смесване на прах за здравословни продукти и студено{6}}преработени напитки.
Експерименталните данни показват, че след нагряване при постоянна-температура при 60 градуса и 80 градуса за 30 минути степента на задържане на целостта на свободните I3C молекули в изсушаващата среда е по-голяма или равна на 92%. Възниква само незначително активиране на водородна -връзка. Не се наблюдават реакции на кондензация или напукване. Не се образуват нови функционални продукти. Топлината не уврежда основната биологична активност на индол-3-карбинол на прах.
В слабо кисел воден разтвор, след съхранение при 80 градуса за 60 минути, степента на задържане на I3C остава над 85%. Това го прави подходящ за повечето студено-обработени храни и процеси за производство на таблетки при ниска{6}}температура. Свободен прахообразен индол-3-карбинол може да се използва директно без допълнителна промяна на стабилността.
Средни{0}}температурни условия
Тази гама обикновено се използва за стерилизация във водна баня при атмосферно налягане, мокро гранулиране, сушене на суровини и пастьоризация на функционални напитки. Това е един от най-разпространените диапазони на термична обработка в производството на здравни продукти. След достигане на атмосферна точка на кипене от 100 градуса, индол-3-карбинолът на прах във водни системи претърпява бързи реакции на междумолекулна кондензация. Родната I3C структура е загубена. Основните продукти са индолови олигомерни производни като DIM, CTr и LTr1, с DIM като основен продукт.
Нагряването при 100 градуса за 30 минути причинява 41%–47% загуба на естествен свободен I3C в разтвора. Това значително намалява неговите ендокринни-регулиращи, антиоксидантни и чернодробни-защитни дейности. Ако нагряването продължи 60 минути, степента на задържане пада под 40%. При тази температура I3C не се разрушава напълно. Съставът му обаче се променя. Ако формулировката е предназначена за нативна активност на индол-3-карбинол на прах, този процес ще намали нейната ефективност и може да накара продукта да не отговаря на стандартите за ефективност.
Високи{0}}температурни условия: 121 градуса
Това е стандартната температура за парна стерилизация под високо{0}}налягане в хранително-вкусовата промишленост. Използва се за перорални течности, консервирани функционални напитки и готови-за-консумация функционални храни. Това е високо-рисково състояние за стабилността на индол-3-карбинол на прах. Експериментите показват, че при 120 градуса, както в твърди, така и във водни системи, хидроксиметиловата странична верига на I3C се разпада бързо. Индоловият пръстен също е окислен и повреден.
Образуват се индолови олигомери заедно с не-биоактивни окислени примеси. Цветът на материала се променя от сиво-бял до светложълт или тъмнокафяв.
При стандартна стерилизация при 121 градуса за 15 минути загубата на нативен активен индол-3-карбинол на прах надхвърля 70%. Чистотата намалява, а примесите се увеличават. Материалът не отговаря на стандартите за суровини за здравословни храни. Топлината причинява необратими структурни щети. Безплатният I3C не е подходящ за този процес.
Ултра{0}}температурни условия: 135 градуса –150 градуса (UHT)
Тези условия се използват при процеси на незабавна стерилизация, печене и издуване.
I3C молекулите се разлагат бързо. Структурата на индоловия пръстен е разрушена. Молекулата напълно губи биологична активност. Образуват се и не{4}}годни за консумация странични продукти на окислението. Те не отговарят на стандартите за безопасност на храните. Свободният индол-3-карбинол на прах е строго забранен при обработка при ултрависока температура.
Какви фактори увреждат I3C Thermal?
Производството на храни и здравословни продукти включва нещо повече от температура. Процесната среда, рН на съставките, излагането на кислород и съставът на суровините допринасят за термично увреждане. Тези фактори често са пренебрегвани източници на загуби за производителите.
• Първо, pH синергия
Човешкият стомах е кисел и повечето функционални напитки имат рН 4,0–6,0. Тази киселинна среда намалява енергията на активиране на топлинната реакция I3C. При същата температура скоростта на разграждане на индол-3-карбинол прах в кисели водни разтвори е 1,8 пъти по-висока, отколкото в неутрална вода.
• Второ, термично-свързано окисление с кислород
При отворени процеси на разбъркване и сушене топлината, комбинирана с кислород, ускорява окисляването на страничната{0}}верига. Това увеличава образуването на цветни примеси.
• Трето, много ниска толерантност към времеви вариации
При същата температура всеки допълнителни 20 минути нагряване увеличава загубата на прах от индол-3-карбинол с около 12%–18%. В широкомащабното промишлено производство контролът на времето често е непоследователен, което води до по-големи вариации в загубите.
Как да използваме индол-3-карбинол на практика?
Първо, за ниски{0}}температури, студено-обработени продукти: Таблетки при стайна-температура, перорални течности при ниска-температура и студени-смесени прахове за заместители на хранене, обработени под 80 градуса, могат да използват -без хранителен индол-3-карбинол на прах. Времето за обработка трябва да се контролира. Производството трябва да бъде в затворена среда с ниско съдържание на кислород.
Второ, за конвенционални продукти с гореща-обработка: пастьоризираните напитки, мокро{1}}гранулираните здравословни продукти и сушените при ниска-температура съставки, обработени при 80 градуса –100 градуса, трябва да използват липозомен-инкапсулиран индол-3-карбинол на прах. Това помага за намаляване на загубите от полимеризация и поддържа активна ефикасност.
Трето, за продукти, стерилизирани при висока{0}}температура: За консервирани храни, стерилизирани при 121 градуса и функционални напитки с дълъг{2}}трайност-срок на годност, не трябва да се използва безплатен I3C. Необходим е високо{6}}липозомален I3C за капсулиране, за да се осигури стабилност и съответствие след стерилизация.
Четвърто, управление на съхранението: Независимо от формата на индол-3-карбинол на прах, дългосрочната{5}}температура на съхранение трябва да остане под 25 градуса. Трябва да се съхранява в светлоустойчив и херметичен контейнер, за да се забави разграждането, свързано с топлината.
ЧЗВ:
Защо индол-3-карбинолът е чувствителен към топлина?
I3C съдържа реактивна хидроксиметилова странична верига, прикрепена към индолов пръстен. Тази структура е нестабилна при топлина, светлина, кислород и вода, което я прави податлива на кондензация и окислителни реакции по време на обработката.
Какво се случва с I3C при ниски температури (под 80 градуса)?
При 25 градуса –80 градуса I3C остава относително стабилен. Възниква само незначително молекулярно активиране, без голямо структурно разпадане. Степента на задържане може да остане над 85% при контролирани условия.
I3C стабилен ли е във водни-системи по време на нагряване?
Не. I3C е значително по-малко стабилен във водни среди. Водата ускорява термичното разграждане и реакциите на кондензация, което прави течните формули по-податливи на загуба на активни съставки, отколкото сухите прахове.
Какви са основните продукти на разграждане на нагрят I3C?
Първичният продукт на трансформация е дииндолилметан (DIM), заедно с други индолови олигомери и окислени производни. Тези съединения се различават по структура и биологична активност от естествения I3C.
pH влияе ли върху стабилността на I3C при топлина?
да Киселинната среда (pH 4–6) ускорява разграждането. При същата температура киселинните условия могат да увеличат скоростта на термично разграждане с близо 1,8 пъти в сравнение с неутралната вода.
Cвключване
В заключение, топлината причинява постепенно и необратимо увреждане на индол-3-карбинол на прах. Нивото на разграждане се увеличава с по-високи температури, по-дълго време на нагряване и условия на кисела вода.
Под 80 градуса топлината не влияе значително на оригиналната I3C структура. В диапазона от 80 градуса до 100 градуса започва молекулярна кондензация, която променя първоначалните функционални свойства. Над 100 градуса високо{7}}температурната стерилизация води до структурна деградация и загуба на качество на суровината.
Guanjie Biotech има широкомащабен-капацитет за производство, стандартизирана система за контрол на качеството и способности за научноизследователска и развойна дейност за целеви процеси. Ние можем да осигурим насипни прахообразни суровини за индол-3-карбинол със стабилно партидно качество, подобрена устойчивост на топлина и съответствие за износ. Тези материали са подходящи за различни методи на термична обработка. Това помага на производителите да поддържат ефикасността на продукта и да намалят производствените разходи. Добре дошли да ни попитате наinfo@gybiotech.com.
препратки:
[1] Qian, JC, Zhang, HP, Wang, Y., & Liu, D. (2024). Преобразуване при нагряване на индол-3-карбинол в N-заместени олигомери с антимеланомен ефект. Химия на храните: X, *22*, 101410.
[2] Ciska, E., & Pathak, DR (2009). Ефект на кипене върху съдържанието на аскорбиген, индол-3-карбинол, индол-3-ацетонитрил и 3,3'-дииндолилметан във ферментирало зеле. Journal of Agricultural and Food Chemistry, *57*(6), 2339–2344.
[3] Lou, Y., Wang, TTY, Teng, Z., Chen, P., Sun, J., & Wang, Q. (2013). Капсулиране на индол-3-карбинол и 3,3′-дииндолилметан в наночастици зеин/карбоксиметил хитозан със свойството на контролирано освобождаване и подобрена стабилност. Хранителна химия, *139*(1-4), 224–230.
[4] Bradlow, HL, & Zeligs, MA (2010). Дииндолилметан (DIM) се образува спонтанно от индол-3-карбинол (I3C) по време на експерименти с клетъчни култури. In Vivo, *24*(4), 387–391.
[5] Zaychenko, G., et al. (2017). Обосновка на състава и начина на приложение на API при разработването на супозитории. Asian Journal of Pharmaceutics, *11*(3), 132-139.
[6] Спектроскопско изследване на индол-3-карбинол със струйно-охлаждане чрез термично изпаряване. (2016). Бюлетин на Корейското химическо дружество, *37*(10), 1552-1553.
