Hogyan fermentálódik a CoQ10?

Koenzim Q10 (koenzim Q10, CoQ10) egy zsírban oldódó kinonvegyület. Természetben előforduló koenzimként a CoQ10 nélkülözhetetlen antioxidáns és elektrontranszporter az emberi szervezet számára. Kritikus anyag a légzésben, amely fokozhatja az intracelluláris ATP-ellátást, csökkentheti a szabad gyököket a szervezetben, ellenáll az oxidációnak, késlelteti az öregedést és javítja a szervezet immunitását. A Q10 koenzimet széles körben használják az élelmiszeriparban, a gyógyászatban, a kozmetikumokban és az állati takarmányozásban, a piaci kereslet és a műszaki alkalmazások pedig növekszik.

Három fő módszer létezik a Q10 koenzim előállítására: az egyik a növényi és állati szövetekből történő extrakció; a második a kémiai szintézis módszere; a harmadik pedig a mikrobiális fermentációból való extrakciós módszer. Jelenleg a Q10 koenzim előállításának fő módja a fermentációs módszer, amely nemcsak a termelési léptéket bővítheti, hanem a termelékenység szempontjából is előnyt jelent.

A törzsek kiválasztása

Bár a természetben a mikrobiális sejtekben magas a Q10 koenzim tartalma, fermentációs terméke több koenzim Q10 homológ keveréke, ami a Q10 koenzim tisztításának magas költségét eredményezi. Ezért a koenzim Q10 fermentációs előállítása során a termelő törzsek kiválasztása az elsődleges kérdés. A fotoszintetikus baktériumok (a továbbiakban: PSB) koenzim Q10 tartalma általában magas. Osztályozási szempontból a PSB a Rhodospirillales, az Eubacteria, a Bacteria, a Rhodospirillales és a Chlorobacteria rendbe tartozik. Az előbbi Rhodothiobacteriaceae és Rhodospirillaceae csoportra oszlik. Ezért a Rhodospirillaceae baktériumok az egyik ideális választás a koenzim Q{5}}termelő törzsek számára. A vad típusú törzsek Q10 koenzim termelési kapacitása nem tudja kielégíteni a termelési igényeket, hagyományos mutagenezis és géntechnológiai technikákkal genetikailag módosíthatók.

A fermentációs körülmények optimalizálása

Amellett, hogy a metabolikus szabályozás elméletét nagy hozamú mutánsok kiválasztására vagy rekombináns törzsek megalkotására alkalmazzák a fermentációs hozam növelése érdekében, a termelő baktériumok fermentációs körülményeinek optimalizálása is fontos és hatékony módja a fermentációs hozam növelésének.

• A táptalaj optimalizálása

A koenzim Q10 fermentációja során a fermentáció optimalizálási kísérleteket a táptalaj összetételének meghatározásához különböző forrásokból származó szénforrások, nitrogénforrások, növekedési faktorok, szervetlen sók stb. Tanulmányok kimutatták, hogy a fémionok, különösen a Mg2+, Fe2+ és Mn2+, elősegítik a Q10 koenzim fermentációs termelését. Ezenkívül a prekurzorok jelentősen növelhetik a termékek hozamát, és bizonyos feltételek mellett szabályozhatják a bakteriális anabolizmust elősegítő termékek áramlását is. Beszámoltak arról, hogy a koenzim Q10 fermentációs termeléséhez hozzáadott prekurzorok közé tartozik a p-hidroxi-benzoesav, a mevalonát, az izopentanol és a geraniol.

• A kulturális feltételek optimalizálása

a. Keverés-levegőztetés

A keverés-levegőztetés hatása a koenzim Q10 hozamára a termelő törzstől függően változik. Az egyik az, hogy elősegítheti a koenzim Q10 fermentációs termelését; a másik, hogy gátló hatása van. Tanulmányok kimutatták, hogy az oxigén-korlátozott körülmények között szaporodó baktériumok citoplazmatikus membránja jól fejlett, többrétegű szerkezetű, és itt található a PSB fotoreakciós központja, ami magasabb Q10 koenzim tartalomhoz vezethet, mint a megfelelő oxigén mellett szaporodó baktériumoké. ellátási feltételek.

b. Fény

A Rhodospirillaceae baktériumok obligát anaerob bakteriális fotoszintézist és aerob légzést és fermentációt is végezhetnek. A Car és az Excell arról számolt be, hogy a PSB magas Q10-koenzim-termeléssel rendelkezik világos anaerob körülmények között, de ha sötét aerob kultúrára váltanak, a termelés meredeken csökken.

c. pH

A kezdeti pH-érték befolyásolja a szubsztrát bakteriális hasznosulásának sebességét és a sejt szerkezeti állapotát, ezáltal befolyásolja a baktériumok növekedési sebességét és a metabolitok változásait. Wang Genhua et al. rázólombikban végzett kísérletet Rhizobium leguminosarum-on, és megállapította, hogy a baktériumok savas körülmények között több Q10 koenzimet termelnek, mint lúgos körülmények között. Az intracelluláris Q10 koenzim mennyisége pH 5-nél a legmagasabb.

d. Termesztési idő

Yoshida et al. azt találták, hogy a koenzim Q10 tartalma magasabb volt, amikor a baktériumok a stabil időszak korai szakaszában voltak. Zhu Xufen et al. úgy vélte, hogy a baktériumok CoQ10-tartalma a tenyésztési idő növekedésével tovább nőtt, és a stabil időszak korai és középső szakaszában érte el a legmagasabb szintet, majd csökkenni kezdett.

• A képzési modell optimalizálása

A tenyésztési módok szakaszos fermentációra, szakaszos fermentációra, rátöltött szakaszos fermentációra, folyamatos fermentációra stb. vannak felosztva. A különböző tenyésztési módoknak megvannak az előnyei és hátrányai, és a tenyésztési mód közvetlenül befolyásolhatja a Q10 koenzim termelését. Jelenleg a fed-batch kultúra ígéretesebb. A betáplálás elkerülheti az anyagcsere-felhalmozódást, és nagyobb sejtsűrűséget érhet el, meghosszabbítja a fermentációs folyamatot, és nagy mennyiségű termék halmozódik fel. A koenzim Q{6}}termelő baktériumok légzési intenzitásának, a cukormetabolizmus és a koenzim Q10 termelés közötti összefüggés vizsgálata, valamint az oxigénellátás és a glükózellátás kinetikai elemzése során azt találták, hogy a glükóz alacsony koncentrációjának fenntartása az erjedési folyamat kedvez a termék képződésének. Ezért a Fed-batch kultúra is használható. A radioaktív rhizobia kutatása során kiderült, hogy a szacharózzal és megfelelő mennyiségű kukoricacsírával végzett kevert adagolású fermentáció jelentősen növelheti a Q10 koenzim termelését, és az intracelluláris Q10 koenzim tartalma 33%-kal nőtt.

Koenzim kivonásae Q10

Mivel a Q10 koenzim mikrobiális fermentációból nyert intracelluláris termék, az extrakció során először a sejtfalat kell megbontani. Ezért a sejtbontás az egyik kulcsfontosságú lépés a Q10 koenzim kinyerésében, amely közvetlenül befolyásolja a Q10 biológiai aktivitását, hozamát és költségét. Az irodalom áttekintése után azt találtuk, hogy számos módszer létezik a Q10 koenzim kinyerésére. Ez a cikk összefoglal és összehasonlít néhány gyakran használt extrakciós módszert.

• Elszappanosítási extrakciós módszer

Az elszappanosító extrakciós módszerrel a koenzim Q10 kivonatban található zsírsav-gliceridek és különböző szabad zsírsavak nagy mennyiségben kerülnek át a vizes fázisba, míg a zsírban oldódó Q10 koenzim a szerves fázisban marad, ill. ezután szerves oldószerrel extraháljuk. , ezáltal javítva tisztaságát és extrakciós kapacitását. Az elterjedt elszappanosításos extrakciós módszerek főként az alkohol-alkáli elszappanosításos extrakciós módszert és a lúgos elszappanosításos extrakciós módszert foglalják magukban.

a. Alkohol-alkáli elszappanosításos extrakciós módszer

Az alkohol-alkáli elszappanosításos extrakciós módszer általános módszere: először adjunk hozzá kb. 7%-os pirogallusavat a baktériumsejtekhez, majd lassan adjunk hozzá 1,3-1,5-szeres térfogatú nátrium-hidroxid-etanol oldatot, keverjük össze, majd adjuk hozzá. n-hexán. Az extrakcióhoz visszafolyató hűtő alatt forraljuk, majd gyorsan lehűtjük szobahőmérsékletre. Ezután megfelelő mennyiségű petroléterrel többszörösen extraháljuk, vízzel semlegesre mossuk, vízzel töményítjük, vákuumzúzzuk és rotációs bepárlással eltávolítjuk a szerves oldószert, végül abszolút etanollal oldjuk fel. Az alkohol-alkáli elszappanosítási módszerben az etanol jelenléte miatt a hosszú távú elszappanosítás a Q10 koenzimben a metoxicsoport, az etanolban az etoxicsoport transzpozíciójához vezethet, ami egyszeres vagy kettős etoxiszármazékokat eredményez.

b.Alkáli elszappanosításos extrakciós módszer

A lúgos elszappanosításos extrakció általános módszere a következő: először savas vizet adunk a baktériumokhoz, melegítjük, majd 3 órán át visszafolyató hűtő alatt forraljuk, majd lassan, bizonyos többszörösére hígított nátrium-hidroxidot adunk hozzá, majd egy ideig visszafolyató hűtő alatt forraljuk, és gyorsan lehűtjük. szobahőmérsékletű. Ezután 2-3 alkalommal adjuk hozzá a szerves oldószeres kilúgozást, vegyük ki a felülúszót és mossuk vízzel semlegesre, majd vegyünk vizet és sűrítsük le, vákuum-töményítést és rotációs bepárlással távolítsuk el a szerves oldószert, végül abszolút etanollal oldjuk fel. A lúgos elszappanosításos extrakciós módszerrel összehasonlítva, bár az oldat emulgeáló jelenséget idéz elő, a lúgos elszappanosításos extrakciós módszernél nagyobb a Q10 koenzim extrakciója, és kevesebb szennyeződés keletkezik.

• Sejtroncsolásos extrakciós módszer

a. Szerves oldószeres keverés és zúzás extrakciós módszer

A szerves oldószeres keverés és aprításos extrakció általános módszere a következő: először a nedves baktériumsejteket és az acetont adjunk egy főzőpohárba, keverjük össze mágneses keverőrúddal, centrifugáljuk és öntsük ki a felülúszót, majd rotációs bepárló segítségével koncentráljuk a felülúszót 50 fokon. , majd adjunk hozzá petróleumot Extract éterrel vagy n-hexánnal, majd az extraktumot rotációs bepárlóval sűrűre koncentráljuk. folyékony. Végül adjunk hozzá abszolút etanolt, és fagyasszuk le a hűtőszekrényben, hogy elválasszuk a szennyeződéseket, például a koleszterint. Szűrjük és nyerjük ki a szűrletet.

b. Darálás, zúzás és extrakciós módszer

Az őrlési és zúzási extrakciós módszer általános módja a következő: először a nedves baktériumsejteket mozsárba szedjük, kis mennyiségű kvarchomokot, acetont és antioxidánsokat adunk hozzá, hogy gyorsan őröljük, egy ideig őröljük, majd centrifugáljuk, majd öntsük a felülúszót. centrifugálás, majd petróleum hozzáadása után éteres vagy n-hexános extraktumot, majd az extraktumot rotációs bepárlóban sűrű folyadékká koncentráljuk. Végül adjunk hozzá abszolút etanolt, és fagyasszuk le a hűtőszekrényben, hogy elválasszuk a szennyeződéseket, például a koleszterint. Szűrjük és nyerjük ki a szűrletet.

c. Ultrahangos aprítási és extrakciós módszer

Az ultrahangos zúzás és extrakció általános módszere a következő: először a nedves baktériumsejtekhez acetont kell adni, hogy baktériumszuszpenziót készítsünk, majd ultrahangos sejtroncsolóval törjük össze a baktériumsejteket jégfürdő körülményei között, végül centrifugáljuk az extrakcióhoz.

A szabad gyökök szerepe scbosszúálló

A Q koenzim egy energiaátalakító a sejtek mitokondriumában. Részt vesz a "trikarbonsav-ciklusban" azáltal, hogy elektronokat ad át és továbbít, hogy ATP-t (adenozin-trifoszfátot) termeljen, vagyis a sejtanyagcsere energiatényezőjét. Kísérletek kimutatták, hogy miután a szervezetben a Q10 koenzim alkohollá válik, közvetlenül reagálhat a peroxid szabad gyökökkel a VE regenerálására, és önállóan és szinergikusan antioxidáns szerepet tölt be.

Az öregedéssel járó immunfunkció csökkenése a szabad gyökök és a szabadgyök-reakciók eredménye. A Q10 koenzim erős antioxidánsként képes gátolni az immunsejteken lévő receptorok és sejtek differenciálódását szabad gyökök hatására önmagában vagy B6-vitaminnal (piridoxinnal) kombinálva, valamint aktivitással összefüggő módosító hatással van a mikrotubulusrendszerre, erősíti az immunrendszert. , és késlelteti az öregedést.

A bőr védelmének szerepe

A Q10 koenzim behatol a bőr növekedési rétegébe, hogy gyengítse a fotonok oxidációs reakcióját, és a tokoferol segítségével specifikus foszforilált tirozin kinázokat aktiválhat. Megakadályozza a DNS oxidatív károsodását, gátolja a kollagenáz expresszióját az emberi bőr fibroblasztjaiban ultraibolya fény alatt, és védi a bőrt a károsodástól. Kiterjedt kutatások azt mutatják, hogy a Q10 koenzim gátolja a lipidperoxidációt, csökkenti a szabad gyökök képződését, megvédi a SOD aktív centrumát és szerkezetét a szabad gyökök oxidatív károsodásától, növeli az enzimek, például a SOD aktivitását a szervezetben, gátolja az oxidatív stressz által kiváltott sejtapoptózist. , és jelentős antioxidáns hatással bír.

Immunerősítés

A Q10 koenzim egy természetes antioxidáns és sejtanyagcsere-indító, amelyet maguk a sejtek termelnek. Feladata a biológiai membránszerkezet integritásának védelme és helyreállítása, valamint a membránpotenciál stabilizálása. A szervezet nem specifikus immunerősítője, így kiváló fáradtság gátló hatást mutat. A Q10 koenzim jó és egészséges állapotban tartja a sejteket, így a szervezet tele van életerővel és agyerővel.

Fokozza az izomenergia hatását

Tanulmányok kimutatták, hogy napi 100-150 mg Q10 koenzim pótlása jelentősen javíthatja az izomdisztrófiában szenvedők állapotát. A kemény fizikai gyakorlat csökkenti a vér Q10 koenzim tartalmát, napi 60 mg-os pótlása pedig javíthatja a sportolók funkcióját. Sok túlsúlyos embernél nagyon alacsony a Q10 koenzim szintje, és a pótlás segíthet a fogyásban. A Q10 koenzim ugyanis felgyorsíthatja a zsíranyagcserét, bőséges energiaellátást biztosítva a végtagoknak és az agynak, és növelve a vitalitást.

(1) Élelmiszer mező

A Q10 koenzimet az élelmiszeriparban is széles körben használják. Hozzáadják bizonyos élelmiszerekhez, például táplálék-kiegészítőkhöz, italokhoz, kenyérhez, cukorkákhoz stb., hogy növeljék azok tápértékét. Ezenkívül az élelmiszerek antioxidáns tulajdonságainak javítására is használják, ami segít megelőzni az élelmiszerek megromlását és romlását.

(2) Orvosi terület

A Q10 koenzimet az orvostudományban is széles körben használják, és fontos szerepet játszik az emberi egészség megőrzésében. Különféle betegségek kezelésére használják, mint például szívbetegségek, rák, neurodegeneratív betegségek stb. Tanulmányok kimutatták, hogy a Q10 koenzim javítja a szív egészségét, csökkenti a fáradtságot, javítja az immunitást, és öregedésgátló hatással bír.

(3) Kozmetikai terület

A Q10 koenzimet különféle kozmetikumokban is használják antioxidáns és gyulladáscsökkentő tulajdonságai miatt. Ezek a tulajdonságok lassíthatják a bőr öregedését, és javíthatják a bőr ragyogását és rugalmasságát. A Q10 koenzim számos bőrápoló termék és szépségápolás fontos összetevője.

(4) Haszonállat takarmánymező

Az állattenyésztésben a Q10 koenzim takarmányban is használatos. A Q10 koenzimet a haszonállatok és baromfifélék, például sertések és csirkék takarmányához adják, hogy elősegítsék növekedésüket és fejlődésüket, javítsák a hús és a tojás minőségét, valamint fokozzák a betegségekkel szembeni ellenálló képességet. Ugyanakkor javíthatja a reproduktív teljesítményt és növelheti a szaporodási arányt. Tanulmányok kimutatták, hogy a Q10 koenzim növelheti az állatok növekedési ütemét és hozamát, valamint fokozhatja betegségekkel szembeni ellenálló képességüket. Ezért széles körben használják az állattenyésztési takarmányokban a gazdasági előnyök javítása érdekében.

A Q10 koenzim biológiai hozzáférhetőségének fokozása érdekében fontos, hogy a különböző alkalmazási igények alapján válasszuk ki a megfelelő készítményeket, amelyek lehetővé teszik a jobb felszabadulást és a szervezeten belüli működést. Az elválasztási és extrakciós technológiai platformunkra támaszkodva a HSF Biotech Q10 koenzimet állít elő hidegvizes diszperziós mikrokapszulázási technológiával. Ez biztosítja a stabil teljesítményt, a nyomokban lévő szennyező anyagok szigorú ellenőrzését és a jó folyóképességet. Hideg vízben gyorsan eloszlik, így alkalmas különféle alkalmazásokhoz, például szilárd italokhoz, gumicukorokhoz és premixekhez. Kombinálható E-vitaminnal/növényi olajokkal, és széles körben alkalmazzák többek között funkcionális élelmiszerekben és lágy kapszulákban.

További részletekért forduljon hozzánk:

Email:sales@healthfulbio.com

Whatsapp: +86 18992720900