Kā tiek fermentēts CoQ10?

Koenzīms Q10 (koenzīms Q10, CoQ10) ir taukos šķīstošs hinona savienojums. Kā dabiski sastopams koenzīms CoQ10 ir būtisks antioksidants un elektronu transportētājs cilvēka ķermenim. Tā ir kritiska viela elpošanā, kas var uzlabot intracelulāro ATP piegādi, samazināt brīvos radikāļus organismā, pretoties oksidācijai, palīdz aizkavēt novecošanos un uzlabot organisma imunitāti. Koenzīms Q10 tiek plaši izmantots pārtikas, medicīnas, kosmētikas un lopbarības jomā, un pieaug tirgus pieprasījums un tehniskie pielietojumi.

Ir trīs galvenās metodes koenzīma Q10 ražošanai: viena ir ekstrakcijas metode no augu un dzīvnieku audiem; otrā ir ķīmiskās sintēzes metode; un trešā ir ekstrakcijas metode no mikrobu fermentācijas. Pašlaik galvenā koenzīma Q10 ražošanas metode ir fermentācijas metode, kas var ne tikai paplašināt ražošanas apjomu, bet arī iegūt priekšrocības produktivitātes ziņā.

Celmu izvēle

Lai gan dabā koenzīma Q10 saturs mikrobu šūnās ir augsts, tā fermentācijas produkts ir vairāku koenzīma Q10 homologu maisījums, kā rezultātā koenzīma Q10 attīrīšanai ir lielas izmaksas. Tāpēc koenzīma Q10 fermentācijas ražošanā galvenais jautājums ir ražošanas celmu izvēle. Koenzīma Q10 saturs fotosintēzes baktērijās (turpmāk tekstā PSB) parasti ir augsts. Klasifikācijas ziņā PSB pieder pie Rhodospirillales kārtas, Eubacteria kārtas, baktēriju kārtas, Rhodospirillales un Chlorobacteria kārtas. Pirmais ir sadalīts Rhodothiobacteriaceae un Rhodospirillaceae. Tāpēc Rhodospirillaceae baktērijas ir viena no ideālām izvēlēm celmiem, kas ražo koenzīmu Q{5}}. Savvaļas tipa celmu koenzīma Q10 ražošanas jauda nevar apmierināt ražošanas vajadzības, un tos var ģenētiski modificēt, izmantojot parastās mutaģenēzes un gēnu inženierijas metodes.

Fermentācijas apstākļu optimizācija

Papildus vielmaiņas kontroles teorijas izmantošanai, lai atlasītu augstas ražības mutantus vai konstruētu rekombinantos celmus, lai palielinātu fermentācijas ražu, ražošanas baktēriju fermentācijas apstākļu optimizēšana ir arī svarīgs un efektīvs veids, kā palielināt fermentācijas ražu.

• Kultivēšanas barotnes optimizācija

Koenzīma Q10 fermentācijā tiek veikti fermentācijas optimizācijas eksperimenti, no dažādiem avotiem izvēloties oglekļa avotus, slāpekļa avotus, augšanas faktorus, neorganiskos sāļus u.c., lai noteiktu barotnes sastāvu. Pētījumi liecina, ka metālu joni, īpaši Mg2+, Fe2+ un Mn2+, veicina koenzīma Q10 fermentācijas veidošanos. Turklāt prekursori var ievērojami palielināt produktu ražu un noteiktos apstākļos arī kontrolēt baktēriju anabolisma produktu plūsmu. Ir ziņots, ka koenzīma Q10 fermentācijas ražošanai pievienotie prekursori ietver p-hidroksibenzoskābi, mevalonātu, izopentanolu un geraniolu.

• Kultūras apstākļu optimizācija

a. Maisīšana-aerācija

Maisīšanas-aerācijas ietekme uz koenzīma Q10 iznākumu atšķiras atkarībā no ražošanas celma. Viens no tiem ir tas, ka tas var veicināt koenzīma Q10 fermentācijas ražošanu; otrs ir tas, ka tam ir inhibējoša iedarbība. Pētījumi liecina, ka ierobežota skābekļa apstākļos audzētu baktēriju citoplazmatiskā membrāna ir labi attīstīta un tai ir daudzslāņu struktūra, un šeit atrodas PSB fotoreakcijas centrs, kas var novest pie augstāka koenzīma Q10 satura nekā baktērijām, kas audzētas pietiekamā skābekļa apstākļos. piegādes nosacījumi.

b. Gaisma

Rhodospirillaceae baktērijas var veikt gan obligātu anaerobo baktēriju fotosintēzi, gan aerobo elpošanu un fermentāciju. Car un Excell ziņoja, ka PSB ir augsta koenzīma Q10 produkcija vieglos anaerobos apstākļos, taču, pārejot uz tumšo aerobo kultūru, ražošana strauji samazināsies.

c. pH

Sākotnējā pH vērtība ietekmēs substrāta baktēriju izmantošanas ātrumu un šūnas strukturālo stāvokli, tādējādi ietekmējot baktēriju augšanas ātrumu un metabolītu izmaiņas. Van Genhua et al. veica kratīšanas kolbas eksperimentu ar Rhizobium leguminosarum un atklāja, ka baktērijas ražo vairāk koenzīma Q10 skābos apstākļos nekā sārmainos apstākļos. Intracelulārā koenzīma Q10 daudzums ir vislielākais pie pH 5.

d. Audzēšanas laiks

Yoshida et al. konstatēja, ka koenzīma Q10 saturs bija augstāks, kad baktērijas bija stabilā perioda sākuma stadijā. Zhu Xufen et al. arī uzskatīja, ka CoQ10 saturs baktērijās turpināja palielināties, palielinoties kultivēšanas laikam, sasniedzot augstāko līmeni stabilā perioda sākuma un vidējā stadijā, un pēc tam sāka samazināties.

• Apmācības modeļa optimizācija

Kultivēšanas režīmi ir sadalīti sērijveida fermentācijā, padeves fermentācijā, padeves partiju fermentācijā, nepārtrauktā fermentācijā utt. Dažādiem kultivēšanas režīmiem ir savas priekšrocības un trūkumi, un kultivēšanas režīms var tieši ietekmēt koenzīma Q10 ražošanu. Pašlaik daudzsološāka ir barošanas partiju kultūra. Fed-batch var izvairīties no vielmaiņas uzkrāšanās un iegūt lielāku šūnu blīvumu, paildzināt fermentācijas procesu un uzkrāt lielu daudzumu produkta. Pētot koenzīmu Q{6}}ražošo baktēriju elpošanas intensitāti, korelāciju starp cukura metabolismu un koenzīma Q10 ražošanu, kā arī skābekļa padeves un glikozes piegādes kinētisko analīzi, tika konstatēts, ka, saglabājot zemu glikozes koncentrāciju fermentācijas process veicina produkta veidošanos. Tāpēc var izmantot arī Fed-batch kultūru. Pētījumi par radioaktīvo rizobiju atklāja, ka jaukta fermentācija ar saharozi un atbilstošu kukurūzas sārma daudzumu var ievērojami palielināt koenzīma Q10 ražošanu, un tā intracelulārā koenzīma Q10 saturs palielinās par 33%.

Koenzīma ekstrakcijae Q10

Tā kā koenzīms Q10 ir intracelulārs produkts, kas iegūts mikrobu fermentācijas rezultātā, ekstrakcijas procesā vispirms ir jāizjauc šūnu siena. Tāpēc šūnu izjaukšana ir viens no galvenajiem soļiem koenzīma Q10 ekstrakcijā, kas tieši ietekmē koenzīma Q10 bioloģisko aktivitāti, ražu un izmaksas. Pārskatot literatūru, mēs atklājām, ka koenzīma Q10 iegūšanai ir daudz metožu. Šajā rakstā ir apkopotas un salīdzinātas vairākas biežāk izmantotās ekstrakcijas metodes.

• Pārziepjošanas ekstrakcijas metode

Pārziepjošanas ekstrakcijas metode lielu daudzumu ūdenī nešķīstošu komponentu, piemēram, taukskābju glicerīdus un dažādas brīvās taukskābes, kas atrodas Koenzīma Q10 ekstraktā, pārnes uz ūdens fāzi, bet taukos šķīstošais koenzīms Q10 paliek organiskajā fāzē, un pēc tam ekstrahē, izmantojot organisko šķīdinātāju. , tādējādi uzlabojot tā tīrību un ekstrakcijas spēju. Parastās pārziepjošanas ekstrakcijas metodes galvenokārt ietver spirta-sārmu pārziepjošanas ekstrakcijas metodi un sārmu pārziepjošanas ekstrakcijas metodi.

a. Spirta-sārmu pārziepjošanas ekstrakcijas metode

Vispārējā spirta-sārmu pārziepjošanas ekstrakcijas metode ir šāda: vispirms baktēriju šūnām pievieno pirogalskābi ar masas daļu aptuveni 7%, tad lēnām pievieno 1,3–1,5 reizes nātrija hidroksīda-etanola šķīduma, samaisa un pēc tam pievieno. n-heksāns. Atdzesē ekstrakcijai un ātri atdzesē līdz istabas temperatūrai. Pēc tam izmantojiet atbilstošu daudzumu petrolētera, lai ekstrahētu vairākas reizes, mazgā ar ūdeni līdz neitrālam, koncentrē ar ūdeni, sasmalcina vakuumā un rotācijas ietvaicē, lai noņemtu organisko šķīdinātāju, un visbeidzot izšķīdina ar absolūto etanolu. Spirta-sārmu pārziepjošanas metodē etanola klātbūtnes dēļ ilgstoša pārziepjošana var izraisīt metoksigrupas transponēšanu koenzīmā Q10 un etoksigrupas transponēšanu etanolā, kā rezultātā rodas vienreizēji vai dubulti etoksiatvasinājumi.

b.Sārmu pārziepjošanas ekstrakcijas metode

Vispārējā sārmu pārziepjošanas ekstrakcijas metode ir šāda: vispirms baktērijām pievieno skābu ūdeni, karsē un 3 stundas ar atteci ūdens vannā, lēnām pievieno nātrija hidroksīdu, kas atšķaidīts līdz noteiktam daudzumam, pēc tam kādu laiku karsē ar atteci un ātri atdzesē līdz. istabas temperatūra. Pēc tam 2 līdz 3 reizes pievieno izskalošanos ar organisko šķīdinātāju, ņem supernatantu un mazgā to ar ūdeni līdz neitrālam, pēc tam ņem ūdeni un koncentrē, koncentrē vakuumā un rotācijas iztvaicēšanu, lai noņemtu organisko šķīdinātāju, un visbeidzot izšķīdina to ar absolūto etanolu. Salīdzinot ar sārmainās pārziepjošanas ekstrakcijas metodi, lai gan šķīdums rada emulgācijas parādību, sārmu pārziepjošanas ekstrakcijas metodei ir lielāks koenzīma Q10 ekstrakcijas daudzums un tas rada mazāk piemaisījumu.

• Šūnu sabrukšanas ekstrakcijas metode

a. Organisko šķīdinātāju maisīšanas un drupināšanas ekstrakcijas metode

Vispārējā organiskā šķīdinātāja maisīšanas un drupināšanas ekstrakcijas metode ir šāda: vispirms vārglāzē pievieno mitrās baktēriju šūnas un acetonu, samaisa ar magnētisko maisīšanas stieni, centrifugē un izlej supernatantu, pēc tam izmantojiet rotācijas iztvaicētāju, lai koncentrētu supernatantu 50 grādu temperatūrā. , un pēc tam pievienojiet naftas ekstraktu ar ēteri vai n-heksānu, un pēc tam koncentrējiet ekstraktu ar rotācijas iztvaicētāju līdz biezai masai. šķidrums. Visbeidzot pievienojiet absolūto etanolu un sasaldējiet to ledusskapī, lai atdalītu piemaisījumus, piemēram, holesterīnu. Filtrējiet un savāciet filtrātu.

b. Slīpēšanas, sasmalcināšanas un ekstrakcijas metode

Vispārīgā slīpēšanas un drupināšanas ekstrakcijas metode ir šāda: vispirms ņem javā mitrās baktēriju šūnas, pievieno nelielu daudzumu kvarca smilšu, acetonu un antioksidantus, lai ātri samaltu, kādu laiku samaļ, pēc tam centrifugē, pēc tam ielej supernatantu. centrifugē un pēc tam pievieno naftas ekstraktu ar ēteri vai n-heksānu, un pēc tam ekstraktu koncentrē ar rotācijas iztvaicētāju līdz biezam šķidrumam. Visbeidzot pievienojiet absolūto etanolu un sasaldējiet to ledusskapī, lai atdalītu piemaisījumus, piemēram, holesterīnu. Filtrējiet un savāciet filtrātu.

c. Ultraskaņas drupināšanas un ekstrakcijas metode

Vispārējā ultraskaņas sasmalcināšanas un ekstrakcijas metode ir šāda: vispirms pievienojiet acetonu mitrajām baktēriju šūnām, lai sagatavotu baktēriju suspensiju, pēc tam izmantojiet ultraskaņas šūnu grautāju, lai sasmalcinātu baktēriju šūnas ledus vannas apstākļos, un visbeidzot centrifugējiet ekstrakcijai.

Brīvo radikāļu loma scatriebība

Koenzīms Q ir enerģijas pārveidotājs šūnu mitohondrijās. Tas piedalās "trikarbonskābes ciklā", pārnesot un pārraidot elektronus, lai ražotu ATP (adenozīntrifosfātu), tas ir, šūnu metabolisma enerģijas faktoru. Eksperimenti ir parādījuši, ka pēc tam, kad koenzīms Q10 organismā kļūst par alkoholu, tas var tieši reaģēt ar peroksīda brīvajiem radikāļiem, lai atjaunotu VE, un neatkarīgi un sinerģiski pildīt antioksidanta lomu.

Imūnās funkcijas samazināšanās līdz ar novecošanu ir brīvo radikāļu un brīvo radikāļu reakciju rezultāts. Koenzīms Q10 kā spēcīgs antioksidants var kavēt imūnsistēmu receptoru un šūnu diferenciāciju ar brīvajiem radikāļiem atsevišķi vai kombinācijā ar B6 vitamīnu (piridoksīnu), un tam ir modificējoša ietekme uz mikrotubulu sistēmu saistībā ar aktivitāti, uzlabo imūnsistēmu. , un aizkavē novecošanos.

Ādas aizsardzības loma

Koenzīms Q10 iekļūst ādas augšanas slānī, lai vājinātu fotonu oksidācijas reakciju un ar tokoferola palīdzību var aktivizēt specifiskas fosforilētas tirozīna kināzes. Novērst DNS oksidatīvos bojājumus, kavē kolagenāzes ekspresiju cilvēka ādas fibroblastos ultravioletajā gaismā un aizsargā ādu no bojājumiem. Plaši pētījumi liecina, ka koenzīms Q10 kavē lipīdu peroksidāciju, samazina brīvo radikāļu veidošanos, aizsargā SOD aktīvo centru un tā struktūru no brīvo radikāļu oksidatīviem bojājumiem, palielina tādu enzīmu kā SOD aktivitāti organismā, kavē oksidatīvā stresa izraisītu šūnu apoptozi. , un tam ir ievērojama antioksidanta iedarbība.

Imūnsistēmas stiprināšana

Koenzīms Q10 ir dabisks antioksidants un šūnu metabolisma iniciators, ko ražo pašas šūnas. Tā funkcija ir aizsargāt un atjaunot bioloģiskās membrānas struktūras integritāti un stabilizēt membrānas potenciālu. Tas ir nespecifisks organisma imunitātes pastiprinātājs, tāpēc uzrāda lielisku pretnoguruma efektu. Koenzīms Q10 uztur šūnas labā un veselīgā stāvoklī, tāpēc ķermenis ir pilns ar vitalitāti un smadzeņu spēku.

Uzlabojiet muskuļu enerģijas efektu

Pētījumi liecina, ka 100–150 mg koenzīma Q10 papildināšana dienā var ievērojami uzlabot to cilvēku stāvokli, kuri cieš no muskuļu distrofijas. Smagi fiziski vingrinājumi samazina koenzīma Q10 saturu asinīs, un ikdienas papildināšana 60 mg var uzlabot sportistu darbību. Daudziem cilvēkiem ar lieko svaru ir ļoti zems koenzīma Q10 līmenis, un papildinājumi var palīdzēt viņiem zaudēt svaru. Tas ir tāpēc, ka koenzīms Q10 var paātrināt tauku vielmaiņu, nodrošinot ekstremitātēm un smadzenēm pietiekamu enerģijas piegādi un palielinot vitalitāti.

(1) Pārtikas lauks

Koenzīms Q10 tiek plaši izmantots arī pārtikas rūpniecībā. To pievieno noteiktiem pārtikas produktiem, piemēram, uztura bagātinātājiem, dzērieniem, maizei, konfektēm utt., lai palielinātu to uzturvērtību. Turklāt to izmanto arī pārtikas antioksidantu īpašību uzlabošanai, kas palīdz novērst pārtikas bojāšanos un bojāšanos.

(2) Medicīnas joma

Koenzīms Q10 tiek plaši izmantots arī medicīnas jomā, un tam ir svarīga loma cilvēku veselības uzturēšanā. To lieto dažādu slimību, piemēram, sirds slimību, vēža, neirodeģeneratīvu slimību uc ārstēšanai. Pētījumi liecina, ka koenzīms Q10 var palīdzēt uzlabot sirds veselību, mazināt nogurumu, uzlabot imunitāti un tam piemīt pretnovecošanās iedarbība.

(3) Kosmētikas lauks

Koenzīms Q10 tiek izmantots arī dažādos kosmētikas līdzekļos, jo tam piemīt antioksidanta un pretiekaisuma īpašības. Šīs īpašības var palīdzēt palēnināt ādas novecošanos un uzlabot ādas mirdzumu un elastību. Koenzīms Q10 ir svarīga sastāvdaļa daudzos ādas kopšanas līdzekļos un skaistumkopšanas procedūrās.

(4) Mājlopu barības lauks

Lopkopībā koenzīmu Q10 izmanto arī barībā. Koenzīms Q10 tiek pievienots mājlopu un mājputnu, piemēram, cūku un cāļu, barībai, lai veicinātu to augšanu un attīstību, uzlabotu gaļas un olu kvalitāti un uzlabotu izturību pret slimībām. Tajā pašā laikā tas var arī uzlabot reproduktīvo darbību un palielināt reprodukcijas ātrumu. Pētījumi liecina, ka koenzīms Q10 var palielināt dzīvnieku augšanas ātrumu un ražu, kā arī uzlabot to spēju pretoties slimībām. Tāpēc to plaši izmanto lopkopības barībā, lai uzlabotu ekonomiskos ieguvumus.

Lai uzlabotu koenzīma Q10 biopieejamību, ir svarīgi izvēlēties piemērotus preparātus, pamatojoties uz dažādām lietošanas vajadzībām, nodrošinot labāku izdalīšanos un darbību organismā. Paļaujoties uz mūsu atdalīšanas un ekstrakcijas tehnoloģiju platformu, HSF Biotech ražo koenzīmu Q10, izmantojot aukstā ūdens dispersijas mikrokapsulēšanas tehnoloģiju. Tas nodrošina stabilu veiktspēju, stingru kontroli pār piesārņotājiem un labu plūstamību. Tas ātri izkliedējas aukstā ūdenī, padarot to piemērotu dažādiem lietojumiem, piemēram, cietajiem dzērieniem, gumijām un premiksiem. To var kombinēt ar E vitamīnu/augu eļļām, un to plaši izmanto funkcionālos pārtikas produktos un mīkstajās kapsulās, cita starpā.

Lai iegūtu sīkāku informāciju, lūdzu, sazinieties ar mums:

E-pasts:sales@healthfulbio.com

Whatsapp: +86 18992720900