Ultrahangos termelése magasan tisztított schizophyllan β-glükánok

A schizophyallan egy gombás β-glükán immunmoduláló tulajdonságokkal. A rendkívül aktív gyógyászati hatások esetén a skizofrénnek alacsony molekulatömegűnek kell lennie a jobb biológiai hozzáférhetőség mutatója érdekében. Az ultrahangos kezelés bizonyítottan csökkenti a skizofrén molekulatömegét. Megbízható és hatékony módszerként a szonikálás könnyen alkalmazható alacsony molekulatömegű schizophyllan előállítására.

Schizophyllum gomba

A Schizophyllum gomba fajai esős évszakok után a hanyatló fákon nőnek. A gyümölcstesteket a következő száraz évszakban gyűjtik össze. A schizophyllum fajok biokémiai vegyületekben, például glükánokban gazdagok, ezért különösen a trópusi országokban fogyasztják élelmiszerként és gyógyszerként. Immunmoduláló, gombaellenes, antineopláziás és vírusellenes tulajdonságai miatt a Schizophyllum község, más néven Splitgill gomba, vonzotta a biotechnológiai és gyógyszeripari vállalatokat.
A poliszacharid schizophyllan, más néven szizofirán, szonifil vagy szizofilán, a schizophyllum gombákban található fő β-glükán, amely rendkívül hatékony bioaktív β-glükán schizophyllan.
Schizophyllum kommuna gombák nőnek a természetben a fákon, a mycellium erjesztő húslevesben is tenyészthető. Gyógyszerészeti és kozmetikai alkalmazások esetében az alacsony molekulatömegű schizophyllan sokkal hatékonyabb, mint a nagy molekulatömegű skizofrénia. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az alacsony molekulatömegű schizophyllan jelentősen jobb biológiai hozzáférhetőséget és abszorpciós arányokat mutat. Aditionally, nagy molekulatömeg schizophyllan gyakran problematikus alkalmazások, mivel ez azt eredményezi, nagy viszkozitású vizes oldatok.
Az ultrahangos méretcsökkentés rendkívül hatékony és megbízható technika a skizofrén molekula molekulatömegének csökkentésére, ezáltal növelve a β-glükán molekula minőségét.

Jegyzőkönyv az alacsony molekulatömegű schizophyllan előállításához

Mivel a molekulatömeg-schizophyllan drasztikusan jobb biológiai hozzáférhetőséget és alkalmazási tulajdonságokat mutat, a Smirnou kutatócsoportja az ultrahangosságot vizsgálta a β-glükán molekula schizophyllan dekoltázsára és méretének csökkentésére.

A Schizophyllan ultrahangos

β-1.3(1.6)-A glükán schizophyllánt (SPG) az S. commune gomba bioreaktorban történő merülő termesztésével állították elő, szacharóz szubsztrátumként.
A termesztés befejezése után a tenyészlevest demineralizált vízzel hígították 2 g/l schizophyllan koncentrációra, és ultrahangos Ultrahangos processzor UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, Németország) újrahasznosítási módban a következő paraméterekkel és feltételekkel: közepes áramlás 50 ml / s, frekvencia 20 kHz, kimenet 2000 W, BS2d22 típusú sonotrode, B2-1.4 típusú emlékeztető és amplitúdó 100%. A tenyészleves hőmérséklete a szonikáció kezdetén 25 ° C volt. Az ultrahangos tenyészlevest (specifikus energiabevitel 100 Ws / mL) a Seitz HS800 mélységszűrőn keresztül szűrték 1,5 bar nyomás alatt 40 ° C-on. A kémiai jellemzéshez használt ultrahangos schizophyllan (uSPG) a szűrletből háromszoros mennyiségű izopropil-alkohollal kicsapódott laboratóriumi hőmérsékleten, és 60 ° C-on szárított 12 órás uSPG immunológiai vizsgálatokhoz a következőképpen készült: (1) az ultrahangos tenyészleves szűrését 0,1 m2 Pall Centramate T-sorozatú PES kazettával (100 kDa cut-off) 0,8 bar-on átkoltották, és a diafiltráció addig folytatódott, amíg a retentate vezetőképesség 20 μS / cm volt; (2) az oldatot diaszűréssel 1 g/l uSPG koncentrációra koncentráltuk, és autoklávozással sterilizálták 120°C/20 perc alatt. A denaturált uSPG-t hasonló módon készítették el, azzal a különbséggel, hogy a 0,2 M koncentrációban a tenyészleves szűrletéhez NaOH-t adtak, és a lúgosított oldatot a diaszűrést megelőzően laboratóriumi hőmérsékleten 30 percig inkubálják.

Analitikai módszerek

A micélium hozamát gravimetrikusan becsülték meg: a tenyészlevest vízzel hígították 1:4, 10000 × g centrifugáltuk 25 ° C-on 20 percig, a csapadékot háromszoros mennyiségű vízzel mossuk, 60 ° C-on szárítjuk és súlyozták. A schizophyllan-t szupernatánból kicsapták három izopropil-alkohollal, 60 °C-on szárították 24 órán keresztül, és hozamát gravimetrikusan határozták meg. A pO2-t a tenyészlevesben a Hamilton-Visiferm DO 120 optikai szonda (Hamilton, Svájc) mérte.
A tenyészleves dinamikus viszkozitását a HAAKE Visco Tester 6L-en mérték, 1L és 2L orsókkal 4 ° C-on és 30 fordulat / perc forgási sebességgel. A szűrési sebességet az 500 mL tenyészleves szűrési idejétől 200 × 200 mm-es Seitz HS800 (Pall, USA) mélységszűrőig számították ki 1,5 bar nyomáson és 40 °C-on.
Az uSPG molekulatömegét SEC-MALLS mérte a HPLC Alliance (Waters) rendszeren, sorozathoz csatlakoztatott PL aquagel OH60 és PL aquagel OH40 oszlopokkal, és a miniDAWN TREOS (Wyatt) detektort diaszűréssel 1 g/l uSPG koncentrációra koncentrálták, és autoklávozással sterilizálták 120 ° C / 20 perc sebességgel. A denaturált uSPG-t hasonló módon készítették el, azzal a különbséggel, hogy a 0,2 M koncentrációban a tenyészleves szűrletéhez NaOH-t adtak, és a lúgosított oldatot a diaszűrést megelőzően laboratóriumi hőmérsékleten 30 percig inkubálják.

Eredmények:
Az ultrahangos kezelést közvetlenül az S. commune 144 órás tenyészlevesre alkalmazták micéliummal, hogy megkönnyítsék az SPG downstream feldolgozást.
A Sonicated Schizophyllan jellemzői: Ultrasonicated schizophyllan (uSPG) volt kicsapódott a tenyészleves szűrte alkohollal és jellemző. SEC-MALLS becslése szerint Mw uSPG, hogy körülbelül 1 MDa. A folyadék erjesztéséből származó schizophyllan átlagos molekulatömege körülbelül 5 MDa, míg a szilárdtest-termesztésben elérheti a 10 MDa-t. Összehasonlítva az ultrahangos schizophyllan molekulatömegét a natív kezeletlen schizophyllan molekulatömegeivel, az ultrahangos kezelés miatt 5-10-szeres csökkentett molekulatömeg figyelhető meg.
A szonikált poliszacharid uSPG 0,7%w/w fehérjét és 1,0%w/w maradékot tartalmazott gyújtás után. Az uSPG hidrolizáta több mint 99% -os glükózból állt. Az analitikai eredmények azt mutatják, hogy a szonikáció véletlenszerűen hasítja a β-glükán gerincét, és az oldalsó ágak érintetlenek maradnak, ezáltal csökkentve a skizofrén méretét és molekulatömegét. Immunológiai vizsgálatok lényegében fehérje- és endotoxinmentes uSPG azt mutatták, hogy ultrasonicated low-Mw schizophyllan kifejezett immunmoduláló aktivitás.

Csökkent viszkozitás: Az ultrahangos kezelés a tenyészleves viszkozitásának jelentős csökkenését eredményezte. Az ultrahangos kezelés során a tenyészleves viszkozitása nemlineárisan változott: a viszkozitás csökkenése gyors volt az ultra-szonikáció kezdetén, de később lelassult. A 100 Ws/mL fajlagos energiabevitel közel 7-szer elegendő volt a tenyészleves viszkozitásának csökkentéséhez.

Továbbfejlesztett szűrés: Az ultrahanggal kezelt tenyészleves gyorsabban áramlott át a szűrőn, mint a kezeletlen tenyészleves (specifikus energiabevitel 0 Ws / mL) nagy molekulatömegű SPG-vel. Emellett az ultrahangos kezelés jelentősen csökkentette a termékveszteséget a szűrés során. A kezeletlen tenyészleves szűrése nagy molekulatömegű SPG-vel (fajlagos energiabevitel 0 Ws/mL) 0,3 ± 0,07 g/l SPG-t tartalmazott, míg a mélységszűrés előtti SPG-koncentráció 2 g/l volt. Ezzel szemben a 100 Ws / mL ultrahangos tenyészet szűrje egyaránt spg-t tartalmazott 2,2 ± 0,2 g / l koncentrációban, ami majdnem nulla termékveszteségnek felel meg.

Következtetés: Következtetésükben a kutatócsoport folytatja, hogy az ultrahangos feldolgozás hatékony technológia az alacsony molekulatömegű schizophyllan gyártásához, amelyet ezután kozmetikumokban és orvostudományokban használhatnak. Az ultrahangos kezelés, ha teljes tenyészetlevesre alkalmazzák micéliummal, bizonyos előnyökkel jár a schizophyllan termelés számára. Csökkenti a termékveszteségeket a downstream feldolgozás során, és lehetővé teszi a nagymértékben tisztított poliszacharid gyártását az ultraszűrés hatékony használata miatt.
Ezenkívül a kutatók azt találták, hogy a schizophyllan ultrahangos feldolgozása könnyen méretezhető. Az egyik egység a kísérleti üzem ultrahangos dezintegrátor UIP2000hdT feldolgozott 1 Liter tenyészleves 110 s áramlási módban. A rendszer termelékenysége könnyen növelhető további ultrahangegységek szekvenciális csatlakoztatásával.

Nagy teljesítményű ultrahangos berendezések gombás glükán feldolgozáshoz

A poliszacharidok, például a glükánok, valamint más bioaktív vegyületek, például a kitin és a kitozán töredezettsége megbízhatóan feldolgozható a Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos berendezésével. Ultrahangos készülékeink nagy amplitúdókat képesek biztosítani, pontos szabályozhatóságot biztosítanak a folyamatparaméterek felett, és a teljes 24/7-ben nagy terhelés mellett és igényes környezetben működtethetők. A Hielscher Ultrasonics berendezéscsaládja megbízhatóan teljesíti ezeket a követelményeket. A kiemelkedő ultrahang teljesítmény mellett a Hielscher ultrasonicators nagy energiahatékonyságokkal büszkélkedhet, ami jelentős gazdasági előny. – különösen akkor, ha nagyüzemi kereskedelmi termelésben alkalmazzák.
A Hielscher ultrasonicators nagy teljesítményű rendszerek, amelyek olyan kiegészítőkkel felszerelhetők, mint a sonotrodes, az emlékeztetők, a reaktorok vagy az áramlási cellák annak érdekében, hogy optimális módon megfeleljenek a folyamat igényeinek. Párosítva robusztusság és nagy teherhordó kapacitás, Hielscher ultrahangos rendszerek a megbízható munka ló a termelésben β.

Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi: