Kako se CoQ10 fermentira?

Koenzim Q10 (koenzim Q10, CoQ10) je jedinjenje kinona rastvorljivo u mastima. Kao prirodni koenzim, CoQ10 je esencijalni antioksidans i transporter elektrona za ljudsko tijelo. To je kritična supstanca u disanju, koja može poboljšati opskrbu intracelularnog ATP-a, smanjiti slobodne radikale u tijelu, oduprijeti se oksidaciji, pomoći u odlaganju starenja i poboljšati imunitet tijela. Koenzim Q10 se široko koristi u oblasti hrane, medicine, kozmetike i stočne hrane, a potražnja na tržištu i tehničke primjene se povećavaju.

Postoje tri glavne metode za proizvodnju koenzima Q10: jedna je metoda ekstrakcije iz biljnih i životinjskih tkiva; druga je metoda hemijske sinteze; a treći je metoda ekstrakcije iz mikrobne fermentacije. Trenutno, glavna metoda za proizvodnju koenzima Q10 je metoda fermentacije, koja ne samo da može proširiti obim proizvodnje, već i imati prednost u pogledu produktivnosti.

Odabir sojeva

Iako je sadržaj koenzima Q10 u mikrobnim ćelijama u prirodi visok, njegov proizvod fermentacije je mješavina više homologa koenzima Q10, što rezultira visokim troškovima za pročišćavanje koenzima Q10. Stoga, u fermentacionoj proizvodnji koenzima Q10, odabir proizvodnih sojeva je primarni problem. Sadržaj koenzima Q10 u fotosintetskim bakterijama (u daljem tekstu PSB) je generalno visok. U smislu klasifikacije, PSB pripada redu Rhodospirillales, redu Eubacteria, Redu Bacteria, Redu Rhodospirillales i Red Chlorobacteria. Prvi se dijeli na Rhodothiobacteriaceae i Rhodospirillaceae. Stoga su bakterije Rhodospirillaceae jedan od idealnih izbora za sojeve koji proizvode koenzim Q{5}}. Kapacitet proizvodnje koenzima Q10 sojeva divljeg tipa ne može zadovoljiti proizvodne potrebe, te se mogu genetski modificirati korištenjem konvencionalne mutageneze i tehnika genetskog inženjeringa.

Optimizacija uslova fermentacije

Pored upotrebe teorije metaboličke kontrole za odabir visokoprinosnih mutanata ili konstruisanje rekombinantnih sojeva za povećanje prinosa fermentacije, optimizacija uslova fermentacije proizvodnih bakterija je takođe važan i efikasan način za povećanje prinosa fermentacije.

• Optimizacija podloge za kulturu

U fermentaciji koenzima Q10, eksperimenti optimizacije fermentacije se izvode odabirom izvora ugljika, izvora dušika, faktora rasta, neorganskih soli, itd. iz različitih izvora kako bi se odredio sastav podloge za kulturu. Istraživanja su pokazala da metalni joni, posebno Mg2+, Fe2+ i Mn2+, podstiču fermentacijsku proizvodnju koenzima Q10. Osim toga, prekursori mogu značajno povećati prinos proizvoda i, pod određenim uvjetima, također mogu kontrolirati protok proizvoda bakterijskog anabolizma. Prijavljeno je da prekursori dodani fermentacijskoj proizvodnji koenzima Q10 uključuju p-hidroksibenzojevu kiselinu, mevalonat, izopentanol i geraniol.

• Optimizacija kulturnih uslova

a. Agitacija-aeracija

Efekti agitacije-aeracije na prinos koenzima Q10 variraju u zavisnosti od proizvodnog soja. Jedan je da može podstaći proizvodnju koenzima Q10 fermentacijom; drugi je da ima inhibitorni efekat. Istraživanja su pokazala da je citoplazmatska membrana bakterija uzgojenih u uvjetima ograničenim kisikom dobro razvijena i ima višeslojnu strukturu, a ovdje se nalazi fotoreakcioni centar PSB-a, što može dovesti do većeg sadržaja koenzima Q10 od bakterija uzgojenih u dovoljnoj količini kisika. uslovi snabdevanja.

b. Light

Rhodospirillaceae bakterije mogu obavljati i obaveznu anaerobnu bakterijsku fotosintezu i aerobno disanje i fermentaciju. Car i Excell su izvijestili da PSB ima visoku proizvodnju koenzima Q10 u svijetlim anaerobnim uvjetima, ali kada se pređe na tamnu aerobnu kulturu, proizvodnja će naglo pasti.

c. pH

Početna pH vrijednost će utjecati na brzinu bakterijskog iskorištavanja supstrata i strukturno stanje ćelije, čime će utjecati na brzinu rasta bakterija i promjene u metabolitima. Wang Genhua i dr. izvršio eksperiment s protresajućim tikvicom na Rhizobium leguminosarum i otkrio da bakterije proizvode više koenzima Q10 u kiselim nego u alkalnim uslovima. Količina intracelularnog koenzima Q10 najveća je pri pH 5.

d. Vrijeme kultivacije

Yoshida et al. otkrili da je sadržaj koenzima Q10 bio veći kada su bakterije bile u ranoj fazi stabilnog perioda. Zhu Xufen et al. također vjeruju da je sadržaj CoQ10 u bakterijama nastavio da raste sa povećanjem vremena uzgoja, dostižući najviši nivo u ranim i srednjim fazama stabilnog perioda, a zatim je počeo da opada.

• Optimizacija modela obuke

Načini uzgoja se dijele na šaržnu fermentaciju, šaržnu fermentaciju sa napajanjem, šaržnu fermentaciju sa napajanjem, kontinuiranu fermentaciju, itd. Različiti načini uzgoja imaju svoje prednosti i nedostatke, a način uzgoja može direktno utjecati na proizvodnju koenzima Q10. Trenutno, kultura hranjenja više obećava. Fed-batch može izbjeći metabolizam-akumulaciju i dobiti veću gustinu ćelija, produžiti proces fermentacije i akumulirati veliku količinu proizvoda. Kroz proučavanje respiratornog intenziteta bakterija koje proizvode koenzim Q10-, korelacije između metabolizma šećera i proizvodnje koenzima Q10, te kinetičke analize opskrbe kisikom i glukoze, ustanovljeno je da održavanje niske koncentracije glukoze tokom proces fermentacije je pogodan za stvaranje proizvoda. Stoga se može koristiti i Fed šaržna kultura. Istraživanje radioaktivne rizobije pokazalo je da mješovita fermentacija sa saharozom i odgovarajućom količinom tekućine od kukuruznog bilja može značajno povećati proizvodnju koenzima Q10, a njegov intracelularni sadržaj koenzima Q10 je povećan za 33%.

Ekstrakcija koenzimae Q10

Pošto je koenzim Q10 intracelularni proizvod dobijen mikrobnom fermentacijom, ćelijski zid treba prvo da se poremeti tokom procesa ekstrakcije. Stoga je prekid ćelija jedan od ključnih koraka u ekstrakciji koenzima Q10, koji direktno utiče na biološku aktivnost, prinos i cenu koenzima Q10. Nakon pregleda literature, otkrili smo da postoji mnogo metoda za ekstrakciju koenzima Q10. Ovaj članak sažima i uspoređuje nekoliko najčešće korištenih metoda ekstrakcije.

• Metoda ekstrakcije saponifikacije

Metodom ekstrakcije saponifikacijom se velika količina netopivih komponenti poput glicerida masnih kiselina i raznih slobodnih masnih kiselina sadržanih u ekstraktu koenzima Q10 prenosi u vodenu fazu, dok koenzim Q10 topiv u mastima ostaje u organskoj fazi, a se zatim ekstrahuje pomoću organskog rastvarača. , čime se poboljšava njegova čistoća i kapacitet ekstrakcije. Uobičajene metode ekstrakcije saponifikacijom uglavnom uključuju alkoholno-alkalnu metodu ekstrakcije saponifikacijom i metodu ekstrakcije alkalne saponifikacije.

a. Alkoholno-alkalna metoda ekstrakcije saponifikacije

Opća metoda ekstrakcije alkoholno-alkalne saponifikacije je: prvo dodajte pirogalnu kiselinu sa masenim udjelom od oko 7% u bakterijske ćelije, zatim polako dodajte 1,3-1,5 puta volumen otopine natrijum hidroksida-etanola, promiješajte, a zatim dodajte n-heksan. Refluksirati za ekstrakciju i brzo ohladiti na sobnu temperaturu. Zatim upotrijebite odgovarajuću količinu petrolej etera za višestruku ekstrakciju, isperite vodom do neutralne, koncentrirajte vodom, usitnite u vakuumu i rotirajući isparite da biste uklonili organski rastvarač i konačno otopite apsolutnim etanolom. U alkoholno-alkalnoj metodi saponifikacije, zbog prisustva etanola, dugotrajna saponifikacija može dovesti do transpozicije metoksi grupe u koenzimu Q10 i etoksi grupe u etanolu, što rezultira pojedinačnim ili dvostrukim etoksi derivatima.

b. Metoda ekstrakcije alkalne saponifikacije

Opća metoda ekstrakcije alkalne saponifikacije je: prvo dodajte kiselu vodu bakterijama, zagrijte i refluksirajte u vodenoj kupelji 3 sata, polako dodajte natrijum hidroksid razrijeđen na određeni broj, zatim refluksirajte neko vrijeme i brzo ohladite do sobnoj temperaturi. Zatim 2 do 3 puta dodajte ispiranje organskim rastvaračem, uzmite supernatant i isperite ga vodom do neutralnog stanja, zatim uzmite vodu i koncentrat, vakuumsku koncentraciju i rotaciono isparavanje da biste uklonili organsko otapalo, i na kraju ga otopite apsolutnim etanolom. U poređenju s metodom ekstrakcije alkalnom saponifikacijom, iako otopina proizvodi fenomen emulgiranja, ekstrakcija sa alkalnom saponifikacijom ima veću količinu ekstrakcije koenzima Q10 i proizvodi manje nečistoća.

• Metoda ekstrakcije disrupcije ćelija

a. Metoda ekstrakcije uz miješanje i drobljenje organskog rastvarača

Opća metoda miješanja organskog rastvarača i metode ekstrakcije drobljenja je: prvo dodajte vlažne bakterijske ćelije i aceton u čašu, promiješajte magnetskom šipkom za miješanje, centrifugirajte i izlijte supernatant, a zatim koristite rotacioni isparivač da se supernatant koncentriše na 50 stepeni. , a zatim dodati naftni ekstrakt s eterom ili n-heksanom, a zatim koncentrirati ekstrakt rotirajućim isparivača do guste tečnosti. Na kraju dodajte apsolutni etanol i zamrznite ga u frižideru da odvojite nečistoće kao što je holesterol. Filtrirajte i povratite filtrat.

b. Način mljevenja, drobljenja i ekstrakcije

Opća metoda ekstrakcije mljevenja i drobljenja je: prvo vlažne bakterijske ćelije uzeti u malter, dodati malu količinu kvarcnog pijeska, acetona i antioksidansa za brzo mljevenje, samljeti neko vrijeme, zatim centrifugirati, sipati supernatant nakon centrifugiranje, a zatim dodati naftni ekstrakt sa eterom ili n-heksanom, a zatim koncentrirati ekstrakt rotacionim isparivačem do guste tečnosti. Na kraju dodajte apsolutni etanol i zamrznite ga u frižideru da odvojite nečistoće kao što je holesterol. Filtrirajte i povratite filtrat.

c. Metoda ultrazvučnog drobljenja i ekstrakcije

Opća metoda ultrazvučnog drobljenja i ekstrakcije je sljedeća: prvo dodajte aceton u vlažne bakterijske ćelije kako biste pripremili bakterijsku suspenziju, zatim koristite ultrazvučni razbijač ćelija za drobljenje bakterijskih ćelija u uslovima ledene kupke i na kraju centrifugirajte za ekstrakciju.

Uloga slobodnih radikala scosveta

Koenzim Q je pretvarač energije u mitohondrijima ćelija. Učestvuje u "ciklusu trikarboksilne kiseline" tako što prenosi i prenosi elektrone za proizvodnju ATP (adenozin trifosfata), odnosno energetskog faktora za metabolizam ćelije. Eksperimenti su pokazali da nakon što koenzim Q10 u tijelu postane alkohol, može direktno reagirati sa slobodnim radikalima peroksida kako bi regenerirao VE, te samostalno i sinergistički igrati ulogu antioksidansa.

Pad imunološke funkcije sa starenjem rezultat je slobodnih radikala i reakcija slobodnih radikala. Koenzim Q10, kao snažan antioksidans, može inhibirati diferencijaciju receptora i ćelija na imunim ćelijama slobodnim radikalima sam ili u kombinaciji sa vitaminom B6 (piridoksinom), a ima modifikacioni efekat na sistem mikrotubula vezano za aktivnost, jača imuni sistem i odlaže starenje.

Uloga zaštite kože

Koenzim Q10 prodire u sloj rasta kože kako bi oslabio reakciju oksidacije fotona i može aktivirati specifične fosforilirane tirozin kinaze uz pomoć tokoferola. Spriječava oksidativno oštećenje DNK, inhibira ekspresiju kolagenaze u fibroblastima ljudske kože pod ultraljubičastim svjetlom i štiti kožu od oštećenja. Opsežna istraživanja pokazuju da koenzim Q10 inhibira peroksidaciju lipida, smanjuje stvaranje slobodnih radikala, štiti aktivni centar SOD i njegovu strukturu od oksidativnog oštećenja slobodnih radikala, povećava aktivnost enzima kao što je SOD u tijelu, inhibira apoptozu stanica izazvanu oksidativnim stresom. , i ima značajno antioksidativno djelovanje.

Imuno poboljšanje

Koenzim Q10 je prirodni antioksidans i inicijator staničnog metabolizma koji proizvode same stanice. Ima funkciju zaštite i obnavljanja integriteta biološke strukture membrane i stabilizacije membranskog potencijala. On je nespecifični pojačivač imuniteta organizma, pa pokazuje odličan efekat protiv umora. Koenzim Q10 održava ćelije u dobrom i zdravom stanju, tako da je tijelo puno vitalnosti i snage mozga.

Pojačati mišićni energetski efekat

Istraživanja su pokazala da suplementacija od 100~150mg/dan koenzima Q10 može značajno poboljšati stanje ljudi koji pate od mišićne distrofije. Teška fizička aktivnost smanjuje sadržaj koenzima Q10 u krvi, a dnevna doza od 60 mg može poboljšati funkciju sportaša. Mnogi ljudi sa prekomjernom težinom imaju vrlo nizak nivo koenzima Q10, a suplementacija im može pomoći da izgube težinu. To je zato što koenzim Q10 može ubrzati metabolizam masti, pružajući udovima i mozgu dovoljno energije i povećavajući vitalnost.

(1) Polje hrane

Koenzim Q10 se takođe široko koristi u prehrambenoj industriji. Dodaje se određenim namirnicama, kao što su dodaci ishrani, napitci, kruh, slatkiši, itd., kako bi se povećala njihova nutritivna vrijednost. Osim toga, koristi se i za poboljšanje antioksidativnih svojstava hrane, što pomaže u sprječavanju kvarenja i propadanja hrane.

(2) Oblast medicine

Koenzim Q10 se takođe široko koristi u medicinskom polju i igra važnu ulogu u održavanju zdravlja ljudi. Koristi se za liječenje raznih bolesti kao što su bolesti srca, rak, neurodegenerativne bolesti itd. Istraživanja su pokazala da koenzim Q10 može pomoći u poboljšanju zdravlja srca, smanjenju umora, poboljšanju imuniteta i djelovanju protiv starenja.

(3) Kozmetička oblast

Koenzim Q10 se također koristi u raznim kozmetičkim proizvodima zbog svojih antioksidativnih i protuupalnih svojstava. Ova svojstva mogu pomoći u usporavanju starenja kože i poboljšanju sjaja i elastičnosti kože. Koenzim Q10 je važan sastojak mnogih proizvoda za njegu kože i kozmetičkih tretmana.

(4) Polje stočne hrane

U stočarskoj industriji, koenzim Q10 se takođe koristi u hrani za životinje. Koenzim Q10 se dodaje hrani za stoku i perad kao što su svinje i kokoši kako bi se podstakao njihov rast i razvoj, poboljšao kvalitet mesa i jaja i povećala otpornost na bolesti. Istovremeno, može poboljšati reproduktivne performanse i povećati stopu reprodukcije. Istraživanja su pokazala da koenzim Q10 može povećati stopu rasta i prinos životinja i poboljšati njihovu sposobnost otpornosti na bolesti. Stoga se naširoko koristi u stočnoj hrani kako bi se poboljšale ekonomske koristi.

Da bi se poboljšala bioraspoloživost koenzima Q10, važno je odabrati odgovarajuće formulacije na osnovu različitih potreba primjene, omogućavajući bolje oslobađanje i funkcioniranje u tijelu. Oslanjajući se na našu tehnološku platformu za odvajanje i ekstrakciju, HSF Biotech proizvodi koenzim Q10 koristeći tehnologiju mikrokapsuliranja disperzije hladne vode. Ovo osigurava stabilne performanse, strogu kontrolu nad tragovima zagađivača i dobru protočnost. Brzo se raspršuje u hladnoj vodi, što ga čini pogodnim za različite primjene kao što su čvrsta pića, gumene gume i premiksevi. Može se kombinovati sa vitaminom E/biljnim uljima i široko se koristi u funkcionalnoj hrani i mekim kapsulama, između ostalih proizvoda.

Za više detalja, kontaktirajte nas:

Email:sales@healthfulbio.com

Whatsapp: +86 18992720900