Ултразвукова екстракция на колаген от медузи
- Колагенът на медузите е висококачествен колаген, който е уникален, но проявява подобни свойства на колаген тип I, II, III и тип V.
- Ултразвуковата екстракция е чисто механична техника, която увеличава добива, ускорява процеса и произвежда колаген с високо молекулно тегло.
Ултразвукова екстракция на медузи
Медузите са богати на минерали и протеини, а колагенът е основен протеин в тези желатинови морски същества. Медузите са почти изобилен източник, открит в океаните. Често разглеждано като чума, използването на медузи за извличане на колаген е полезно и по двата начина, като произвежда отличен колаген, използва устойчив естествен източник и премахва цъфтежа на медузите.
Ултразвуковата екстракция е механичен метод на екстракция, който може да бъде прецизно контролиран и адаптиран към обработената суровина. Ултразвуковата екстракция е успешно приложена за изолиране на колаген, гликопротеини и други протеини от медузи.
Като цяло протеините, изолирани от медузи, проявяват силна антиоксидантна активност и следователно са ценни активни съединения за хранителната, хранителната и фармацевтичната промишленост.
За извличане могат да се използват цели медузи, мезоглея (= по-голямата част от чадъра на медузата) или оралните ръце.
Ултразвуковата екстракция е ефективна и бърза техника за производство на колаген от медузи в големи количества.
- Хранителен / фармацевтичен колаген
- високо молекулно тегло
- аминокиселинен състав
- повишени добиви
- Бърза обработка
- Лесен за работа
Ултразвукова киселина & Ултразвуково-ензимна екстракция
Ултразвуковата екстракция може да се използва в комбинация с различни киселинни разтвори за освобождаване на киселинно разтворимия колаген (ASC) от медузите. Ултразвуковата кавитация насърчава преноса на маса между субстрата на медузите и киселинния разтвор чрез разрушаване на клетъчните структури и промиване на киселините в субстрата. По този начин колагенът, както и други целеви протеини, се прехвърлят в течността.
В следваща стъпка останалият субстрат на медузите се третира с ензими (т.е. пепсин) под ултразвук, за да се изолира разтворимият колаген от пепсин (PSC). Соникацията е известна със способността си да повишава ензимната активност. Този ефект се основава на ултразвуковата дисперсия и деагломерацията на пепсиновите агрегати. Хомогенно диспергираните ензими предлагат увеличена повърхност за пренос на маса, което е свързано с по-висока ензимна активност. Освен това мощните ултразвукови вълни отварят колагеновите фибрили, така че колагенът да се освободи.
Изследванията показват, че ултразвуковата ензимна екстракция (пепсин) води до по-високи добиви и по-кратък процес на екстракция.
Високоефективни ултразвукови апарати за производство на колаген
Hielscher Ultrasonics доставя мощни ултразвукови системи от лабораторни до настолни и индустриални мащаби. За да се осигури оптимална мощност на извличане, може да се извършва надеждна ултразвук при тежки условия непрекъснато. Всички индустриални ултразвукови процесори могат да осигурят много високи амплитуди. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато в режим на работа 24/7. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотроди. Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 0.5 до 1,5 мл | Н.А. | ФлаконВисокоговорител за високи честоти |
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | UP100H |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Ултразвукови процесори с висока мощност от лаборатория да пилотира и промишлен мащаб.
Литература/Препратки
- Никълъс М. Х. Хонга, Фатима М. Юсоф, Б. Джамила, Махиран Басри, И. Мазна, Ким Уей Чан, Нурдин Армения, Джун Нишикава (2018): Подобрена екстракция на колаген от медузи (Acromitus hardenbergi) с повишени физически индуцирани процеси на разтваряне. Химия на храните том 251, 15 юни 2018 г. 41-50.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan (2008): Технология за екстракция с помощта на ултразвук за извличане на гликопротеин от устни ръце на медузи (Rhopilema esculentum). Транзакции на Китайското дружество по селскостопанско инженерство 2008-02.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan, Hu Hou, Xiukun Zhang, Li Chen (2009): Скрининг на методи за екстракция на гликопротеини от устни рамена на медузи (Rhopilema esculentum) чрез високоефективна течна хроматография. Вестник на Океанския университет на Китай 2009 г., том 8, брой 1. 83–88.
Факти, които си струва да знаете
Колаген
Колагенът е фиброзен протеин с тройна спирална структура и основният неразтворим фиброзен протеин в извънклетъчния матрикс и в съединителната тъкан. Има най-малко 16 вида колагени, но повечето от тях (приблизително 90%) принадлежат към тип I, тип II и тип III. Колагенът е най-разпространеният протеин в човешкото тяло, намиращ се в костите, мускулите, кожата и сухожилията. При бозайниците той допринася за 25-35% от протеина на цялото тяло. Следващият списък дава примери за тъкани, в които видовете колаген са най-изобилни: Тип I - кост, дерма, сухожилия, връзки, роговица; Тип II — хрущял, стъкловидно тяло, пулпозно ядро; Тип III - кожа, съдова стена, ретикуларни влакна на повечето тъкани (бели дробове, черен дроб, далак и др.); Тип IV – базални мембрани, тип V – често се разпределя съвместно с колаген тип I, особено в роговицата. Това естествено благоприятства търговската експлоатация на стандартните изобилни колагени (колагени I-V), чрез изолирането и пречистването им, най-вече от човешки, говежди и свински тъкани, чрез конвенционални производствени процеси с висок добив, което води до висококачествени партиди колаген. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Ендогенният колаген е естествен колаген, синтезиран от тялото, докато екзогенният колаген е синтетичен и може да идва от външен източник като добавки. Колагенът се среща в тялото, особено в кожата, костите и съединителната тъкан. Производството на колаген в организма намалява с възрастта и излагането на фактори като тютюнопушене и ултравиолетова светлина. В медицината колагенът може да се използва в колагенови превръзки за рани за привличане на нови кожни клетки към местата на раните.
Колагенът се използва широко в добавки и фармацевтични продукти, тъй като може да се резорбира. Това означава, че той може да бъде разграждан, трансформиран и върнат обратно в тялото. Може също така да се оформи в компресирани твърди частици или решетъчни гелове. Широкият му спектър от функции и естественото му появяване го правят клинично гъвкав и подходящ за различни медицински цели. За медицинска употреба колагенът може да се получи от говеда, свине, овце, морски организми.
Има четири основни метода за изолиране на колаген от животни: осоляване, алкален, киселинен и ензимен метод.
Киселинните и ензимните методи най-често се използват в комбинация за производството на висококачествен колаген. Тъй като части от колагена са киселинноразтворим колаген (ASC), а други части са разтворим в пепсин колаген (PSC), лечението с киселина е последвано от ензимна екстракция на пепсин. Екстракцията на киселинен колаген се извършва с помощта на органични киселини като хлорацтична, лимонена или млечна киселина. За да се освободи разтворимият в пепсин колаген (PSC) от останалия материал от процеса на екстракция на киселинен колаген, неразтвореното вещество се третира с ензима пепсин, за да се изолира разтворимият в пепсин колаген (PSC). PSC обикновено се прилага в комбинация с 0,5M оцетна киселина. Пепсинът е често срещан ензим, тъй като е в състояние да поддържа колагенова структура чрез разцепване към N-терминала на протеиновата верига и неспиралния пептид.
Колагенът се използва в хранителни добавки (хранителни добавки), козметични продукти и медицина. Колагенът от бозайници и морски (риби) се предлага на пазара и може да бъде закупен във всякакви количества. Колагенът от медузи е нова форма на колаген, която е биосъвместима с човека и не е бозайна. Колагенът на медузите не съответства на конкретен вид колаген (тип I-V), но проявява различните свойства на колаген тип I, II и V.
Гликопротеини
Гликопротеините се намират в много организми от бактерии до хора и имат различни функции. Тези протеини с къси олигозахаридни вериги участват в разпознаването на клетъчната повърхност от хормони, вируси и други вещества в много клетъчни събития. В допълнение, антигените на клетъчната повърхност служат като секреция на муцин на елемента на извънклетъчния матрикс, стомашно-чревния и урогениталния тракт. Почти всички глобуларни протеини в плазмата, с изключение на албумина, секретираните ензими и протеини имат гликопротеинова структура. Клетъчната мембрана е съставена от протеинови, липидни и въглехидратни молекули. Ролята на гликопротеините в клетъчната мембрана, от друга страна, влияе върху броя и разпределението на протеините. Тези протеини участват в прехода от мембрана към вещество. Броят и разпределението на гликолипидите и гликопротеините придават клетъчна специфичност.
Гликопротеините са отговорни за разпознаването на клетките, селективната пропускливост на клетъчната мембрана и усвояването на хормони. Има 7 основни вида монозахариди във въглехидратната част на гликопротеините. Тези монозахариди се комбинират с различно секвениране и различни структури на връзките, което води до голям брой въглехидратни верижни структури. Гликопротеинът може да съдържа една N-свързана олигозахаридна структура или може да съдържа повече от един вид олигозахарид. N-свързаните олигозахариди могат да бъдат с една и съща или различна структура или могат да присъстват и в О-свързаните олигозахариди. Броят на олигозахаридните вериги варира в зависимост от протеина и функцията.
Сиаловите киселини в гликопротеините, елемент на гликокаликс, играят важна роля в разпознаването на клетките. Ако сиаловите киселини бъдат унищожени по някаква причина, гликокаликсната структура на мембраната се нарушава и клетката не може да изпълнява повечето от посочените задачи. Също така има някои структурни гликопротеини. Те са фибронектини, ламинини, фетални фибронектини и всички те имат различни мисии в тялото. Също така в еукариотните гликопротеини има някои монозахариди, предимно в хексозен и аминохексозен тип. Те могат да помогнат за сгъването на протеина, да подобрят стабилността на протеина и да участват в клетъчната сигнализация.