Schizophyallan on immunomoduleerivate omadustega seente β-glükaan. Väga aktiivsete meditsiiniliste mõjude korral peab skisofülaanil olema madal molekulmass, et näidata paremat biosaadavust. On tõestatud, et ultraheliuured vähendavad skisofüllani molekulmassi. Usaldusväärse ja tõhusa meetodina saab ultrahelitöötlust kergesti rakendada madala molekulmassiga skisofüllani tootmiseks.

Schizophyllum seened ja ultraheli beeta-glükaani ekstraheerimine

Schizophyllumi seente liigid kasvavad looduses lagunevatel puudel pärast vihmaperioode. Viljakehad kogutakse järgmisel kuivhooajal. Skisofüllum liigid on rohkesti biokeemilisi ühendeid, nagu glükaanid, ja seetõttu tarbitakse neid eriti troopilistes riikides toidu ja ravimina. Tänu immunomoduleerivatele, seenevastastele, antineoplastilistele ja viirusevastastele omadustele on Schizophyllum kommuun, tuntud ka kui Splitgilli seene, meelitanud biotehnoloogia- ja farmaatsiaettevõtteid.
Polüsahhariidi skisofüllan, tuntud ka kui sizofiran, sonifilan või sizofilan, on Schizophyllumi seentes leiduv peamine β-glükaan, mis pakuvad väga tõhusat bioaktiivset β-glükaani skisofülaani.
Schizophyllum kommuuni seened kasvavad looduses puudel, mücelliumi saab kasvatada ka fermentatsioonipuljongis. Farmatseutiliste ja kosmeetiliste rakenduste puhul on madala molekulmassiga skisofüllan palju efektiivsem kui kõrge molekulmassiga skisofüllan. See on tingitud asjaolust, et madala molekulmassiga skisofüllan näitab oluliselt paremat biosaadavust ja imendumiskiirust. Aditionally, kõrge molekulmassiga skisofüllan on sageli problemaatiline rakendustes, sest see toob kaasa selle veelahuste suure viskoossuse.
Ultraheli suuruse vähendamine on väga tõhus ja usaldusväärne meetod skisofüllani molekulmassi vähendamiseks, suurendades seeläbi β-glükaani molekuli kvaliteeti.

Madala molekulmassiga Schizophyllani tootmise protokoll

Kuna molekulmassiga skisofüllan näitab drastiliselt paremat biosaadavust ja rakendusomadusi, uuris Smirnou uurimisrühm ultraheliuuringut β-glükaani molekuli skisofüllani lõhustumiseks ja suuruse vähendamiseks.

Schizophyllani ultraheliuur

β-1,3(1.6)-Glükaan skisofülaani (SPG) toodeti S. kommuuni seente veealusel kasvatamisel bioreaktoris, kasutades substraadina sahharoosi.
Pärast kasvatamise lõppu lahjendati kultuuripuljongit demineraliseeritud veega skisofülaani kontsentratsioonini 2 g / L ja ultraheliga Ultraheli protsessor UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, Saksamaa) ringlussevõtu režiimis järgmistel parameetritel ja tingimustel: keskmine vool 50 mL /s, sagedus 20 kHz, väljund 2000 W, sonotrode tüüp BS2d22, võimendustüüp B2-1,4 ja amplituud 100%. Kultuuripuljongi temperatuur ultrahelitöötluse alguses oli 25 °C. Ultraheliga pärjatud kultuuripuljong (spetsiifiline energiasisend 100 Ws / ml) filtreeriti läbi Seitz HS800 sügavuse filtri alla 1,5 baari rõhu 40 ° C juures. Keemilise iseloomustamise ultraheliga skisofüllan (uSPG) sadeneti filtreerimisest kolmekordse isopropüülalkoholi kogusega laboritemperatuuril ja kuivatati 60 °C juures 12h uSPG immunoloogiliste uuringute lahuste jaoks järgmiselt: 1) ultraheliga pärjatud kultuuripuljongfiltraat diafiltrateeriti kuni 0,1m2 Pall Centramate T-seeria PES kassett (100 kDa katkestamine) 0,8 baari juures ja diafiltratsioon jätkus kuni retentaadi juhtivuseni oli 20 μS / cm; (2) lahus kontsentreeriti diafiltratsiooni teel uSPG kontsentratsioonini 1 g/L ja steriliseeriti autoklaavimise teel 120 °C/20 min juures. Denatureeritud uSPG valmistati samamoodi, välja arvatud see, et NaOH lisati kultuuripuljongi filtreerimisele kontsentratsioonis 0,2 M ja leelislahust inkubeeriti 30 minutit laboritemperatuuril enne diafiltratsiooni.

Analüüsimeetodite

Mütseeli saagikust hinnati gravimeetriliselt: kultuuripuljongit lahjendati veega 1:4, tsentrifuugeeriti 10000 × g 25 °C juures 20 minutiks, sadet pesti kolmekordse koguse veega, kuivatati 60 °C juures ja kaaluti. Skisofüllan sadestati supernatandist kolmekordse isopropüülalkoholi kogusega, kuivatati 60 °C juures 24 tunni jooksul ja selle saagikus määrati gravimeetriliselt. pO2 kultuuripuljongis mõõdeti optilise sondiga Hamilton-Visiferm DO 120 (Hamilton, Šveits).
Kultuuripuljongi dünaamilist viskoossust mõõdeti HAAKE Visco Tester 6L-il spindlitega 1L ja 2L 4 °C juures ning pöörlemiskiirusega 30 p/min. Filtreerimiskiirus arvutati filtreerimisajast 500 ml kultuuripuljongist kuni 200 × 200 mm Seitz HS800 (Pall, USA) sügavusfilter 1,5 baarirõhul ja 40 °C.
uSPG molekulmassi mõõdeti SEC-MALLS-iga HPLC süsteemis Alliance (Waters) seeriaga ühendatud PL aquagel OH60 ja PL aquagel OH40 veergudega ning detektori miniDAWN TREOS (Wyatt) koondati diafiltratsiooni teel uSPG kontsentratsioonini 1 g/L ja steriliseeriti autoklaavimisega 120 °C /20 min juures. Denatureeritud uSPG valmistati samamoodi, välja arvatud see, et NaOH lisati kultuuripuljongi filtreerimisele kontsentratsioonis 0,2 M ja leelislahust inkubeeriti 30 minutit laboritemperatuuril enne diafiltratsiooni.

Tulemused:
Ultraheliravi rakendati otse S. kommuunile 144-h kultuuripuljongile mütseeliga, et hõlbustada SPG järgnevat töötlemist.
 
Sonicated Schizophyllani omadused: Ultraheliga skisofüllan (uSPG) sadenes alkoholiga kultuuripuljongist ja iseloomustati. SEC-MALLS hindas USPG Mw-ks umbes 1 MDa. Vedela kääritamise skisofüllani keskmine molekulmass on umbes 5 MDa, samas kui tahkis kasvatamisel võib see ulatuda kuni 10 MDa-ni. Ultraheliga hinnatud skisofüllani molekulmassi võrdlemisel kohaliku töötlemata skisofüllani molekulmassiga võib ultraheliuuringu tõttu täheldada 5–10-kordset vähendatud molekulmassi.
Sonicated polüsahhariid uSPG sisaldas 0,7% w /w valku ja 1,0%w/w jääke pärast süttimist. uSPG hüdrolüsaat koosnes glükoosist, millel oli üle 99%. Analüütilised tulemused näitavad, et ultrahelitöötlus lõhub juhuslikult β-glükaani selgroo ja külgharud jäävad puutumata, vähendades seeläbi skisofüllani suurust ja molekulmassi. Immunoloogilised uuringud sisuliselt valgu- ja endotoksiinivaba uSPG kohta näitasid, et ultraheliga madala Mw skisofülaanil on väljendunud immunomoduleeriv aktiivsus.

 
Vähendatud viskoossus: Ultraheliuuringu tulemuseks oli kultuuripuljongi viskoossuse märkimisväärne vähenemine. Ultraheliuuringu ajal muutus kultuuripuljongi viskoossus mittelineaarselt: viskoossuse vähenemine oli ultra ultrahelitöötluse alguses kiire, kuid hiljem aeglustus. Spetsiifiline energiasisend 100 Ws/ml oli piisav, et vähendada kultuuripuljongi viskoossust peaaegu 7 korda.

Täiustatud filtreerimine: Ultraheliga töödeldud kultuuripuljong voolas läbi filtri kiiremini kui töötlemata kultuuripuljong (spetsiifiline energiasisend 0 Ws / ml) kõrgmolekulaarse SPG-ga. Pealegi vähendas ultraheliuured oluliselt toote kadu filtreerimise ajal. Töötlemata kultuuripuljongi filtreerimine kõrgmolekulaarse SPG-ga (spetsiifiline energiasisend 0 Ws/ml) sisaldas 0,3 ± 0,07 g/L SPG, samas kui SPG kontsentratsioon enne sügavusfiltratsiooni oli 2 g/L. Seevastu 100 Ws / ml ultraheliga kultuuri filtreerimine sisaldas SPG-d kontsentratsioonis 2,2 ± 0,2 g / L, mis vastab peaaegu null toote kadumisele.

Järeldus: Oma järelduses jätkab uurimisrühm, et ultraheli töötlemine on tõhus tehnoloogia madala molekulmassiga skisofüllani tootmiseks, mida saab seejärel kasutada kosmeetikas ja meditsiinis. Ultraheli, kui seda rakendatakse mütseeliga täieliku kultuuripuljongile, toob schizophyllani tootmisele teatud eelised. See vähendab tootekadusid järgneval töötlemisel ja teeb ultrafiltratsiooni tõhusa kasutamise tõttu võimalikuks väga puhastatud polüsahhariidi tootmise.
Lisaks leidsid teadlased, et skisofüllani ultraheli töötlemine on kergesti skaleeritav. Üks piloottehase ultraheli lagundaja UIP2000hdT ühik töötles voolurežiimis 1 liitri kultuuripuljongit 110 s. Süsteemi tootlikkust saab kergesti suurendada täiendavate ultraheliüksuste järjestikuse ühendamisega.

 
Loe lähemalt seente ekstraheerimise lihtsast laiendamisest!
 

Suure jõudlusega ultraheli seadmed seente glükaani töötlemiseks

Polüsahhariidide, näiteks glükaanide ja teiste bioaktiivsete ühendite, nagu kitiin ja kitosaan, killustumine võib olla usaldusväärselt töödeldud Hielscheri suure jõudlusega ultraheli seadmetega. Meie ultrasonikaatorid suudavad pakkuda kõrgeid amplituudi, pakub täpset kontrollitavust protsessi parameetrite üle ja seda saab kasutada 24/7 suure koormuse all ja nõudlikes keskkondades. Hielscher Ultrasonics seadmete valik vastab nendele nõuetele usaldusväärselt. Lisaks silmapaistvale ultraheliuuringule on Hielscheri ultrasonikaatoritel kõrge energiatõhusus, mis on märkimisväärne majanduslik eelis – eriti kui seda kasutatakse suuremahulises kaubanduslikus tootmises.
Hielscheri ultraheliatorid on suure jõudlusega süsteemid, mida saab varustada selliste tarvikutega nagu sonotroodid, võimendid, reaktorid või voolurakud, et sobitada oma protsessi vajadusi optimaalselt. Koos töökindluse ja suure kandevõimega on Hielscheri ultrahelisüsteemid teie usaldusväärne tööhobune tootmises. Β-glükaanide, näiteks skisofülaani molekulmassi vähendamine nõuab võimsat ultraheli, et saada sihitud lõhustuda ja kvaliteetne lõplik skisofüllantoode, mida saab kasutada farmaatsiarakendustes.
 
Lisateavet ultraheli beeta-glükaani ekstraheerimise kohta seentest, sealhulgas samm-sammult juhiseid siin!
 
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest: