Технический документ по технологии производства сырья для N-ацетилглюкозамина: спецификации, производственный процесс и контроль качества.

Автор: Адриан Чен, отдел научных исследований и разработки продукции, Центр передовых инноваций в области питания.

Краткое содержание: Ключевые факты для оптовых покупателей

N-ацетилглюкозамин (CAS 7512-17-6, молекулярная формула C8H15NO6, молекулярная масса 221.21 г/моль) — это ацетилированная форма глюкозамина, поставляемая в виде белого или слегка бежевого кристаллического порошка для применения в препаратах для здоровья суставов и кожи. Партии фармацевтического качества должны иметь содержание активных веществ от 98.5% до 102.0% по данным ВЭЖХ в пересчете на сухое вещество и соответствовать нормативам USP по содержанию элементарных примесей и микробиологическим показателям перед выпуском.

• Основные параметры спецификации: содержание основного вещества от 98.5% до 102.0%, потери при сушке ≤0.5%, содержание свинца ≤0.5 ppm, размер частиц D90 ≤180 микрон
• Способы производства: гидролиз хитина моллюсков или веганская микробная ферментация.
• Система управления качеством: входной, промежуточный и контроль качества готовой продукции с 12-параметрическим выпуском партий.
• Условия поставки: минимальный объем заказа 25 кг в фибровых бочках, срок поставки со склада от 15 до 25 дней, срок годности 24 месяца.

Обзор основных технических характеристик

Исходное сырье N-ацетилглюкозамина проходит проверку на содержание действующего вещества, идентичность и анализ примесей перед применением в составе препаратов для здоровья суставов и кожи. Номер CAS: 7512-17-6. Молекулярная формула: C8H15NO6.

Молекулярная масса составляет 221.21 г/моль. Минимальная чистота по данным ВЭЖХ составляет от 98.5% до 102.0% в пересчете на сухое вещество. Предел потери при сушке составляет 0.5%.

Для покупателей сырья для пищевых добавок этот порог определяет возможность прямого прессования. N-ацетилглюкозамин в насыпном виде с влажностью выше 0.5% начинает слеживаться в течение 30 дней при температуре 25°C и относительной влажности 60%. Для порошка N-ацетилглюкозамина, предназначенного для стик-пакетов, требуется показатель D90 ниже 180 микрон для обеспечения однородности содержимого с относительным стандартным отклонением ниже 2.0%.

Подробная спецификация

Спецификации идентификации

Номер CAS для N-ацетилглюкозамина — 7512-17-6. Молекулярная формула — C8H15NO6. Молекулярная масса — 221.21 г/моль.

Удельное оптическое вращение составляет от +40.0° до +45.0° при 20°C в воде. Этот диапазон подтверждает D-конфигурацию. Идентификация по данным ИК-спектроскопии требует коэффициента корреляции 0.99 по отношению к эталонному стандарту USP.

Температура плавления полиморфной формы I по данным ДСК составляет от 209°C до 211°C. Форма I является стабильной формой исходного сырья N-ацетилглюкозамина. Форма II переходит в форму I при температуре выше 150°C.

Спецификации чистоты и анализа

Спецификация анализа: 98.5%–102.0%. Метод: ВЭЖХ с колонкой C18 250 мм х 4.6 мм. Детектирование: длина волны 195 нм.

Общее содержание сопутствующих веществ не превышает 0.5%. Предельно допустимая концентрация одной неизвестной примеси составляет 0.10%. Предельно допустимая концентрация примеси глюкозамина составляет 0.20%.

Предел остаточного содержания при прокаливании составляет 0.10% согласно USP <281>. pH 2%-ного раствора составляет от 4.5 до 6.0. Предел остаточного содержания белка составляет 0.10% по методу Брэдфорда.

Физические характеристики

По внешнему виду представляет собой кристаллический порошок от белого до кремового цвета. Насыпная плотность составляет от 0.45 г/мл до 0.65 г/мл. Плотность после уплотнения составляет от 0.60 г/мл до 0.85 г/мл.

Размер частиц D50 составляет от 80 до 120 микрон для наполнения капсул. Размер частиц D90 не превышает 180 микрон. Растворимость в воде составляет 1 г в 2 мл при 20°C.

Потери при сушке не превышают 0.5% при температуре 105°C в течение 2 часов. Активность воды должна быть ниже 0.40 aw. Срок годности составляет 24 месяца при температуре ≤25°C в герметичных бочках с осушителем.

Технические характеристики безопасности

Допустимое содержание тяжелых металлов составляет 10 ppm согласно USP <233>. Допустимое содержание свинца составляет 0.5 ppm согласно Prop 65. Допустимое содержание мышьяка составляет 1.0 ppm.

Предельное содержание кадмия составляет 0.5 ppm. Предельное содержание ртути составляет 0.1 ppm. Предельное содержание остаточного этанола составляет 5000 ppm согласно ICH Q3C.

Общее количество аэробных микроорганизмов составляет ≤1000 КОЕ/г согласно USP <61>. Количество дрожжей и плесневых грибов составляет ≤100 КОЕ/г. Escherichia coli отсутствует в 10 г согласно USP <62>.

Производственный процесс и критические контрольные точки

Существует два коммерческих способа производства сырья для N-ацетилглюкозамина : способ А — гидролиз хитина из панцирей креветок или крабов, и способ В — веганская ферментация с использованием Bacillus subtilis или Corynebacterium glutamicum. Способ В исключает аллергены животного происхождения и поддерживает веганскую сертификацию, в то время как способ А основан на проверенной химии хитина из моллюсков. Приведенное ниже сравнение показывает, как выбор способа производства влияет на риск аллергенов, информацию на этикетке и нормативную документацию для покупателей.

Маршрут А включает в себя последовательность экстракции хитина, деминерализации, депротеинизации, кислотного гидролиза, нейтрализации, кристаллизации, сушки в псевдоожиженном слое и измельчения. Контрольная точка 1 — деминерализация 4% раствором HCl при 25°C в течение 6 часов. Остаточная зола после этого этапа должна быть ниже 1.0%. Контрольная точка 2 — депротеинизация 4% раствором NaOH при 90°C в течение 2 часов.

Гидролиз по маршруту А осуществляется с использованием 30% HCl при 60°C в течение 4 часов. Конечная точка pH нейтрализации составляет от 6.0 до 6.5. Выход кристаллизации составляет от 95% до 98%, а чистота — более 98.5%.

Маршрут B включает в себя последовательность этапов: посевное культивирование, периодическое брожение с подпиткой, микрофильтрация, ионный обмен, двухстадийная кристаллизация, сушка в псевдоожиженном слое и измельчение. Брожение проводится при температуре от 30°C до 37°C. pH регулируется в диапазоне от 6.5 до 7.0 с помощью аммиака. Начальная концентрация глюкозы составляет 20 г/л, а в периодическом режиме — 500 г/л, при этом превращение происходит по гексозаминовому пути.

Титр ферментации достигает 40–80 г/л за 48 часов. Последующая микрофильтрация осуществляется с использованием мембраны с порами 0.2 микрона. Ионный обмен удаляет органические кислоты, снижая проводимость до уровня ниже 50 мкСм/см.

Кристаллизация по методу B осуществляется в два этапа. Первый этап кристаллизации проводится при температуре 4°C в течение 12 часов. Второй этап перекристаллизации повышает чистоту продукта с 98.5% до 99.2%.

Предприятия, производящие 16 тонн в день, подтверждают скорость охлаждения при кристаллизации на уровне 0.5 °C в минуту. Эта скорость обеспечивает образование формы I. Предприятия с производительностью 5,000 тонн в год обычно подтверждают стабильность процесса в трех последовательных партиях с относительным стандартным отклонением анализа ниже 1.0%. Производитель N-ацетилглюкозамина, работающий в чистой комнате класса 100 000, поддерживает контроль за частицами на уровне ниже 100 000 частиц ≥0.5 мкм на кубический фут на протяжении всего процесса кристаллизации, сушки и упаковки.

Эти критически важные контрольные точки напрямую влияют на трехэтапную систему контроля качества, описанную ниже, которая охватывает поступление материалов, мониторинг в процессе производства и выпуск готовой продукции.

Система контроля качества: от входного контроля до окончательного выпуска.

Контроль входящего качества

Для поступающего хитина требуется степень ацетилирования выше 90% по результатам титрования. Для поступающей глюкозы, используемой для ферментации, требуется чистота ≥99.5% по данным ВЭЖХ. В сертификате анализа поставщика должно быть указано содержание тяжелых металлов ниже 1 ppm.

Выборочный контроль осуществляется в соответствии со стандартом ANSI/ASQ Z1.4 Level II. Критические дефекты обозначаются числом приемлемости 0. Серьезные дефекты обозначаются уровнем допустимого качества AQL 0.65.

Аллергенность проверяется методом ИФА для тропомиозина с пределом количественного определения 2.5 ppm. Для ферментационных сред требуется заявление об отсутствии ГМО. Для всех технологических добавок животного происхождения требуется заявление о наличии ТСЭ/БСЭ.

Производственный контроль качества

Уровень pH измеряется каждые 2 часа в течение ферментации. Растворенный кислород поддерживается выше 30% насыщения. Биологическая нагрузка в ферментационной среде проверяется каждые 12 часов, при этом предельный уровень составляет менее 10 КОЕ/мл перед индукцией.

Анализ кристаллизационного маточного раствора проводится методом ВЭЖХ в потоке. Степень пересыщения контролируется на уровне 1.2–1.3. Размер кристаллов контролируется методом лазерной дифракции в каждой партии.

Для сушки используется псевдоожиженный слой при температуре на входе 60°C. Целевое содержание влаги на выходе составляет от 0.30% до 0.45%. Время сушки составляет от 90 до 120 минут на партию весом 300 кг.

Контроль качества готовой продукции и ее выпуск.

Готовый порошок N-ацетилглюкозамина проверяется в соответствии с полной таблицей технических характеристик. Относительное стандартное отклонение (RSD) для 10 образцов из одной партии должно быть ≤1.0%. Для выпуска партии требуется проверка качества по 12 параметрам.

Образцы для хранения составляют 200 г на партию. Срок хранения образцов для хранения составляет 12 месяцев после истечения срока годности. Программа обеспечения стабильности включает ускоренные испытания при температуре 40°C и относительной влажности 75% в течение 6 месяцев.

Предел разложения в ускоренных условиях составляет 0.3% для общего количества примесей. Для анализа тенденций требуется 3 последовательные партии с вариацией результатов анализа ниже 0.5%. Партии с результатами, не соответствующими спецификации, помещаются на карантин в соответствии с SOP-QA-08.

Сертификаты, подтверждающие соответствие стандартам, включают ISO9001, ISO22000, HACCP, FDA, HALAL, GMP, KOSHER, BRC, FSSC 22000, PJPH и Vegan. Документация включает заявления об аллергенах, остаточных растворителях и остатках пестицидов с концентрацией ниже 0.01 ppm.

Методы испытаний и аналитическая проверка

Идентификация осуществляется с помощью ИК-спектроскопии в соответствии с USP <197>. Для анализа методом ВЭЖХ используется колонка C18 с подвижной фазой ацетонитрил:вода 80:20. Для обеспечения пригодности системы требуется коэффициент асимметрии пика ниже 2.0.

Потеря массы при сушке определяется по USP <731> при 105°C. Остаток после прокаливания определяется по USP <281> при 600°C. Измерение pH проводится по USP <791> с использованием 2% раствора.

Количественное определение тяжелых металлов проводится методом ICP-MS в соответствии с USP <233>. Предел обнаружения свинца составляет 0.01 ppm. Микробиологические исследования проводятся в соответствии с USP <61> для подсчета и <62> для определения конкретных организмов.

Определение остатка белка производится методом Брэдфорда с пределом количественного определения 0.02%. Распределение частиц по размерам определяется методом лазерной дифракции согласно USP <429>. Насыпная плотность определяется по методу I USP <616>.

Совместимость рецептур и соответствие нормативным требованиям

N-ацетилглюкозамин стабилен при pH от 3.0 до 7.0. Скорость разложения при pH 8.0 в 2.5 раза выше, чем при pH 5.0. Хранение при температуре ниже 25°C ограничивает разложение до менее чем 0.2% в год.

В качестве совместимых вспомогательных веществ можно использовать микрокристаллическую целлюлозу PH102 и дигидрат дикальцийфосфата. Несовместимыми материалами являются окислители на основе перкарбоната натрия.

Эффективная дозировка для поддержания здоровья суставов составляет от 500 до 1000 мг в день. Дозировка для косметического применения составляет 500 мг в день на основе данных клинического исследования увлажнения в течение 4 недель. Максимальная загрузка жевательных конфет составляет 250 мг на 3 г конфеты без перекристаллизации.

Уведомление FDA о том, что данный продукт является безопасным (GRAS), имеет регистрационный номер GRN 000315 и предельное содержание 1000 мг на порцию. Разрешение ЕС на использование новых пищевых продуктов распространяется на материалы, полученные из Aspergillus niger, в соответствии с Регламентом 2015/2283. В Японии для одобрения нет верхнего предела в соответствии с Законом о санитарии пищевых продуктов.

В китайском справочнике сырья для здорового питания указана рекомендуемая суточная норма потребления от 0.7 до 1.4 г. Предприятия с производственной мощностью более 2,000 рецептур в год выпускают жевательные конфеты, капсулы, таблетки, порошки, жидкости и капли.

Таблица технических характеристик

FAQ

Каковы критерии приемлемости для анализа исходного сырья N-ацетилглюкозамина?

Критерий приемлемости составляет от 98.5% до 102.0% по данным ВЭЖХ в пересчете на сухое вещество.

Как контролируется риск развития аллергии на морепродукты на разных стадиях ферментации?

Для категории «Морепродукты» требуется, чтобы результат ИФА на тропомиозин был ниже 2.5 ppm, а также наличие маркировки аллергенов. Для категории «Ферментация» требуется веганская сертификация и отсутствие использования животных компонентов.

Какие методы внутрипроизводственного контроля обеспечивают стабильность качества от партии к партии?

Измерение pH каждые 2 часа, содержание растворенного кислорода выше 30%, анализ маточного раствора методом ВЭЖХ, а также целевая влажность при сушке от 0.30% до 0.45%.

Какую документацию по контролю качества должен предоставить производитель N-ацетилглюкозамина?

Сертификат анализа с 12 параметрами, определение тяжелых металлов методом ICP-MS, микробиологические исследования согласно USP <61> <62>, а также сертификаты ISO22000, FSSC 22000, GMP, BRC, HALAL, KOSHER.

Каковы типичные минимальные объемы заказа и варианты упаковки для оптовой поставки N-ацетилглюкозамина?

Минимальный объем заказа — 25 кг в фибровой бочке в двойном полиэтиленовом пакете с осушителем. Срок поставки со склада — от 15 до 25 дней.

Данная статья предоставлена ​​компанией Gothink Biology, производителем пищевых добавок и поставщиком сырья, расположенной в Шэньчжэне, Китай.

Компания Shenzhen Gothink Biology Technology Co., Ltd. предлагает услуги OEM, ODM, CMO и CDMO на предприятии, сертифицированном по стандарту GMP, с чистыми помещениями класса 100 000 и производительностью 16 тонн в день. Сертификация включает ISO9001, ISO22000, HACCP, FDA, HALAL, GMP, KOSHER, BRC, FSSC 22000, PJPH и Vegan. Команда разработчиков, возглавляемая учеными с опытом работы в качестве постдокторантов в лаборатории Колд-Спринг-Харбор и Университете Эмори, ежегодно разрабатывает более 2,000 рецептур в различных форматах: жевательные конфеты, капсулы, таблетки, порошки, жидкости и капли.

Для запроса сертификатов анализа, образцов или получения оптовых предложений посетите сайт https://gttsynbio.com/ или свяжитесь с нашей технической командой.