SPEZIFIKATION
Vitamin B1 spielt eine Schlüsselrolle im menschlichen Energiestoffwechsel und findet breite Anwendung in Lebensmittelzusatzstoffen, Nahrungsergänzungsmitteln und Arzneimitteln. Allerdings ist dieser lebenswichtige Nährstoff in der industriellen Produktion bekanntermaßen problematisch: Seine einzigartige Molekularstruktur macht ihn sehr anfällig für den Abbau durch äußere Umwelteinflüsse, was häufig zu Überschreitungen der Gehaltsstandards und zu übermäßigen Verunreinigungen in den Endprodukten führt. Dies stellt eine zentrale Herausforderung für die Hersteller dar.
Die Ursache der Instabilität: einzigartige chemische Struktur
Vitamin B1 besteht aus einem Pyrimidinring und einem Thiazolring, die über eine Methylenbrücke verbunden sind. Das Molekül enthält zwei wichtige reaktive Gruppen: die Aminogruppe am Thiazolring und die Hydroxylgruppe am Pyrimidinring. Diese beiden Gruppen fungieren als “Schwachstellen” und sind bei Kontakt mit Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen oder Chemikalien sehr anfällig für Hydrolyse, Oxidation oder Umlagerungsreaktionen.
Herausforderungen in der gesamten Produktionskette aufgrund von Instabilität
In der Produktion wird die Stabilität von Vitamin B1 in jeder Phase geprüft, von der Rohstoffvorbehandlung bis zur Verpackung des Endprodukts. Während der Lagerung des Rohmaterials kann der Kontakt mit Oxidationsmitteln (wie Vitamin C und Zitronensäure) oder Metallionen (wie Eisen und Kupfer) Redoxreaktionen auslösen und so zu einem Rückgang des wirksamen Gehalts führen. Auch die Auswahl der Hilfsstoffe ist im Herstellungsprozess zu einem entscheidenden Faktor für die Stabilität geworden. Einige Füllstoffe enthalten Spuren von Feuchtigkeit, die langsam Wasser abgeben und mit Vitamin B1 reagieren können. Bestimmte Bindemittel können Komplexe mit Vitamin B1 bilden und dessen Wiederfindungsrate bei Tests beeinträchtigen. Schließlich können die hohen Temperaturen und Drücke im Sterilisationsprozess den Ausschlag geben und dazu führen, dass die nationalen Normen für den Vitamin-B1-Gehalt im Endprodukt nicht eingehalten werden.
Wie lässt sich die Stabilitätsherausforderung lösen?
Im Bereich der Produktionsumgebungskontrolle nutzen Unternehmen üblicherweise Werkstätten mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit (Temperatur 20–25 °C, relative Luftfeuchtigkeit 45–55 µT) sowie Vakuum- oder Stickstoffverpackungen für Rohstoffe und Fertigprodukte, um Feuchtigkeit und Sauerstoff auszuschließen. Die Auswahl und Optimierung von Hilfsstoffen stellt einen weiteren entscheidenden Fortschritt dar. Die Industrie verwendet heute überwiegend wasserfreie Hilfsstoffe (wie z. B. wasserfreie Lactose und mikrokristalline Cellulose) und fügt Stabilisatoren hinzu, um Oxidations- und Hydrolysereaktionen zu hemmen. Im Hinblick auf die Formulierungsprozesse hat der Einsatz von Technologien wie Niedertemperaturgranulation und Wirbelschichttrocknung thermische Schäden während der Produktion effektiv reduziert. Auch die Weiterentwicklung der Detektionstechnologie hat die Stabilitätskontrolle unterstützt. Die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) hat mit ihrer hohen Trenneffizienz und Detektionsgenauigkeit die traditionelle UV-Spektrophotometrie als Standardmethode für den Vitamin-B1-Nachweis abgelöst.
