بتائین با فرمول مولکولی (C۵H۱۱NO۲) و شناسه پاپ کم ۲۴۷، یک اسید آمینه اصلاح شده متشکل از گلیسین با سه گروه متیل است،به دلیل وجود اسید آمینه گلایسین در ساختار بتائین،این ماده دو قطبی شده است.
بتائین در آب،اتانول و ایزو پروپانول محلول است ولی در روغن های معدنی نامحلول است. معمولاً غلظت های ۳ تا ۲۰ درصد آن استفاده می شود و با همه انواع سورفکتانت ها سازگاری دارد.
این ماده یک سورفکتانت آمفوتری است و یک سر آنیونی و یک سر کاتیونی دارد.خواص کف کنندگی این ماده بسیار مطلوب بوده و کف پایدار و نرمی ایجاد می کند.
بتائین در بدن ساخته می شود و در عملکرد کبد و تولید مثل سلولی نقش مهمی دارد. همچنین به بدن در ساخت اسید آمینه ای به نام هموسیستئین کمک می کند؛ این اسید آمینه در عملکرد طبیعی خون، استخوان، چشم ها، قلب، ماهیچه ها، اعصاب و مغز نقش دارد.
انواع بتائین:
بتائین با توجه به منبع استخراجی،به ۲ نوع تقسیم می شود
۱. بتائین خوراکی:
بتائین به صورت طبیعی در بسیاری از مواد خوراکی همچون چغندر اسفناج،گندم و… وجود دارد.با روش های گوناگون می توان بتائین موجود در ساختار این مواد را استخراج کرد.همچنین مصرف روزانه حدود ۱ گرم تا ۲.۵ گرم از مواد خوراکی حاوی بتائین،نیاز بدن به این ماده را تامین می کند.
۲. بتائین صنعتی:
بتائین صنعتی که با نام تری متیل گلایسین (TMG) نیز شناخته میشود یک ترکیب طبیعی است که کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد. این ماده عمدتاً برای استفاده در خوراک دام، داروسازی، لوازم آرایشی و بهداشتی و بخشهای غذا و نوشیدنی تولید میشود.
بازار بتائین شاهد چندین کاربرد نوظهور است که رشد و توسعه آن را در بخشهای مختلف شکل میدهد:
۱. بتائین در محصولات مراقبت شخصی
جایگزینهای سورفکتانت: بتائین به عنوان جایگزینی برای سورفکتانتهای خشنتر در محصولات مراقبت شخصی، به ویژه در شامپوها و پاککنندههای پوست استفاده میشود. ملایمت آن، آن را برای پوستهای حساس، به ویژه در محصولات کودک و فرمولاسیونهای فوق ملایم مناسب میسازد.
خواص مرطوبکنندگی: قدرت ترکیبات حاوی بتائین در حفظ آب، جذابیت آن را در لوازم آرایشی را بسیار زیاد کرده و باعث استفاده از آن در لوسیونها و کرمها شده است.
۲. رشد در محصولات مغذی و مکملهای غذایی
فواید سلامتی: علاقه مصرفکنندگان به بتائین برای فواید بالقوه آن برای سلامتی، از جمله حمایت از سلامت قلب و عروق و عملکرد کبد، افزایش یافته است. این امر منجر به افزایش گنجاندن بتائین در مکملهای غذایی با هدف بهبود متابولیسم و کاهش سطح هموسیستئین شده است.
مکملهای دارویی: از آنجا که جامعه مدرن به دنبال جایگزینهای طبیعی برای حفظ سلامت هستند، انتظار میرود تقاضا برای مکملهای حاوی بتائین به طور قابل توجهی افزایش یابد.
۳. کاربردهای متنوع دیگر بتائین:
فراتر از لوازم آرایشی و مکملهای غذایی، بتائین در محصولات صنعتی مانند رنگها، مواد شوینده، پوششها و پلاستیکها کاربرد پیدا میکند. این تنوع به رشد بازار کمک میکند. به عنوان مثال، استفاده از بتائین در خوراک دام به دلیل خواص تنظیم اسمزی آن نیز در حال افزایش است، زیرا به بهبود سلامت و بهرهوری دام کمک میکند.
♦ از طریق استنشاق، بلع یا جذب پوستی می تواند مضر باشد.
♦ باعث تحریک پوست، چشم ها و سیستم عصبی می شود.
♦ در صورت استنشاق، محیط کار را ترک و هوای تازه تنفس کنید.
♦ در صورت تماس با پوست، به مدت ۱۵ دقیقه با آب فراوان و صابون آن محل را شستشو دهید.
♦ هنگام تماس با چشم ها، به مدت ۱۵ دقیقه با آب فراوان چشم ها را شستشو دهید و به پزشک مراجعه کنید.
♦ برای خاموش کردن آتش حاصل از این ماده از فوم الکل مقاوم، کربن دی اکسید، آب یا اسپری مواد شیمیایی خشک استفاده کنید.
♦ هنگام کار از چکمه های لاستیکی، عینک ایمنی، و دستکش های لاستیکی سنگین استفاده کنید.
♦ تولید صنعتی و استفاده از این ماده، باعث انتشار آن در محیط از طریق جریان های مختلف زباله می شود. اگر در خاک رها شود، انتظار می رود تحرک بسیار بالایی داشته باشد. هیچ اطلاعاتی در مورد تجزیه بیولوژیکی هوازی این ماده در آب و خاک پیدا نشده است. بهتر است آن را در محیط زیست رها نکرده و از روش های مناسب برای دفع آن استفاده کنید.
بتائین صنعتی به طور کلی برای استفاده در کاربردهای مختلف، ایمن است، آگاهی از عوارض جانبی و عوارض احتمالی مرتبط با استفاده از آن ضروری است. افراد باید واکنشهای خود را کنترل کنند و در صورت تجربه هرگونه عارضه جانبی، با متخصصان مراقبتهای بهداشتی مشورت کنند.
استفاده از بتائین صنعتی، بتائین پودری و بتائین هیدروکلراید (شکل اسیدی بتائین)، میتواند منجر به عوارض و عوارض جانبی متعددی شود.
۱. واکنشهای آلرژیک
برخی از افراد ممکن است واکنشهای آلرژیک به بتائین را تجربه کنند که میتواند به صورت کهیر، تنگی تنفس، یا تورم صورت، لبها، زبان یا گلو ظاهر شود. این واکنشها نیاز به مراقبت فوری پزشکی دارند.
کوکامیدوپروپیل بتائین (CAPB): نوع خاصی از بتائین که در محصولات مراقبت شخصی استفاده میشود، ممکن است به دلیل وجود ناخالصیهای ناشی از فرآیند تولید آن، به ویژه آمینواسید و ۳-دیمتیلآمینوپروپیلآمین، باعث تحریک پوست یا واکنشهای آلرژیک شود[۱][۲].
۲. تحریک پوست و چشم
واکنشهای پوستی: استفادهکنندگان از محصولاتی که حاوی بتائین هستند، ممکن است ناراحتی پوستی، از جمله احساس کشیدگی، قرمزی، خارش یا التهاب را تجربه کنند. این امر به ویژه در بین افراد با پوست حساس یا شرایطی مانند درماتیت آتوپیک شایع است[۲].
تحریک چشم: اگر محصولاتی که حاوی بتائین هستند با چشمها تماس پیدا کنند، ممکن است باعث تحریک شوند که با درد، قرمزی و تورم مشخص میشود[۱].
۳. مشکلات گوارشی
بتائین هیدروکلراید: این شکل میتواند سطح اسید معده را افزایش دهد و به طور بالقوه منجر به سوزش سر دل یا تحریک پوشش معده شود. به دلیل خطر تشدید وضعیت، برای افراد مبتلا به زخمهای گوارشی توصیه نمیشود.
اثرات کلی گوارشی: سایر عوارض جانبی گوارشی بتائین ممکن است شامل تهوع و ناراحتی شکمی هنگام مصرف بیش از حد باشد.
۴. اثرات عصبی: برخی از کاربران عوارض جانبی عصبی ناشی از مصرف بتائین مانند ضعف عضلانی، مشکلات حافظه، تغییرات در وضعیت ذهنی و مشکلات گفتار یا تعادل را گزارش کردهاند. این علائم کمتر شایع هستند، اما در صورت تجربه، احتیاط و مشورت با یک ارائه دهنده مراقبتهای بهداشتی ضروری است.
۵. مصرف چه مقدار بتائین ایمن است؟
در حالی که مطالعات هیچ عارضه جانبی قابل توجهی را در دوزهای حدود ۴ گرم در روز برای افراد سالم نشان نداده است، خطر عوارض جانبی در دوزهای بالاتر بتائین یا استفاده طولانی مدت بدون نظارت پزشکی وجود دارد.
بتائین چطور تولید میشود؟
بتائین صنعتی از ۲ روش اصلی تولید میشود: استخراج طبیعی از محصولات جانبی چغندر قند و سنتز شیمیایی بتائین.
۱. استخراج طبیعی بتائین از محصولات جانبی چغندر قند
این روش از محصولات جانبی فرآوری چغندر قند، مانند ویناس (Vinasse)، که سرشار از بتائین هست، استفاده میکند. در این روش، چغندرها برای استخراج قند فرآوری میشوند و ویناس به عنوان محصولات جانبی باقی میمانند. این محصولات جانبی تحت تکنیکهای جداسازی پیشرفته، از جمله فیلتراسیون، کروماتوگرافی و کریستالیزاسیون، برای جداسازی بتائین قرار میگیرند. بتائین تصفیهشده سپس خشک میشود تا بتائین کریستالی تولید شود.
شرکتهایی مانند دوپونت و نواسپ از فناوریهای اختصاصی برای استخراج بتائین از ویناس استفاده میکنند. به عنوان مثال، فرآیند نواسپ شامل کروماتوگرافی برای تصفیه و بازیافت مواد باقیمانده برای استفاده به عنوان کود یا خوراک دام است. این روش پایدار است زیرا جریانهای زباله از صنعت قند را دوباره مورد استفاده قرار میدهد و اثرات زیستمحیطی را به حداقل میرساند.
۲. سنتز شیمیایی بتائین
این روش شامل سنتز بتائین یا مشتقات آن (به عنوان مثال، بتائین هیدروکلراید) با استفاده از واکنشهای شیمیایی است. مواد اولیه کلیدی این روش شامل:
- تریمتیلآمین (TMA)
- اسید مونوشلورو استیک (MCAA)
- کربنات سدیم (Na₂CO₃)
میباشد. TMA در محلول آبی با MCAA واکنش میدهد و بتائین هیدروکلراید را تشکیل میدهد. و این مخلوط تحت تبخیر و تبادل یونی قرار میگیرد تا بتائین از محصولات جانبی مانند NaCl جدا شود. محلول بتائین تصفیهشده خشک میشود تا بتائین بیاب کریستالی به دست آید. تولید بتائین بیآب مصنوعی شامل مراحل متعدد: واکنش، تبخیر، تبادل یونی و خشک کردن است. این فرآیند میتواند به خلوص تا ۸۰٪ با بازده بالا دست یابد.
بازار جهانی خرید وفروش بتائین رشد قابل توجهی را تجربه میکند که ناشی از افزایش تقاضا در بخشهای مختلف، از جمله خوراک دام، محصولات مراقبت شخصی و مکملهای غذایی است. پیشبینی میشود که بازار جهانی بتائین از تقریباً ۴.۱ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۴ به ۴.۳۴ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۵ افزایش یابد که نشان دهنده نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) ۵.۹ درصدی است.
پیشبینیها نشان میدهد تا سال ۲۰۲۹، اندازه بازار به ۵.۶۸ میلیارد دلار برسد و به CAGR: ۶.۹% را در طول دوره پیشبینی ثبت کند.
پودر بتائین برای حفظ پایداری و اثربخشی خود به شرایط نگهداری و مراقبت خاصی نیاز دارد.
شرایط نگهداری بتائین پودری
۱. دما:
پودر بتائین را در مکانی خنک و خشک، ایدهآل بین ۲ تا ۸ درجه سانتیگراد نگهداری کنید تا پایداری آن حفظ شود و از تخریب ناشی از نوسانات دما جلوگیری شود.
۲. رطوبت:
به یاد داشته باشید پودر بتائین، جاذب رطوبت است؛ به این معنی که بتائین حتی رطوبت هوا را هم میتواند جذب کند. بنابراین، برای جلوگیری از کلوخه شدن یا تخریب، باید در یک محیط خشک نگهداری شود.
۳. ظرف:
برای نگهداری بتائین از ظروف کاملاً دربسته استفاده کنید تا از قرار گرفتن در معرض هوا و رطوبت به حداقل برسد.
اقدامات احتیاطی در هنگام کار با بتائین
۱. تهویه: هنگام کار با بتائین، از تهویه کافی اطمینان حاصل کنید تا از ایجاد گرد و غبار و خطرات استنشاق آن کاسته شود.
۲. حفاظت شخصی: از تجهیزات حفاظت شخصی مناسب، مانند دستکش و محافظ چشم، برای جلوگیری از تماس با پوست و چشم استفاده کنید.
۳. پیشگیری از واکنشهای خطرناک: بتائین را از اکسیدکنندههای قوی و سایر مواد ناسازگار که میتوانند منجر به واکنشهای خطرناک شوند، دور نگه دارید.
شرایط کلی انبارش بتائین
۱. بررسی منظم و دورهای: به طور منظم، ظروف نگهداری بتائین را از نظر نشتی و علائم تجمع رطوبت یا آلودگی بررسی کنید.
۲. تمیز کردن نشتی بتائین: در صورت نشت پودر بتائین، بلافاصله با استفاده از مواد خنثی (ن اسید، نه باز) ، آن را تمیز کنید و طبق قوانین زبالهها را دفع کنید.