જેલીફિશમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિથી કોલેજનનું નિષ્કર્ષણ
- જેલીફિશનું કોલેજન ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળું કોલેજન છે, જે અનન્ય હોવા છતાં પ્રકાર I, II, III અને પ્રકાર V કોલેજન જેવા ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
- અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ સંપૂર્ણપણે યાંત્રિક તકનીક છે, જે ઉપજ વધારે છે, પ્રક્રિયાને વેગ આપે છે અને ઉચ્ચ અણુભારવાળું કોલેજન ઉત્પન્ન કરે છે.
જેલીફિશનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ
જેલીફિશમાં ખનિજો અને પ્રોટીન ભરપૂર હોય છે, અને આ જેલી જેવા દરિયાઈ જીવોમાં કોલેજન એક મુખ્ય પ્રોટીન છે. જેલીફિશ મહાસાગરોમાં મળતો લગભગ વિપુલ પ્રમાણમાં ઉપલબ્ધ સ્રોત છે. ઘણીવાર ઉપદ્રવ તરીકે જોવામાં આવતી જેલીફિશનો કોલેજનના નિષ્કર્ષણ માટે ઉપયોગ બંને રીતે લાભદાયક છે: ઉત્તમ કોલેજનનું ઉત્પાદન થાય છે, ટકાઉ કુદરતી સ્રોતનો ઉપયોગ થાય છે અને જેલીફિશની અતિશય વધેલી વસ્તીને દૂર કરવામાં આવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ યાંત્રિક નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ છે, જેને ચોકસાઈથી નિયંત્રિત કરી શકાય છે અને પ્રક્રિયા કરવામાં આવતા કાચા માલને અનુરૂપ બનાવી શકાય છે. જેલીફિશમાંથી કોલેજન, ગ્લાયકોપ્રોટીન અને અન્ય પ્રોટીનને અલગ કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.
સામાન્ય રીતે, જેલીફિશમાંથી અલગ કરાયેલાં પ્રોટીન પ્રબળ એન્ટીઑક્સિડન્ટ સક્રિયતા દર્શાવે છે અને તેથી ખાદ્ય, પૂરક આહાર અને ઔષધ ઉદ્યોગો માટે મૂલ્યવાન સક્રિય સંયોજનો છે.
નિષ્કર્ષણ માટે આખી જેલીફિશ, મેસોગ્લિયા (= જેલીફિશના છત્રનો મુખ્ય ભાગ) અથવા મુખભુજાઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
જેલીફિશમાંથી મોટા જથ્થામાં કોલેજન ઉત્પન્ન કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એક કાર્યક્ષમ અને ઝડપી તકનીક છે.
- ખાદ્ય / ઔષધીય ગુણવત્તાનું કોલેજન
- ઉચ્ચ અણુભાર
- એમિનો ઍસિડનું સંઘટન
- વધેલી ઉપજ
- ઝડપી પ્રક્રિયા
- ચલાવવામાં સરળ
અલ્ટ્રાસોનિક-ઍસિડ અને અલ્ટ્રાસોનિક-ઉત્સેચકીય નિષ્કર્ષણ
જેલીફિશમાંથી ઍસિડમાં દ્રાવ્ય કોલેજન (ASC) મુક્ત કરવા માટે વિવિધ ઍસિડ દ્રાવણો સાથે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન કોષીય રચનાઓને તોડીને અને ઍસિડને સબસ્ટ્રેટમાં પ્રવેશાવીને જેલીફિશના સબસ્ટ્રેટ અને ઍસિડ દ્રાવણ વચ્ચે દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણને પ્રોત્સાહન આપે છે. આથી, કોલેજન તેમજ અન્ય લક્ષિત પ્રોટીન પ્રવાહીમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
ત્યારપછીના પગલામાં, પેપ્સિનમાં દ્રાવ્ય કોલેજન (PSC) અલગ કરવા માટે જેલીફિશના બાકી રહેલા સબસ્ટ્રેટ પર અલ્ટ્રાસોનિકેશન હેઠળ ઉત્સેચકો (એટલે કે પેપ્સિન) વડે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. સોનિકેશન ઉત્સેચકની સક્રિયતા વધારવાની તેની ક્ષમતા માટે જાણીતું છે. આ અસર પેપ્સિનના સમુચ્ચયોના અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ અને તેમને છૂટા પાડવા પર આધારિત છે. સમાનરૂપે વિખેરાયેલા ઉત્સેચકો દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ માટે વધુ સપાટી પૂરી પાડે છે, જે ઉત્સેચકની વધુ સક્રિયતા સાથે સંબંધિત છે. વધુમાં, શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો કોલેજનના સૂક્ષ્મતંતુઓને ખોલે છે, જેથી કોલેજન મુક્ત થાય છે.
સંશોધનમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત ઉત્સેચકીય (પેપ્સિન) નિષ્કર્ષણથી વધુ ઉપજ મળે છે અને નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાનો સમય ઘટે છે.
કોલેજનના ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળાં અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ
Hielscher Ultrasonics પ્રયોગશાળાથી લઈને બેન્ચ-ટોપ અને ઔદ્યોગિક સ્તર સુધીની શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓ પૂરી પાડે છે. નિષ્કર્ષણનું શ્રેષ્ઠ પરિણામ સુનિશ્ચિત કરવા માટે કઠિન પરિસ્થિતિઓમાં સતત વિશ્વસનીય સોનિકેશન કરી શકાય છે. તમામ ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ ખૂબ ઊંચા કંપવિસ્તાર આપી શકે છે. 200µm સુધીના કંપવિસ્તાર સાથે 24/7 કામગીરી સરળતાથી સતત ચલાવી શકાય છે. આનાથી પણ ઊંચા કંપવિસ્તાર માટે જરૂરિયાત મુજબ બનાવેલાં અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ ઉપલબ્ધ છે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની મજબૂતાઈ ભારે કાર્યભાર અને કઠિન વાતાવરણમાં 24/7 કામગીરી શક્ય બનાવે છે.
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે:
| બેચનું કદ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 0.5 થી 1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહરૂપે ગોઠવેલાં UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ પ્રયોગશાળા થી પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક સ્તર સુધી.
સાહિત્ય/સંદર્ભો
- Nicholas M.H. Khonga, Fatimah Md. Yusoff, B. Jamilah, Mahiran Basri, I. Maznah, Kim Wei Chan, Nurdin Armania, Jun Nishikawa (2018): ભૌતિક રીતે પ્રેરિત દ્રાવ્યીકરણની પ્રક્રિયાઓ વધારીને જેલીફિશ (Acromitus hardenbergi)માંથી કોલાજનના નિષ્કર્ષણમાં સુધારો. Food Chemistry ખંડ 251, 15 June 2018. 41-50.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan (2008): જેલીફિશ (Rhopilema esculentum)ના મુખબાહુઓમાંથી ગ્લાયકોપ્રોટીનના નિષ્કર્ષણ માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી નિષ્કર્ષણ કરવાની તકનીક. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2008-02.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan, Hu Hou, Xiukun Zhang, Li Chen (2009): ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી પ્રવાહી ક્રોમેટોગ્રાફી દ્વારા જેલીફિશ (Rhopilema esculentum)ના મુખબાહુઓમાંથી ગ્લાયકોપ્રોટીનના નિષ્કર્ષણની પદ્ધતિઓની ચકાસણી. Journal of Ocean University of China 2009, ખંડ 8, અંક 1. 83–88.
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
કોલાજન
કોલાજન ત્રિ-હેલિક્સ રચના ધરાવતું તંતુમય પ્રોટીન છે અને બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સ તથા સંયોજક પેશીમાં મુખ્ય અદ્રાવ્ય તંતુમય પ્રોટીન છે. કોલાજનના ઓછામાં ઓછા 16 પ્રકાર છે, પરંતુ તેમાંના મોટાભાગના (આશરે 90%) પ્રકાર I, પ્રકાર II અને પ્રકાર IIIના છે. કોલાજન માનવ શરીરમાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતું પ્રોટીન છે, જે હાડકાં, સ્નાયુઓ, ત્વચા અને કંડરાઓમાં મળે છે. સસ્તન પ્રાણીઓમાં તે સમગ્ર શરીરના પ્રોટીનનો 25–35% હિસ્સો ધરાવે છે. નીચેની યાદીમાં એવી પેશીઓનાં ઉદાહરણો આપ્યાં છે જેમાં કોલાજનના સંબંધિત પ્રકારો સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે: પ્રકાર I – હાડકું, ત્વચાનો મધ્યસ્તર, કંડરા, અસ્થિબંધનો, કોર્નિયા; પ્રકાર II – કોમલાસ્થિ, કાચાભ દેહ, ન્યુક્લિયસ પલ્પોસસ; પ્રકાર III – ત્વચા, રક્તવાહિનીની દીવાલ, મોટાભાગની પેશીઓના જાલિકાકાર તંતુઓ (ફેફસાં, યકૃત, બરોળ વગેરે); પ્રકાર IV – આધાર પટલો; પ્રકાર V – ઘણીવાર પ્રકાર I કોલાજન સાથે વિતરિત હોય છે, ખાસ કરીને કોર્નિયામાં. આથી સ્વાભાવિક રીતે સામાન્ય અને પુષ્કળ પ્રમાણમાં મળતા કોલાજન (કોલાજન I–V)ના વ્યાવસાયિક ઉપયોગને પ્રોત્સાહન મળ્યું છે, જેમાં પરંપરાગત, ઊંચી ઉપજ આપતી ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા મોટાભાગે માનવ, ગૌવંશીય અને ડુક્કરની પેશીઓમાંથી તેમને અલગ કરીને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે અને પરિણામે ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા કોલાજનના બેચ મળે છે. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
અંતર્જાત કોલાજન શરીર દ્વારા સંશ્લેષિત થતું કુદરતી કોલાજન છે, જ્યારે બહિર્જાત કોલાજન કૃત્રિમ હોય છે અને પૂરકો જેવા બાહ્ય સ્રોતમાંથી મળી શકે છે. કોલાજન શરીરમાં, ખાસ કરીને ત્વચા, હાડકાં અને સંયોજક પેશીઓમાં જોવા મળે છે. ઉંમર વધવાની સાથે અને ધૂમ્રપાન તથા UV પ્રકાશ જેવા પરિબળોના સંપર્કમાં આવવાથી સજીવમાં કોલાજનનું ઉત્પાદન ઘટે છે. ચિકિત્સામાં, ઘાનાં સ્થળોએ ત્વચાના નવા કોષોને આકર્ષવા માટે કોલાજનનો ઉપયોગ કોલાજનયુક્ત ઘાના ડ્રેસિંગમાં કરી શકાય છે.
કોલાજનનું પુનઃશોષણ થઈ શકતું હોવાથી તેનો ઉપયોગ પૂરકો અને ઔષધોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. તેનો અર્થ એ છે કે તેનું વિઘટન અને રૂપાંતર થઈ શકે છે તથા તે ફરીથી શરીરમાં શોષાઈ શકે છે. તેને સંકુચિત ઘન પદાર્થો અથવા જાળી જેવી જેલના સ્વરૂપમાં પણ બનાવી શકાય છે. તેનાં વિવિધ કાર્યો અને તેની કુદરતી હાજરી તેને તબીબી દૃષ્ટિએ બહુપયોગી તથા વિવિધ તબીબી હેતુઓ માટે યોગ્ય બનાવે છે. તબીબી ઉપયોગ માટે કોલાજન ગૌવંશીય પ્રાણીઓ, ડુક્કર, ઘેટાં અને સમુદ્રી સજીવોમાંથી મેળવી શકાય છે.
પ્રાણીઓમાંથી કોલાજન અલગ કરવાની ચાર મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે: ક્ષાર ઉમેરી અવક્ષેપિત કરવાની પદ્ધતિ, આલ્કલાઇન પદ્ધતિ, અમ્લ પદ્ધતિ અને ઉત્સેચક પદ્ધતિ.
ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા કોલાજનના ઉત્પાદન માટે અમ્લ અને ઉત્સેચકીય પદ્ધતિઓનો સંયુક્ત ઉપયોગ સૌથી વધુ કરવામાં આવે છે. કોલાજનના કેટલાક ભાગો અમ્લમાં દ્રાવ્ય કોલાજન (ASC) અને અન્ય ભાગો પેપ્સિનમાં દ્રાવ્ય કોલાજન (PSC) હોવાથી, અમ્લ ઉપચાર પછી પેપ્સિન દ્વારા ઉત્સેચકીય નિષ્કર્ષણ કરવામાં આવે છે. કોલાજનનું અમ્લ નિષ્કર્ષણ ક્લોરોએસિટિક, સાઇટ્રિક અથવા લેક્ટિક અમ્લ જેવા કાર્બનિક અમ્લોનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. કોલાજનની અમ્લ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયામાંથી બચેલી સામગ્રીમાંથી પેપ્સિનમાં દ્રાવ્ય કોલાજન (PSC) મુક્ત કરવા માટે, ન ઓગળેલા પદાર્થને પેપ્સિન ઉત્સેચકથી ઉપચારિત કરવામાં આવે છે, જેથી પેપ્સિનમાં દ્રાવ્ય કોલાજન (PSC) અલગ કરી શકાય. PSCનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે 0.5M એસિટિક અમ્લ સાથે કરવામાં આવે છે. પેપ્સિન એક સામાન્ય ઉત્સેચક છે, કારણ કે તે પ્રોટીન શૃંખલાના N-ટર્મિનલ અને બિન-હેલિક્સ પેપ્ટાઇડ પર વિચ્છેદન કરીને કોલાજનની રચના જાળવી શકે છે.
કોલાજનનો ઉપયોગ પોષક પૂરકો (ન્યુટ્રાસ્યુટિકલ્સ), સૌંદર્ય પ્રસાધનો અને ચિકિત્સામાં થાય છે. સસ્તન પ્રાણીઓનું અને સમુદ્રી (માછલીનું) કોલાજન બજારમાં ઉપલબ્ધ છે અને કોઈપણ જથ્થામાં ખરીદી શકાય છે. જેલીફિશ કોલાજન કોલાજનનું એક નવું સ્વરૂપ છે, જે માનવ શરીર સાથે જૈવસુસંગત છે અને બિન-સસ્તન પ્રાણીજન્ય (રોગમુક્ત) છે. જેલીફિશ કોલાજન કોલાજનના કોઈ ચોક્કસ પ્રકાર (પ્રકાર I–V) સાથે મેળ ખાતું નથી, પરંતુ તે કોલાજનના પ્રકાર I, II અને Vના વિવિધ ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
ગ્લાયકોપ્રોટીન
ગ્લાયકોપ્રોટીન બેક્ટેરિયાથી લઈને મનુષ્ય સુધીના અનેક સજીવોમાં જોવા મળે છે અને વિવિધ કાર્યો કરે છે. ટૂંકી ઓલિગોસેકેરાઇડ શૃંખલાઓ ધરાવતા આ પ્રોટીન અનેક કોષીય ઘટનાઓમાં હોર્મોન્સ, વાયરસ અને અન્ય પદાર્થો દ્વારા કોષની સપાટીની ઓળખમાં સામેલ હોય છે. વધુમાં, કોષની સપાટીના એન્ટિજન કોષબાહ્ય મેટ્રિક્સના ઘટક, જઠરાંત્ર માર્ગ અને મૂત્રજનન માર્ગના મ્યુસિન સ્રાવ તરીકે કાર્ય કરે છે. આલ્બ્યુમિન, સ્રવિત ઉત્સેચકો અને પ્રોટીન સિવાય પ્લાઝ્મામાં રહેલા લગભગ તમામ ગોળાકાર પ્રોટીન ગ્લાયકોપ્રોટીનની સંરચના ધરાવે છે. કોષપટલ પ્રોટીન, લિપિડ અને કાર્બોહાઇડ્રેટના અણુઓથી બનેલું હોય છે. બીજી તરફ, કોષપટલમાં ગ્લાયકોપ્રોટીનની ભૂમિકા પ્રોટીનની સંખ્યા અને વિતરણને અસર કરે છે. આ પ્રોટીન પટલથી પદાર્થ તરફના સંક્રમણમાં સામેલ હોય છે. ગ્લાયકોલિપિડ અને ગ્લાયકોપ્રોટીનની સંખ્યા અને વિતરણ કોષને વિશિષ્ટતા આપે છે.
ગ્લાયકોપ્રોટીન કોષોની ઓળખ, કોષપટલની પસંદગીયુક્ત પારગમ્યતા અને હોર્મોન્સના ગ્રહણ માટે જવાબદાર હોય છે. ગ્લાયકોપ્રોટીનના કાર્બોહાઇડ્રેટ ભાગમાં મોનોસેકેરાઇડના 7 મુખ્ય પ્રકાર હોય છે. આ મોનોસેકેરાઇડ જુદા જુદા ક્રમ અને જુદી જુદી બંધ સંરચનાઓ સાથે જોડાય છે, જેના પરિણામે કાર્બોહાઇડ્રેટ શૃંખલાની અનેક સંરચનાઓ બને છે. ગ્લાયકોપ્રોટીનમાં એક જ N-સંલગ્ન ઓલિગોસેકેરાઇડ સંરચના હોઈ શકે છે અથવા એક કરતાં વધુ પ્રકારના ઓલિગોસેકેરાઇડ હોઈ શકે છે. N-સંલગ્ન ઓલિગોસેકેરાઇડની સંરચનાઓ સમાન અથવા ભિન્ન હોઈ શકે છે અથવા તે O-સંલગ્ન ઓલિગોસેકેરાઇડમાં પણ હાજર હોઈ શકે છે. ઓલિગોસેકેરાઇડ શૃંખલાઓની સંખ્યા પ્રોટીન અને તેના કાર્યના આધારે બદલાય છે.
ગ્લાયકોકેલિક્સના એક ઘટક એવા ગ્લાયકોપ્રોટીનમાં રહેલા સિયાલિક એસિડ કોષોની ઓળખમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. જો કોઈપણ કારણસર સિયાલિક એસિડનો નાશ થાય, તો પટલની ગ્લાયકોકેલિક્સ સંરચના ખોરવાય છે અને કોષ નિર્દિષ્ટ કાર્યોમાંથી મોટાભાગનાં કાર્યો કરી શકતો નથી. કેટલાક સંરચનાત્મક ગ્લાયકોપ્રોટીન પણ હોય છે. તે ફાઇબ્રોનેક્ટિન, લેમિનિન અને ગર્ભસ્થ શિશુના ફાઇબ્રોનેક્ટિન છે અને તે બધાં શરીરમાં જુદાં જુદાં કાર્યો કરે છે. યુકેરિયોટિક ગ્લાયકોપ્રોટીનમાં પણ કેટલાક મોનોસેકેરાઇડ હોય છે, જે મોટેભાગે હેક્સોઝ અને એમિનોહેક્સોઝ પ્રકારના હોય છે. તે પ્રોટીનના વલનમાં સહાય કરી શકે છે, પ્રોટીનની સ્થિરતા સુધારી શકે છે અને કોષીય સંકેતપ્રેષણમાં સામેલ હોય છે.