ورقة بيضاء حول تكنولوجيا المواد الخام لـ N-أسيتيل جلوكوزامين: المواصفات، عملية الإنتاج، ومراقبة الجودة

المؤلف: أدريان تشين، الشؤون العلمية وتطوير المنتجات، مركز الابتكار في مجال التغذية المتقدمة

ملخص تنفيذي: حقائق أساسية للمشترين بالجملة

إن-أسيتيل-غلوكوزامين (CAS 7512-17-6، الصيغة الجزيئية C8H15NO6، الوزن الجزيئي 221.21 غ/مول) هو الشكل المؤستل من الغلوكوزامين، ويُقدَّم على شكل مسحوق بلوري أبيض إلى أبيض مصفر، ويُستخدم في تركيبات صحة المفاصل والجلد. يجب أن تُجرى معايرة دفعات المنتج ذات الجودة الصيدلانية بنسبة نقاء تتراوح بين 98.5% و102.0% باستخدام تقنية HPLC على أساس الوزن الجاف، وأن تكون خالية من الشوائب العنصرية والحدود الميكروبيولوجية المحددة في دستور الأدوية الأمريكي قبل طرحها في السوق.

• معايير المواصفات: نسبة النقاء من 98.5% إلى 102.0%، الفقد عند التجفيف ≤ 0.5%، الرصاص ≤ 0.5 جزء في المليون، حجم الجسيمات D90 ≤ 180 ميكرون
• طرق الإنتاج: تحلل الكيتين في المحار أو التخمر الميكروبي النباتي
• نظام الجودة: مراقبة جودة المواد الواردة، والمواد قيد التصنيع، والمنتج النهائي، مع إصدار الدفعات وفقًا لـ 12 معيارًا.
• الشروط التجارية: الحد الأدنى للطلب 25 كجم في براميل من الألياف، فترة توريد المخزون من 15 إلى 25 يومًا، مدة صلاحية 24 شهرًا

نظرة عامة على المواصفات الأساسية

تخضع مادة N-أسيتيل-غلوكوزامين الخام لاختبارات الجودة والتحقق من الهوية ونسبة الشوائب قبل استخدامها في تركيبات منتجات صحة المفاصل والبشرة. رقم CAS الخاص بها هو 7512-17-6، وصيغتها الجزيئية هي C8H15NO6.

الوزن الجزيئي 221.21 غ/مول. الحد الأدنى للتحليل يتراوح بين 98.5% و102.0% على أساس الوزن الجاف باستخدام تقنية HPLC. نسبة الفقد عند التجفيف 0.5%.

بالنسبة لمشتري المواد الخام للمكملات الغذائية ، يحدد هذا الحد الأدنى إمكانية الضغط المباشر. يُظهر مسحوق N-أسيتيل جلوكوزامين السائب الذي تزيد نسبة رطوبته عن 0.5% تكتلاً خلال 30 يومًا عند درجة حرارة 25 درجة مئوية ورطوبة نسبية 60%. يتطلب مسحوق N-أسيتيل جلوكوزامين المُعدّ للعبوات الصغيرة حجم جسيمات D90 أقل من 180 ميكرون لضمان تجانس المحتوى مع انحراف معياري نسبي أقل من 2.0%.

تفاصيل المواصفات

مواصفات الهوية

رقم CAS لمركب N-أسيتيل-جلوكوزامين هو 7512-17-6. الصيغة الجزيئية هي C8H15NO6. الوزن الجزيئي هو 221.21 غ/مول.

تتراوح قيمة الدوران البصري النوعي بين +40.0° و+45.0° عند درجة حرارة 20 درجة مئوية في الماء. يؤكد هذا النطاق التكوين D. تتطلب هوية FTIR معامل ارتباط قدره 0.99 مع المعيار المرجعي USP.

تتراوح درجة انصهار الشكل متعدد الأشكال الأول بين 209 و211 درجة مئوية وفقًا لتحليل DSC. يُعد الشكل الأول الشكل المستقر للمادة الخام N-أسيتيل-غلوكوزامين. يتحول الشكل الثاني إلى الشكل الأول عند درجة حرارة أعلى من 150 درجة مئوية.

مواصفات النقاء والمعايرة

تتراوح نسبة النقاء بين 98.5% و102.0%. الطريقة المستخدمة هي كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء (HPLC) باستخدام عمود C18 بأبعاد 250 مم × 4.6 مم. طول موجة الكشف هو 195 نانومتر.

لا تتجاوز نسبة المواد ذات الصلة 0.5%. الحد الأقصى المسموح به للشوائب المجهولة هو 0.10%. الحد الأقصى المسموح به لشوائب الجلوكوزامين هو 0.20%.

الحد الأقصى المسموح به لبقايا المادة عند الاحتراق هو 0.10% وفقًا لمعيار دستور الأدوية الأمريكي <281>. يتراوح الرقم الهيدروجيني لمحلول تركيزه 2% بين 4.5 و 6.0. الحد الأقصى المسموح به لبقايا البروتين هو 0.10% وفقًا لمعيار برادفورد.

المواصفات المادية

مظهره عبارة عن مسحوق بلوري أبيض إلى أبيض مصفر. تتراوح كثافته الظاهرية بين 0.45 و 0.65 غ/مل. أما كثافته بعد الضغط فتتراوح بين 0.60 و 0.85 غ/مل.

يتراوح حجم الجسيمات D50 بين 80 و120 ميكرونًا لتعبئة الكبسولات. أما حجم الجسيمات D90 فلا يتجاوز 180 ميكرونًا. تبلغ قابلية الذوبان في الماء 1 غرام في 2 مل عند درجة حرارة 20 درجة مئوية.

لا تتجاوز نسبة الفقد في الوزن عند التجفيف 0.5% عند درجة حرارة 105 درجة مئوية لمدة ساعتين. يجب أن يكون النشاط المائي أقل من 0.40 aw. مدة الصلاحية 24 شهرًا عند درجة حرارة ≤25 درجة مئوية في براميل محكمة الإغلاق مع مادة مجففة.

مواصفات السلامة

الحد الأقصى المسموح به للمعادن الثقيلة هو 10 جزء في المليون وفقًا لـ USP <233>. الحد الأقصى المسموح به للرصاص هو 0.5 جزء في المليون وفقًا لـ Prop 65. الحد الأقصى المسموح به للزرنيخ هو 1.0 جزء في المليون.

الحد الأقصى المسموح به للكادميوم هو 0.5 جزء في المليون. الحد الأقصى المسموح به للزئبق هو 0.1 جزء في المليون. الحد الأقصى المسموح به للإيثانول المتبقي هو 5000 جزء في المليون وفقًا لـ ICH Q3C.

يبلغ إجمالي عدد الميكروبات الهوائية ≤ 1000 وحدة تشكيل مستعمرة/غرام وفقًا لمعيار دستور الأدوية الأمريكي <61>. ويبلغ عدد الخمائر والفطريات ≤ 100 وحدة تشكيل مستعمرة/غرام. ولا توجد بكتيريا الإشريكية القولونية في 10 غرامات وفقًا لمعيار دستور الأدوية الأمريكي <62>.

عملية الإنتاج ونقاط التحكم الحرجة

هناك طريقتان تجاريتان لإنتاج مادة N-أسيتيل-غلوكوزامين الخام : الطريقة (أ) تعتمد على تحلل الكيتين المستخلص من قشور الروبيان أو السلطعون، والطريقة (ب) تعتمد على التخمير النباتي باستخدام بكتيريا Bacillus subtilis أو Corynebacterium glutamicum. تُزيل الطريقة (ب) مسببات الحساسية المشتقة من الحيوانات وتدعم الحصول على شهادة المنتج النباتي، بينما تعتمد الطريقة (أ) على التركيب الكيميائي المعروف للكيتين المستخلص من المحار. توضح المقارنة أدناه كيف يؤثر اختيار الطريقة على مخاطر مسببات الحساسية، وبيانات الملصق، والوثائق التنظيمية للمشترين.

يتبع المسار (أ) تسلسل استخلاص الكيتين، وإزالة المعادن، وإزالة البروتينات، والتحلل المائي الحمضي، والمعادلة، والتبلور، والتجفيف في طبقة مميعة، والطحن. نقطة التحكم الأولى هي إزالة المعادن باستخدام حمض الهيدروكلوريك بتركيز 4% عند درجة حرارة 25 درجة مئوية لمدة 6 ساعات. يجب ألا تتجاوز نسبة الرماد المتبقي بعد هذه الخطوة 1.0%. نقطة التحكم الثانية هي إزالة البروتينات باستخدام هيدروكسيد الصوديوم بتركيز 4% عند درجة حرارة 90 درجة مئوية لمدة ساعتين.

تستخدم عملية التحلل المائي في المسار (أ) حمض الهيدروكلوريك بتركيز 30% عند درجة حرارة 60 درجة مئوية لمدة 4 ساعات. وتتراوح درجة الحموضة النهائية للتعادل بين 6.0 و 6.5. ويتراوح مردود التبلور بين 95% و 98%، بينما تتجاوز درجة النقاء 98.5%.

يتبع المسار "ب" تسلسل زراعة البذور، والتخمير شبه المستمر، والترشيح الدقيق، والتبادل الأيوني، والتبلور على مرحلتين، والتجفيف في طبقة مميعة، والطحن. يتم التخمير عند درجة حرارة تتراوح بين 30 و37 درجة مئوية. ويتم ضبط درجة الحموضة عند 6.5 إلى 7.0 باستخدام الأمونيا. يبلغ تركيز الجلوكوز في المحلول المغذي 20 غ/لتر في البداية و500 غ/لتر في مرحلة التخمير شبه المستمر، ويتم التحويل عبر مسار الهكسوزامين.

يصل تركيز التخمر إلى ما بين 40 و80 غ/ل خلال 48 ساعة. تستخدم عملية الترشيح الدقيق اللاحقة غشاءً بمسام 0.2 ميكرون. تعمل عملية التبادل الأيوني على إزالة الأحماض العضوية حتى تنخفض الموصلية إلى أقل من 50 ميكروسيمنز/سم.

تستخدم عملية التبلور في المسار "ب" مرحلتين. درجة حرارة التبلور الأولى هي 4 درجات مئوية لمدة 12 ساعة. أما إعادة التبلور الثانية فتحسن نسبة النقاء من 98.5% إلى 99.2%.

تُجري المنشآت التي تنتج 16 طنًا يوميًا اختبارات للتحقق من معدل تبريد التبلور عند 0.5 درجة مئوية في الدقيقة. يضمن هذا المعدل تكوين الشكل الأول. أما المنشآت التي تبلغ طاقتها الإنتاجية 5,000 طن سنويًا، فتُجري عادةً اختبارات للتحقق من اتساق العملية على ثلاث دفعات متتالية، مع انحراف معياري نسبي للتحليل أقل من 1.0%. ويحافظ مصنع N-أسيتيل-جلوكوزامين، الذي يستخدم غرفة نظيفة من فئة 100,000، على التحكم في الجسيمات بحيث لا يتجاوز عددها 100,000 جسيم بحجم ≥0.5 ميكرومتر لكل قدم مكعب، وذلك طوال مراحل التبلور والتجفيف والتعبئة.

تغذي نقاط التحكم الحرجة هذه نظام مراقبة الجودة المكون من ثلاث مراحل أدناه، والذي يغطي المواد الواردة، والمراقبة أثناء العملية، وإصدار المنتج النهائي.

نظام مراقبة الجودة: من الاستلام إلى الإصدار النهائي

مراقبة الجودة الواردة

يتطلب الكيتين الوارد درجة أستلة تزيد عن 90% وفقًا للمعايرة. ويتطلب الجلوكوز الوارد للتخمير نقاءً لا يقل عن 99.5% وفقًا لتحليل HPLC. يجب أن تتضمن شهادة تحليل المورد تركيز المعادن الثقيلة أقل من 1 جزء في المليون.

تتبع عملية أخذ العينات معيار ANSI/ASQ Z1.4 المستوى الثاني. تستخدم العيوب الحرجة رقم القبول 0. وتستخدم العيوب الرئيسية مستوى الجودة المقبول 0.65.

يتم التحقق من حالة مسببات الحساسية بواسطة اختبار ELISA للتروبوميوسين بحد كمي 2.5 جزء في المليون. يُشترط تقديم بيان خلو المنتج من الكائنات المعدلة وراثيًا بالنسبة لوسائط التخمير. كما يُشترط تقديم بيان بشأن مرض جنون البقر/اعتلال الدماغ الإسفنجي المعدي (TSE/BSE) بالنسبة لجميع مواد المعالجة المشتقة من الحيوانات.

مراقبة الجودة أثناء العملية

يُقاس الرقم الهيدروجيني كل ساعتين أثناء التخمير. ويُحافظ على نسبة الأكسجين المذاب فوق 30% من التشبع. ويُفحص الحمل الميكروبي في مرق التخمير كل 12 ساعة، على ألا يتجاوز 10 وحدة تشكيل مستعمرة/مل قبل بدء التخمير.

يتم اختبار تركيز المحلول الأم المتبلور باستخدام جهاز كروماتوغرافيا سائلة عالي الأداء (HPLC) متصل مباشرة بالخط الإنتاجي. ويتم ضبط نسبة التشبع الفائق عند 1.2 إلى 1.3. ويتم رصد حجم البلورات باستخدام حيود الليزر في كل دفعة.

تستخدم عملية التجفيف مجففًا ذو طبقة مميعة عند درجة حرارة دخول تبلغ 60 درجة مئوية. ويتراوح مستوى الرطوبة المستهدف عند المخرج بين 0.30% و0.45%. ويستغرق التجفيف من 90 إلى 120 دقيقة لكل دفعة وزنها 300 كيلوغرام.

مراقبة جودة المنتج النهائي وإصداره

يخضع مسحوق N-أسيتيل-غلوكوزامين النهائي لاختبارات وفقًا لجدول المواصفات الكامل. يجب ألا تتجاوز نسبة الانحراف المعياري النسبي (RSD) لعشر عينات من دفعة واحدة 10%. يتطلب إصدار الدفعة مراجعة ضمان الجودة لاثني عشر معيارًا.

تحتوي كل دفعة على 200 غرام من العينات المحفوظة. مدة التخزين المحفوظة 12 شهرًا بعد تاريخ انتهاء الصلاحية. يتضمن برنامج الثبات اختبارات معجلة عند درجة حرارة 40 درجة مئوية ورطوبة نسبية 75% لمدة 6 أشهر.

يبلغ حد التدهور في ظل ظروف التسريع 0.3% لإجمالي الشوائب. يتطلب تحليل الاتجاه ثلاث دفعات متتالية بتفاوت في التحليل أقل من 0.5%. تُعزل الدفعات التي لا تتوافق نتائجها مع المواصفات وفقًا لإجراءات التشغيل القياسية SOP-QA-08.

تشمل شهادات الإصدار ISO9001، وISO22000، وHACCP، وFDA، وHALAL، وGMP، وKOSHER، وBRC، وFSSC 22000، وPJPH، وVegan. وتشمل الوثائق بيانات عن مسببات الحساسية، والمذيبات المتبقية، ومخلفات المبيدات الحشرية التي تقل عن 0.01 جزء في المليون.

أساليب الاختبار والتحقق التحليلي

يتم التحقق من الهوية باستخدام تقنية FTIR وفقًا لـ USP <197>. يستخدم تحليل HPLC عمود C18 مع طور متحرك من الأسيتونيتريل والماء بنسبة 80:20. تتطلب ملاءمة النظام أن يكون عامل التذييل أقل من 2.0.

يتم قياس الفقد عند التجفيف وفقًا للمواصفات القياسية الأمريكية <731> عند درجة حرارة 105 درجة مئوية. ويتم قياس البقايا عند الاحتراق وفقًا للمواصفات القياسية الأمريكية <281> عند درجة حرارة 600 درجة مئوية. ويتم قياس الرقم الهيدروجيني وفقًا للمواصفات القياسية الأمريكية <791> باستخدام محلول تركيزه 2%.

يتم تحديد كمية المعادن الثقيلة باستخدام مطياف الكتلة بالبلازما المقترنة حثيًا (ICP-MS) وفقًا للائحة دستور الأدوية الأمريكي <233>. الحد الأدنى للكشف عن الرصاص هو 0.01 جزء في المليون. أما الاختبارات الميكروبيولوجية فتتبع اللائحة <61> لعدّ الكائنات الحية، واللائحة <62> لتحديد أنواع معينة منها.

يُستخدم في تحديد بقايا البروتين طريقة برادفورد بحدّ كمّي قدره 0.02%. ويتم تحديد توزيع حجم الجسيمات باستخدام حيود الليزر وفقًا لدستور الأدوية الأمريكي <429>. أما الكثافة الظاهرية فتُحدد وفقًا لدستور الأدوية الأمريكي <616>، الطريقة الأولى.

التوافق التركيبي والمواءمة التنظيمية

إن مادة N-أسيتيل-جلوكوزامين مستقرة عند درجة حموضة تتراوح من 3.0 إلى 7.0. معدل التحلل عند درجة حموضة 8.0 أسرع بمقدار 2.5 مرة منه عند درجة حموضة 5.0. التخزين تحت درجة حرارة 25 درجة مئوية يحد من التحلل إلى أقل من 0.2% سنوياً.

تشمل السواغات المتوافقة السليلوز الميكروكريستالي PH102 وثنائي هيدرات فوسفات الكالسيوم. أما المواد غير المتوافقة فتشمل مؤكسدات بيركربونات الصوديوم.

الجرعة الفعالة لدعم المفاصل تتراوح بين 500 و1000 ملغ يوميًا. أما جرعة التجميل الفموية فهي 500 ملغ يوميًا بناءً على بيانات الترطيب السريرية لمدة 4 أسابيع. الحد الأقصى لجرعة الحلوى المطاطية هو 250 ملغ لكل 3 غرامات من الحلوى المطاطية دون إعادة التبلور.

إشعار إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) بشأن المواد الآمنة عموماً (GRAS) هو GRN 000315 بحد أقصى 1000 ملغ لكل حصة. ينطبق ترخيص الاتحاد الأوروبي للأغذية الجديدة على المواد المشتقة من فطر الرشاشية السوداء (Aspergillus niger) بموجب اللائحة 2015/2283. لا يوجد حد أقصى للموافقة في اليابان بموجب قانون سلامة الأغذية.

يُشير دليل المواد الخام للأغذية الصحية في الصين إلى أن الجرعة الموصى بها تتراوح بين 0.7 و 1.4 غرام يومياً. وتدعم المنشآت التي تزيد طاقتها الإنتاجية عن 2,000 تركيبة سنوياً إنتاج هذه المواد على شكل حلوى، وكبسولات، وأقراص، ومساحيق، وسوائل، وقطرات.

جدول المواصفات الفنية

الأسئلة الشائعة

ما هو معيار القبول لتحليل المادة الخام N-Acetyl-Glucosamine؟

معيار القبول هو 98.5% إلى 102.0% بواسطة HPLC على أساس التجفيف.

كيف يتم التحكم في مخاطر مسببات الحساسية بين المحار ودرجات التخمير؟

تتطلب درجة جودة المحار أن يكون مستوى التروبوميوسين في اختبار ELISA أقل من 2.5 جزء في المليون، وأن يتم وضع ملصق يوضح مسببات الحساسية. أما درجة جودة التخمير فتتطلب شهادة نباتية وعدم استخدام أي منتجات حيوانية.

ما هي الضوابط التي تُطبق أثناء عملية الإنتاج لضمان اتساق النتائج من دفعة إلى أخرى؟

يتم قياس درجة الحموضة كل ساعتين، والأكسجين المذاب فوق 30%، وتحليل السائل الأم بواسطة HPLC، ونسبة الرطوبة المستهدفة للتجفيف من 0.30% إلى 0.45%.

ما هي وثائق مراقبة الجودة التي يجب على مُصنِّع N-أسيتيل-جلوكوزامين تقديمها؟

شهادة تحليل مع 12 معيارًا، المعادن الثقيلة بواسطة ICP-MS، علم الأحياء الدقيقة وفقًا لـ USP <61> <62>، وشهادات ISO22000، FSSC 22000، GMP، BRC، HALAL، KOSHER.

ما هو الحد الأدنى النموذجي لكمية الطلب والتعبئة والتغليف لمادة N-Acetyl-Glucosamine بكميات كبيرة؟

الحد الأدنى للطلب هو 25 كجم في برميل من الألياف مع كيس مزدوج من البولي إيثيلين ومادة مجففة. مدة التسليم من 15 إلى 25 يومًا للمنتجات المتوفرة في المخزون.

هذه المقالة مقدمة من شركة جوثينك بيولوجي، وهي شركة مصنعة للمكملات الغذائية وموردة للمواد الخام مقرها في شنتشن، الصين.

تقدم شركة Shenzhen Gothink Biology Technology Co., Ltd. خدمات تصنيع المعدات الأصلية (OEM)، وتصميم المنتجات الأصلية (ODM)، وتصنيع المنتجات التعاقدي (CMO)، وتطوير وتصنيع المنتجات التعاقدي (CDMO)، وذلك من خلال منشأة غرف نظيفة حاصلة على شهادة GMP من الفئة 100,000، تنتج 16 طنًا يوميًا. تشمل الشهادات الحاصلة عليها: ISO9001، وISO22000، وHACCP، وFDA، وHALAL، وGMP، وKOSHER، وBRC، وFSSC 22000، وPJPH، وVegan. يقوم فريق البحث والتطوير، بقيادة علماء ذوي خبرة ما بعد الدكتوراه في مختبر Cold Spring Harbor وجامعة Emory، بتطوير أكثر من 2,000 تركيبة سنويًا بأشكال مختلفة تشمل الحلوى الهلامية، والكبسولات، والأقراص، والمساحيق، والسوائل، والقطرات.

لطلبات شهادات التحليل أو العينات أو عروض الأسعار بالجملة، تفضل بزيارة https://gttsynbio.com/ أو اتصل بفريقنا الفني.