Dimetil dikarbonat, yeni nesil ısıl işlem gerektirmeyen sterilizasyon teknolojileri araştırmalarında en çok ilgi gören konulardan biri haline gelmiştir.
Dimetil dikarbonat, oda sıcaklığında yüksek konsantrasyonda keskin bir kokuya sahip renksiz bir sıvıdır.
Dimetil dikarbonat, öncelikle içecek koruyucu, işleme yardımcısı veya sterilizan olarak kullanılır ve maya, bakteri veya küf gibi içecekleri bozan tipik mikroorganizmalara karşı oldukça etkilidir.
CAS Numarası: 4525-33-1
Moleküler Formül: C4H6O5
Moleküler Ağırlık: 134.09
EINECS Numarası: 224-859-8
Eş anlamlılar: metilpirokarbonat; oksidiformik asit dimetil ester; velcorin; DİKARBONİK ASİT DİMETİL ESTER; DİMETİL DİKARBONAT; DİMETİL PİROKARBONAT; DimetilDikarbonat (Dmdc); PİROKARBONİK ASİT DİMETİL ESTER
Dimetil dikarbonat, diğer adıyla viguolin, ülkemizdeki gıda katkı maddesi kullanım standartlarında kullanılmasına izin verilen bir tür meyve suyu içecek koruyucusudur (INS No. 242).
Normal veya düşük sıcaklık koşullarında bile, Dimetil Dikarbonat (DMDC), meyve suyu içeceklerindeki birçok bulaşıcı bakteriyi öldürme konusunda güçlü bir yeteneğe sahiptir ve antiseptik etkisi, bakterilerdeki temel enzim proteinlerinin DMDC tarafından değiştirilmesi ve etkisiz hale getirilmesiyle yakından ilişkilidir.
Diğer fiziksel sterilizasyon teknolojileriyle karşılaştırıldığında, dimetil dikarbonat kullanımı düşük maliyetli, basit ve güvenlidir ve ürünün tadını, kokusunu ve rengini etkilemez.
Dimetil dikarbonat, içeceklerde ve sıvı ürünlerde mikrobiyal kontrol ajanı (koruyucu) ve sterilizasyon ajanı olarak yaygın olarak kullanılan organik bir karbonat esteridir.
Dimetil dikarbonatın kimyasal formülü C₄H₆O₅'dir.
Dimetil dikarbonat, dialkil dikarbonatlar sınıfına aittir.
Dimetil dikarbonat, merkezi bir karbonil yapısı ile birbirine bağlanan iki metil karbonat grubundan oluşur.
Dimetil dikarbonat, reaktif karbonil (C=O) grupları içerir.
Bu da onu nükleofillere karşı son derece reaktif hale getirir.
Dimetil dikarbonat fiziksel olarak hafif ester benzeri bir kokuya sahip renksiz bir sıvı olarak görünür.
Suda az çözünür ve birçok organik çözücüyle karışabilir.
Dimetil dikarbonat nispeten uçucudur.
Dimetil dikarbonat, özellikle maya, bakteri ve küflere karşı güçlü antimikrobiyal aktivite gösterir.
Dimetil dikarbonat, mikrobiyal enzimleri etkisiz hale getirir.
Bu, içeceklerin bozulmasını önler.
Dimetil dikarbonat, sulu sistemlerde oldukça reaktif ve kısa ömürlüdür; hızla metanol ve karbondioksite hidrolize olur.
Bu ayrışma, uygulama sonrasında gerçekleşir.
Dimetil dikarbonat minimum düzeyde kalıntı bırakır.
Dimetil dikarbonat, soğuk sterilizasyon ajanı olarak işlev görür; yani ısı işlemine gerek kalmadan dezenfeksiyon yapabilir.
Bu, ürünlerin lezzetini ve kalitesini korur.
Bu, içeceklerde önemlidir.
Dimetil dikarbonat suda kimyasal olarak kararsızdır ve proteinler ve enzimler gibi nükleofillerle hızla reaksiyona girer.
Dimetil dikarbonat dikkatli kullanılmalıdır.
Dimetil dikarbonat, özellikle içecek işleme sistemlerinde soğuk sterilizasyon ve koruma amacıyla kullanılan reaktif bir antimikrobiyal ester olarak tanımlanabilir.
Erime noktası: 15–17°C
Kaynama noktası: 45–46 °C / 5 mm Hg (literatür)
Yoğunluk: 25 °C'de 1,25 g/mL (literatürde belirtilmiştir)
Buhar basıncı: 0,7 hPa (20 °C)
Kırılma indisi: n20/D 1.392 (literatürde)
Parlama noktası: 80 °C
Saklama sıcaklığı: +30°C'nin altında saklayın.
Çözünürlük: 35 g/L (ayrışma)
Şekil: Yağ
Renk: Renksiz
Patlama limiti: %3–29,9 (V)
Suda Çözünürlük: 35 g/L (ayrışma)
BRN: 956715
Stabilite: Neme Duyarlı
InChI: 1S/C4H6O5/c1-7-3(5)9-4(6)8-2/h1-2H3
InChIKey: GZDFHIJNHHMENY-UHFFFAOYSA-N
GÜLÜMSEMELER: O(C)C(=O)OC(=O)OC
LogP: 0.082 (tahmini)
Dimetil dikarbonat, şişelenmiş şaraplarda maya önleyici olarak kullanılmak üzere FDA tarafından onaylanmıştır (FR 21 Ekim 1988).
Dimetil dikarbonat oldukça reaktiftir ve çeşitli reaktif gruplarla (sülfhidril, hidroksil, amino ve karboksil gibi) kimyasal olarak reaksiyona girebilir.
Araştırmacılar, bu çalışmalar kapsamında pirokarbonat bileşikleri ile enzim proteinleri arasındaki reaksiyonun özelliklerine odaklandılar.
Sonuçlar, enzim proteini ile pirokarbonat bileşikleri arasındaki reaksiyonda, enzim proteinindeki histidin kalıntılarındaki imidazol grubunun esas olarak metil (veya etil) oksiformil imidazol grubu oluşturma reaksiyonunda rol oynadığını göstermektedir.
Ek olarak, yapılan çalışmalar, birçok enzimin (örneğin sığır beyni dokusu süksinat semialdehit redüktazı, nükleik asit hidrolazı, alkol dehidrojenazı vb.) pirokarbonat bileşikleri tarafından modifiye edildiğini, enzim aktivitelerinin önemli ölçüde azaldığını ve enzim aktivitesinin düştüğünü de ortaya koymuştur.
Proteindeki histidin modifikasyon derecesi önemli bir korelasyona sahiptir.
Dimetil dikarbonat, karbonil grupları nedeniyle yüksek elektrofillik gösterir ve bu da onu nükleofillere karşı oldukça reaktif kılar.
Dimetil dikarbonat, amino, hidroksil ve sülfhidril gruplarıyla kolayca reaksiyona girer.
Bu, antimikrobiyal mekanizmasının temelini oluşturmaktadır.
Dimetil dikarbonat, temel mikrobiyal enzimleri etkisiz hale getirerek, hayati metabolik süreçleri engeller.
Bu durum, mikroorganizmaların hızla ölmesine veya engellenmesine yol açar.
Dimetil dikarbonat düşük konsantrasyonlarda etkilidir.
Dimetil dikarbonat, sulu ortamlarda hızlı hidrolize uğrayarak metanol ve karbondioksit oluşturur.
Bu reaksiyon genellikle ilave edildikten kısa bir süre sonra gerçekleşir.
Dimetil dikarbonat minimum düzeyde kalıntı aktiviteye neden olur.
Hızlı bozunması nedeniyle, dimetil dikarbonat uzun süreli kalıcılık göstermeden geçici antimikrobiyal etki sağlar.
Dimetil dikarbonat nihai üründe kalıcı değildir.
Bu durum gıda uygulamalarında avantajlıdır.
Dimetil dikarbonat, özellikle asidik içeceklerde olmak üzere, geniş bir pH aralığında etkilidir.
Bu etken, meyve suları ve gazlı içecekler gibi ürünlerde kendini göstermektedir.
Bu da çok yönlülüğünü artırır.
Dimetil dikarbonat genellikle filtrasyon veya hafif koruyucular gibi diğer koruma yöntemleriyle birlikte kullanılır.
Bu, genel mikrobiyal kontrolü iyileştirir.
Dimetil dikarbonat ürün güvenliğini destekler.
Dimetil dikarbonat, hızla parçalandığı ve tadı veya aromayı önemli ölçüde değiştirmediği için duyusal etkisi düşüktür.
Bu, ürün kalitesini korur.
Dimetil dikarbonat, içecek uygulamalarında önemlidir.
Dimetil dikarbonatın hassas dozajlanması ve kontrollü eklenmesi gerekir; aşırı miktarlar istenmeyen reaksiyonlara yol açabilir.
Genellikle şişelemeden hemen önce eklenir.
Dimetil dikarbonat, yüksek reaktifliğe sahip, hızlı etkili, hızlı hidrolizli ve minimum kalıntı bırakan bir antimikrobiyal ajandır; bu özelliğiyle içecek ve sıvı sistemlerinde kısa süreli sterilizasyon için idealdir.
Dimetil Dikarbonatın Kullanım Alanları:
Şarapta brettanomyces ile mücadelede kullanılan bir kimyasal olan dimetil dikarbonat (DMDC), katkı maddesi olarak sınıflandırılır. DMDC, alkolsüz aromalı içeceklerin, alkolsüz şarabın ve sıvı çay konsantresinin korunmasında 250 mg/L'ye kadar giriş miktarlarında kullanılmasına izin verilir. Proteinlerde bulunan nükleofilik gruplara karşı reaktivitesi nedeniyle, bunlara kolayca bağlanır; bu da enzimler söz konusu olduğunda, bunların ve dolayısıyla mikroorganizmaların inaktivasyonuna yol açar. Sulu bir ortamda, birkaç saat içinde metanol ve karbondioksite tamamen hidrolize olur.
AB Direktifi, içeceklerde dimetil dikarbonat kalıntılarının tespit edilemediği yönünde bir açıklama içermektedir.
Dimetil dikarbonat, şarapta; hazır içilebilir çaylarda; meyve suyu içermeyen içeceklerde; meyve suyu, meyve aroması veya her ikisini içeren ve meyve suyu içeriği %50'yi geçmeyen gazlı, seyreltik içeceklerde kullanılan bir mikrobiyal kontrol ajanıdır.
Dimetil dikarbonat, geniş bir yelpazedeki mikroorganizmalara karşı yaygın olarak kullanılan bir antimikrobiyal ajandır.
DMDC'nin birincil hedef mikroorganizmaları arasında Saccharomyces, Zygosaccharomyces, Rhodotorula, Candida, Pichia, Torulopsis, Torula, Endomyces, Kloeckera ve Hansenula gibi mayalar yer almaktadır.
Dimetil dikarbonat, Acetobacter pasteurianus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, çeşitli Lactobacillus türleri ve Pediococcus cerevisiae dahil olmak üzere birçok türe karşı bakterisidal etkiye sahiptir. DMDC'nin ayrıca Escherichia coli O157:H7'ye karşı da bakterisidal olduğu gösterilmiştir.
Dimetil dikarbonatın antimikrobiyal etkisi, esas olarak protein imidazol ve amin gruplarıyla reaksiyon yoluyla mikrobiyal enzimlerin etkisiz hale getirilmesinden kaynaklanır ve bu da mikroorganizmaların yok edilmesine yol açar.
Geriye kalan tepkimeye girmemiş DMDC, hızla metanol ve karbondioksite ayrışır.
Dimetil dikarbonatın (DMDC) aktivitesi hidroliz hızına bağlıdır. Hidroliz, DMDC'nin su ile reaksiyona girmesiyle gerçekleşir ve hızı içeceğin veya şarabın sıcaklığına bağlıdır.
DMDC'nin tamamen parçalanması 10°C'de (50°F) yaklaşık dört saat veya 20°C'de (68°F) iki saat sürer.
Dimetil dikarbonat, mikrobiyal bozulmayı önleyerek içeceklerin stabilitesini sağlamak için kullanılır.
Dimetil dikarbonat, şarap, elma şarabı, bira karışımları veya sert alkollü içecekler gibi çeşitli alkolsüz ve alkollü içeceklerde kullanılabilir. Proteinlerin metoksikarbonilasyonu yoluyla içecekleri bozan mikroplar öldürülür.
Dimetil dikarbonat, içecek endüstrisinde soğuk sterilizasyon maddesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Dimetil dikarbonat, gazlı içeceklere, meyve sularına ve buzlu çaylara eklenir.
Bu, ısı işlemine gerek kalmadan mikrobiyal bozulmayı önler.
Şarap üretiminde maya ve mikrobiyal büyümeyi kontrol etmek için kullanılır.
Dimetil dikarbonat, fermantasyon sonrasında şarabın stabilitesini sağlamaya yardımcı olur.
Bu, ürün kalitesini korur.
Dimetil dikarbonat, aromalı sular ve enerji içecekleri gibi alkolsüz içeceklerde kullanılır.
Bakterileri, mayaları ve küfleri engeller.
Hazır içecek (RTD) ürünlerinde, ambalajlama sırasında mikrobiyal kontrol sağlar.
Dimetil dikarbonat genellikle şişelemeden hemen önce eklenir.
Bu, ürün güvenliğini sağlar.
Dimetil dikarbonat, düşük asitli ve hafif asitli içeceklerde diğer koruma yöntemleriyle birlikte kullanılır.
Dimetil dikarbonat, genel antimikrobiyal etkinliği artırır.
Bu, ürünün istikrarını destekler.
Dimetil dikarbonat, şuruplar ve bazı sıvı formülasyonlar gibi sıvı gıda ürünlerinde kullanılır.
Dimetil dikarbonat kirlenmeyi önlemeye yardımcı olur.
İlaç ve kozmetik sıvı formülasyonlarında mikrobiyal kontrol ajanı olarak kullanılabilir.
Ürün sterilitesinin korunmasına yardımcı olur.
Bu, ürün güvenliğini destekler.
Dimetil dikarbonat, hızlı mikrobiyal inaktivasyonun gerekli olduğu sıvıların endüstriyel işlenmesinde de kullanılır.
Dimetil dikarbonat, etkili kısa süreli sterilizasyon sağlar.
Dimetil dikarbonat, özellikle içeceklerde, sıvı gıdalarda ve ısı işleminin istenmediği hassas formülasyonlarda olmak üzere, hızlı, soğuk sterilizasyon ve kısa süreli antimikrobiyal kontrolün gerekli olduğu her yerde kullanılır.
Dimetil dikarbonat, şişeleme ve aseptik dolum işlemlerinde üretim sürecinin son aşamasında mikrobiyal kontrolü sağlamak için kullanılır.
Ambalajlamadan önce üretim hattında dozajı ayarlanır.
Bu, depolama sırasında kirlenmeyi önler.
Aromalı alkollü içecekler ve elma şarapları gibi özel ve el yapımı içeceklerde, tadı değiştirmeden ürünlerin stabilitesini sağlamaya yardımcı olur.
Maya aktivitesinin kalıntılarını kontrol eder.
Bu, ürünün tutarlılığını korur.
Dimetil dikarbonat, düşük koruyucu içerikli veya koruyucu içermeyen formülasyonlarda kullanılır.
Dimetil dikarbonat, uzun süreli etkili katkı maddeleri gerektirmeden mikrobiyal koruma sağlar.
Bu, temiz etiketli ürünleri destekler.
Dimetil dikarbonat, içecek konsantrelerinde ve şuruplarında depolama ve seyreltme sırasında mikrobiyal büyümeyi engellemek için kullanılır.
Dimetil dikarbonat, ürün kalitesini zaman içinde korur.
Fonksiyonel içeceklerde ve besleyici içeceklerde, hassas formülasyonları bozulmaya karşı korur.
Dimetil dikarbonat, aktif bileşenleri önemli ölçüde etkilemeden etki gösterir.
Bu, ürünün bütünlüğünü korur.
Dimetil dikarbonat, raf ömrünün uzatılmasının kritik önem taşıdığı ihracata yönelik içecek üretiminde kullanılır.
Bu, taşıma sırasında mikrobiyal istikrarı sağlar.
Bu, küresel dağıtımı destekler.
Dimetil dikarbonat, hızlı mikrobiyal kontrol için pilot ölçekli ve endüstriyel ölçekli işleme hatlarında kullanılmaktadır.
Dimetil dikarbonat, otomatik dozaj sistemlerine kolayca entegre olur.
Bu, üretim verimliliğini artırır.
Kombine koruma sistemlerinde, filtrasyon, hafif koruyucular veya kontrollü pH ile birlikte çalışır.
Dimetil dikarbonat genel etkinliği artırır.
Dimetil dikarbonat, özellikle yüksek kalite ve stabilite gerektiren içecekler ve sıvı ürünlerde, son işlem ve paketleme sırasında hızlı ve kalıntı bırakmayan mikrobiyal kontrolün gerekli olduğu her yerde kullanılır.
Dimetil Dikarbonatın Güvenlik Profili:
Dimetil dikarbonat günümüzde birçok ülkede koruyucu madde olarak kullanılmaktadır, ancak toksik olması nedeniyle özel uygulama ekipmanlarının kullanılması gerekmektedir.
Dimetil dikarbonat, bir üründe CHgOH ve CO2'ye ayrışır ve maksimum eklenme hızı tipik olarak %0,025 ağırlıkçadır.
Dimetil dikarbonat, içecek endüstrisinde dolumun son aşamalarında içeceklerdeki mikrobiyal kontrolü desteklemek amacıyla kullanılır.
Dimetil dikarbonat, daha önce diğer teknolojilerle canlı mikroorganizma yükü azaltılmış içeceklere, şişeleme, konserveleme veya diğer son ambalajlama biçimlerinden hemen önce eklenir.
Dimetil dikarbonat, esas olarak yüksek reaktivitesi, hidroliz öncesi toksisitesi ve bozunma sırasında metanol salma özelliği nedeniyle önemli tehlikeler oluşturmaktadır.
Bu işlem, sıkı güvenlik kontrolleri altında gerçekleştirilmelidir.
Cilt teması, özellikle konsantre sıvılar söz konusu olduğunda, tahrişe veya kimyasal yanıklara neden olabilir.
Dimetil dikarbonat, elektrofilik yapısı nedeniyle cilt proteinleriyle reaksiyona girebilir.
Koruyucu eldiven ve giysiler olmazsa olmazdır.
Gözle temas, ciddi tahrişe veya gözde ciddi hasara yol açabilir.
Belirtiler arasında ağrı, kızarıklık ve olası yaralanma yer alır.
Suyla derhal ve uzun süreli durulama hayati önem taşır.
Dimetil dikarbonat buharlarının solunması büyük bir tehlikedir, çünkü solunum yollarını tahriş edebilir.
Belirtiler arasında öksürük, boğaz tahrişi ve nefes darlığı yer alır.
Yüksek düzeyde maruz kalma ciddi solunum yolu rahatsızlıklarına yol açabilir.