Hoe wordt creatine-monohydraat geproduceerd? Productieproces, grondstoffen en kwaliteitscontrole

Wanneer we creatine monohydrate van verschillende leveranciers vergelijken, kan de productnaam exact hetzelfde zijn, terwijl de partijgegevens verschillen.

Een COA kan creatine tonen rond 58 ppm. Een andere kan slechts enkele ppm tonen. Een standaard 200-mesh poeder kan ook een zeer verschillende bulkdichtheid hebben dan een superfijne graad.

De nuttige vraag is dus niet alleen hoe creatine monohydrate wordt gemaakt. Bij inkoop is het ook zinvol om te begrijpen welke onderdelen van de productie invloed kunnen uitoefenen op de eindpartij.

De best gedocumenteerde industriële route begint met natrium- of kaliumsarcosinaat en cyanamide. In gepubliceerde octrooien wordt vervolgens de reactie, kristallisatie, scheiding, wasbehandeling en droging beschreven, voordat het materiaal wordt verwerkt tot de vereiste deeltjesgrootte.[1][2][3]

Waaruit wordt creatinemonohydraat gemaakt?

Creatine komt van nature voor in het lichaam en in dierlijke voedingsmiddelen, maar commercieel creatinemonohydraat voor supplementen wordt meestal vervaardigd in plaats van uit vlees geëxtraheerd.

Voor industriële productie zijn natriumsarcosinaat en cyanamide de twee grondstoffen die het vaakst worden genoemd in gepubliceerde processen.

Het BASF-octrooi US6759553B1 beschrijft bijvoorbeeld de reactie van natrium- of kaliumsarcosinaat met cyanamide in een waterig systeem. De aangewezen reactieomstandigheden in dat octrooi zijn basisch, met name rond pH 9–10, hoewel het octrooi een breder bedrijfsbereik omvat.[1]

Een eerder octrooi, US5719319, beschrijft ook de route via sarcosinaat en cyanamide.[2]

Dit betekent niet dat elke fabriek precies hetzelfde recept volgt.

Eén producent kan natrium-sarcosinaat kopen als tussenproduct. Een andere producent bereidt het stof zelf op in een vroeg stadium van de productie.

Reactieconcentratie, pH-regeling, toevoersnelheid, zuiveringsapparatuur en terugwinningsystemen kunnen allemaal verschillen.

Dat onderscheid is belangrijk bij het lezen van productieclaims op internet. De chemie kan goed bekend zijn, maar een octrooi van één bedrijf mag niet worden voorgesteld als de exacte productiemethode van elke creatinefabrikant.

Vitaquest ’s overzicht van de productie beschrijft ook natriumsarcosinaat en cyanamide als de voornaamste grondstoffen die worden gebruikt voor de commerciële productie van creatinepoeder.[4]

Hoe wordt creatinemonohydraat vervaardigd?

Op fabrieksniveau kan het proces ingewikkeld zijn. Vanuit het oogpunt van een koper ’vanuit zijn oogpunt is het echter eenvoudiger om het proces in drie delen te volgen: reactie, isolatie van de kristallen en eindverwerking tot poeder.

De reactie komt eerst

De sarcosinaatoplossing wordt gebracht onder de vereiste reactieomstandigheden en cyanamide wordt toegevoegd.

Hier beginnen pH, temperatuur, concentratie en reactietijd van belang te worden.

Het BASF-octrooi geeft een brede reactiebandbreedte van 20-150 ℃ en pH 7-14, maar geeft smallere aangewezen bereiken aan. In één voorbeeld werd de oplossing van natrium-sarcosinaat afgesteld op pH 9, verwarmd tot 75 ℃, en een cyanamide-oplossing werd gedurende meerdere uren toegevoegd.[1]

Die cijfers zijn nuttig om de chemie te begrijpen, maar mogen niet letterlijk worden overgenomen in een leveranciersspecificatie alsof elke fabriek bij 75 ℃。

Een nieuwere Chinese patentbeschrijving beschrijft een andere route met voorbereiding van natrium-sarcosinaat, pH-aanpassing en reactie met cyanamide vóór kristallisatie.[3]

De algemene chemie is vergelijkbaar, maar het installatieontwerp hoeft niet identiek te zijn.

Vervolgens moet het creatine worden geïsoleerd

Het voltooien van de reactie betekent nog niet dat het product klaar is.

Creatine moet nog uit het vloeibare reactiesysteem worden gehaald.

Gepubliceerde processen doen dit over het algemeen door de oplossing af te koelen totdat creatine-monohydraat kristalliseert. In het voorbeeld van BASF wordt het reactiemengsel afgekoeld, het gevormde creatine gefilterd, met water gewassen en vervolgens gedroogd.[1]

Het Chinese octrooi beschrijft vloeistof-vastescheiding, wassen, centrifugaal ontwateren en drogen onder verminderde druk.[3]

Dit deel van de productie verdient meer aandacht dan het doorgaans krijgt in leveranciersbrochures.

Een goede reactie is slechts een deel van het werk. De kristallen moeten nog steeds van de moederoplossing worden gescheiden en gewassen voordat ze worden gedroogd. Sommige processen kunnen ook recrystallisatie gebruiken als extra zuiveringsstap.[1]

Voor kopers helpt dit uitleggen waarom twee producten kunnen beiden creatine-monohydraat worden genoemd, maar toch verschillende onzuiverheidsresultaten vertonen.

Van creatinekristallen naar creatinepoeder

Na het drogen moet het materiaal nog worden omgezet in de fysieke graad die door de klant is besteld.

Hier komen termen zoals 80 mesh, 200 mesh, gemicroniseerd en ultra-fijn in beeld.

Malen of micronisatie verandert de korrelgrootte. Het verandert niet automatisch de onderliggende chemische zuiverheid.

Dat klinkt vanzelfsprekend, maar het is één van de eerste dingen die verwarring veroorzaken bij het vergelijken van creatineproducten.

We kunnen het verschil duidelijk zien in de echte leveranciers-COAs.

Een partij Natural Field met een zeefmaat van 200 mesh toonde een losse dichtheid van 465 g/L en een aangestampte dichtheid van 880 g/L.

Een supermicrograad van dezelfde fabrikant toonde een losse dichtheid van 330 g/L en een aangestampte dichtheid van 510 g/L.

Dat is een significatief fysiek verschil.

Dit zegt ons niet dat de ene graad chemisch zuiverder is dan de andere. Het zegt ons dat de poeders zich tijdens vullen, mengen, verpakken of formulering niet noodzakelijkerwijs op dezelfde manier gedragen.

Om die reden moeten korrelgrootte en chemische zuiverheid afzonderlijk worden gecontroleerd.

Kopers die inkopen bulk creatine-monohydraatpoeder moet daarom zowel de specificaties voor korrelgrootte als de gegevens over chemische kwaliteit beoordelen, in plaats van deze als één en dezelfde kwaliteitsparameter te beschouwen.

Wat vertellen DCD, DHT en creatinine ons?

Hier wordt een creatine-COA veel nuttiger dan een eenvoudige verklaring van "99% zuiverheid".

De sectie over verwante stoffen kan DCD, DHT, creatinine en ongespecificeerde onzuiverheden bevatten.

Dicyandiamide verdient bijzondere aandacht, omdat oudere creatineoctrooiliteratuur meldt dat cyanamide onder alkalische omstandigheden concurrerende reacties ondergaat, waaronder dimerisatie tot dicyandiamide. [2]

Dat betekent niet dat een DCD-resultaat ons precies kan vertellen hoe een fabriek een bepaalde partij heeft geproduceerd.

Het betekent wel dat er een technische reden is om het resultaat te onderzoeken in plaats van alles behalve het gehalte (assay) te negeren.

Een andere 200-mesh-partij van Natural Field rapporteerde 0,0003 % DCD, 0,0001 % creatinine, geen gedetecteerde DHT en 0,002 % totale onzuiverheden.

Beide fabrikanten meldden dat hun partijen aan de toepasselijke specificatie voldeden.

Dit is een goed voorbeeld van waarom wij de daadwerkelijke testresultaten verkiezen boven alleen een limiet zoals "NMT 0,01 %".

Een specificatie geeft aan waar de acceptatielijn ligt.

Het partijresultaat geeft aan wat daadwerkelijk is gemeten.

Wat moeten we controleren op een Certificaat van Analyse (COA) voor creatinemonohydraat?

Het gehalte (assay) is meestal het eerste cijfer dat een koper ziet, maar het is slechts één onderdeel van onze COA-beoordeling. Bijvoorbeeld: Twee COA’s geleverd aan koper specificeer een assaybereik van 98,0 –102,0% op droge basis, met betrekking tot USP of USP –NF. De gerapporteerde resultaten waren 100,14% voor de eerste COA batch en 99,98% voor de tweede COA batch. Beide resultaten vielen binnen de bereiken vermeld op hun respectievelijke COA’s. Het hogere cijfer alleen maakt nog niet één batch tot de betere keuze.

We controleren ook welke verwante stoffen zijn getest en hoe hun resultaten zich verhouden tot de eisen van de koper. Voor creatinemonohydraat kan dit DCD, DHT en creatinine omvatten. De sectie over zware metalen vereist dezelfde zorg: individuele resultaten voor lood, arseen, cadmium en kwik zijn nuttiger voor beoordeling dan een algemene verklaring zonder de onderliggende cijfers.

Voor voedsel- of supplementtoepassingen beoordelen we de microbiologische resultaten die op het partij-COA staan vermeld. Deze kunnen betrekking hebben op het totale aantal kolonievormende eenheden, gist en schimmels, en specifieke organismen zoals Escherichia coli, Salmonella en Staphylococcus aureus. Vervolgens bekijken we de fysische eigenschappen, waaronder de deeltjesgrootte, de losdichtheid en de aangestampte dichtheid. Deze gegevens helpen een fabrikant te beoordelen hoe het poeder zich tijdens de productie gedraagt; zij vervangen geen gehaltebepaling of onzuiverheidstests.

Waarom “USP-kwaliteit ”Is slechts een uitgangspunt

De “USP-kwaliteit ”van een leverancier geeft aan welke specificatie wij moeten onderzoeken. Het beantwoordt niet alle inkoopvragen. Twee partijen kunnen voldoen aan hun opgegeven gehaltespecificaties, maar toch verschillende onzuiverheidsresultaten of fysische eigenschappen vertonen.

De volgende vraag is hoe het materiaal zal worden gebruikt. Een capsulefabrikant moet mogelijk nauwlettend letten op dichtheid en stromingsgedrag. Een koper met interne limieten voor DCD of creatinine heeft de meetresultaten per partij nodig. Waar een klant of afzetmarkt specifieke zware-metalenlimieten stelt, vergelijken wij die limieten met de partij-COA en eventuele beschikbare onafhankelijke testrapporten.

Daarom verzoekt FULIBAI om partijspecifieke documenten voordat wordt bevestigd of een creatinemonohydraatgraad aan de eisen van een klant voldoet.

Testen door derden

Een leveranciers-COA is doorgaans het eerste bewijs dat een koper ter beschikking heeft.

Voor een nieuwe bron, een grotere commerciële bestelling of een klant met een specifieke kwaliteitseis kan een onafhankelijk laboratorium een extra laag verificatie toevoegen.

Voor creatinemonohydraat kan het onderzoeksprogramma, afhankelijk van het project, assay, verwante stoffen, zware metalen en microbiologie omvatten.

Onafhankelijke testen en partijkwaliteitsverificatie

Onafhankelijk derdepartijtesten kunnen extra verificatie bieden van de kwaliteit van creatinemonohydraat, bovenop het standaard Certificaat van Analyse (COA) van de leverancier.

Voor partij 20260820 werd een creatinemonohydraatmonster van FULIBAI onafhankelijk getest door SGS. De tests omvatten gerelateerde verontreinigingen, elementaire verontreinigingen en microbiologische parameters, volgens de methoden van USP-NF en USP <233>.

Belangrijke resultaten waren:

- Creatinine: 88 mg/kg

- Dicyandiamide (DCD): Niet gedetecteerd

- Dihydrotriazine (DHT): Niet gedetecteerd

- Lood (Pb): Niet gedetecteerd

- Cadmium (Cd): Niet gedetecteerd

- Arsenic (As): Niet gedetecteerd

- Kwik (Hg): Niet gedetecteerd

- Totale aerobe microbiele telling: 35 CFU/g

- Totale gecombineerde schimmel- en gisttelling: <10 CFU/g

- Staphylococcus aureus: Niet gedetecteerd

- Salmonella: Niet gedetecteerd

- Escherichia coli: Niet gedetecteerd

Deze resultaten bieden partijspecifieke gegevens van een onafhankelijke derde partij over belangrijke gerelateerde verontreinigingen, zware metalen en microbiologische parameters. Voor groothandelskopers kan de test van een onafhankelijke derde partij worden gebruikt naast het partij-COA en de productspecificaties bij de beoordeling van creatinemonohydraat voor supplementenproductie.

Informatie over tests door een onafhankelijke derde partij en ondersteunende kwaliteitsdocumentatie kan op aanvraag worden verstrekt aan gekwalificeerde B2B-klanten.

Een paar vragen die we stellen voordat we kopen

Wanneer we een creatinebron beoordelen, is de vraag "Kunt u USP-kwaliteit leveren?" op zichzelf niet voldoende.

We willen ook weten welke deeltjesgrootteklassen beschikbaar zijn, of het COA van de werkelijke partij is, of DCD/DHT/creatinine worden getest, hoe de deeltjesgrootte wordt geverifieerd, of individuele zware metalen en microbiologie zijn opgenomen, en of een representatief monster kan worden verstrekt vóór de commerciële bestelling.

Voor gemicroniseerd materiaal kunnen bulkdichtheid en aangestampte dichtheid eveneens nuttig zijn.

Die vragen vertellen ons meestal veel meer over een leverancier dan een zuiverheidsclaim op een productpagina.

Veelgestelde vragen

1.Welke grondstoffen worden normaal gesproken gebruikt voor de productie van creatinemonohydraat?

Natriumsarcosinaat en cyanamide zijn de meest gangbare uitgangsmaterialen die in commerciële creatinemonohydraatproductie worden gedocumenteerd. Industriële octrooien beschrijven de reactie van deze stoffen in waterige systemen onder gecontroleerde alkalische omstandigheden, voordat het creatine wordt gekristalliseerd en geïsoleerd. [1][2]

2.Is gemicroniseerd creatine zuiverder dan 200-mesh creatine?

Niet noodzakelijkerwijs. Micronisatie is een stap om de deeltjesgrootte te verkleinen. Zuiverheid moet afzonderlijk worden beoordeeld op basis van assay- en onzuiverheidsresultaten. Verschillende deeltjesgrootten kunnen ook verschillende bulkdichtheden en aangestampte dichtheden vertonen, zelfs wanneer beide producten voldoen aan hun chemische specificatie.

Een nota voor kopers van creatine

De productieroute is nuttige achtergrondinformatie, maar de afgewerkte partij is wat u daadwerkelijk koopt.

Daarom besteden we aandacht aan beide zijden van het product: chemische gegevens zoals assay, DCD, DHT en creatinine, en fysieke gegevens zoals deeltjesgrootte en dichtheid.

Abulk Creatine Monohydraat een leverancier die een actuele partij-COA kan verstrekken, duidelijke fysieke specificaties biedt en onafhankelijke testen kan uitvoeren indien nodig, geeft een koper veel meer handvatten dan een eenvoudige claim als "99%+ creatine".

Neem contact op met het FULIBAI-team om uw gewenste deeltjesgrootte, kwaliteitsspecificaties, verpakking en bestelhoeveelheid te bespreken.

Referenties

1. BASF Aktiengesellschaft. Proces voor de bereiding van creatine of creatinemonohydraat. Amerikaans octrooi US6759553B1. Het octrooi beschrijft de route via natrium-/kaliumsarcosinaat en cyanamide, reactieomstandigheden, kristallisatie, filtratie, wassen en drogen. Bron

2. SKW Trostberg AG. Proces voor de bereiding van creatine of creatinemonohydraat. Amerikaans octrooi US5719319A. Bespreekt de synthese van creatine uit sarcosinaat en cyanamide, evenals overwegingen rond bijreacties. Bron

3. CN115260047A. Bereidingsmethode voor creatinemonohydraat. Beschrijft de bereiding van natriumsarcosinaat, de reactie met cyanamide, kristallisatie, scheiding, wassen, ontwatering en drogen. Bron

4. Vitaquest International. Hoe wordt creatinepoeder gemaakt? Inzichten voor supplementmerken. Behandelt commerciële grondstoffen, kristallisatie, drogen, malen en kwaliteitstests vanuit een industrieel perspectief. Bron

5. Caloong Chemical. Productieproces van creatinemonohydraat. Een commercieel overzicht van de productie van creatine en productieoverwegingen. Bron