クラゲからの超音波コラーゲン抽出
- クラゲコラーゲンは高品質のコラーゲンで、ユニークでありながら、I型、II、III型、V型コラーゲンと同様の特性を示します。
- 超音波抽出は純粋に機械的な技術であり、それは収率を増加させ、プロセスを加速しそして高分子量コラーゲンを生成する。
超音波クラゲ抽出
クラゲはミネラルとタンパク質が豊富で、コラーゲンはこれらのゼラチン状の海洋生物の主要なタンパク質です。クラゲは海に生息するほぼ豊富な資源です。疫病と思われがちですが、クラゲをコラーゲン抽出に使用することは、優れたコラーゲンを生成する、持続可能な天然資源を使用する、クラゲのブルームを取り除く、という両方の方法で有益です。
超音波抽出は機械的な抽出方法であり、正確に制御し、処理する原材料に適合させることができます。超音波抽出は、クラゲからコラーゲン、糖タンパク質および他のタンパク質を単離するために首尾よく適用されている。
一般に、クラゲから単離されたタンパク質は強力な抗酸化活性を示すため、食品、サプリメント、および製薬業界にとって貴重な活性化合物です。
抽出には、クラゲ全体、中胴体(=クラゲ傘の主要部分)、または口腔アームを使用できます。
超音波抽出は、クラゲからコラーゲンを大量に生成するための効率的かつ迅速な技術です。
- 食品/医薬品グレードのコラーゲン
- 高分子量
- アミノ酸組成
- 歩留まりの向上
- 迅速な処理
- 操作が簡単
超音波酸 & 超音波酵素抽出
超音波抽出は、クラゲから酸性可溶性コラーゲン(ASC)を放出するために、種々の酸性溶液と組み合わせて使用することができる。超音波キャビテーションは、細胞構造を破壊し、酸を基質に洗い流すことにより、クラゲ基質と酸性溶液との間の物質移動を促進します。これにより、コラーゲンと他の標的タンパク質が液体に移行します。
その後のステップでは、残りのクラゲ基質を超音波下で酵素(すなわちペプシン)で処理して、ペプシン可溶性コラーゲン(PSC)を単離します。超音波処理は、酵素活性を高める能力で知られています。この効果は、ペプシン凝集体の超音波分散および解凝集に基づいている。均一に分散した酵素は、物質移動のための増加した表面を提供し、これはより高い酵素活性と相関しています。さらに、強力な超音波がコラーゲン線維を開き、コラーゲンが放出されます。
研究によると、超音波支援酵素(ペプシン)抽出は、より高い収率とより短い抽出プロセスをもたらすことが示されています。
コラーゲン生産のための高性能超音波装置
ヒールシャー超音波は、実験室からベンチトップおよび工業規模まで強力な超音波システムを提供しています。最適な抽出出力を確保するために、厳しい条件下で信頼性の高い超音波処理を連続的に行うことができます。すべての産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供できます。最大200μmの振幅は、24/7操作で簡単に連続運転できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソノトロードが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、ヘビーデューティと要求の厳しい環境での24 / 7操作を可能にします。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。
| バッチボリューム | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 0.5〜1.5mL | N.A. | バイアルツイーター |
| 1〜500mL | 10〜200mL/分 | UP100Hの |
| 10〜2000mL | 20〜400mL/分 | UP200HTの, UP400セント |
| 0.1〜20L | 0.2 から 4L/min | UIP2000hdT |
| 10〜100L | 2〜10L/分 | UIP4000hdTの |
| N.A. | 10〜100L/min | UIP16000 |
| N.A. | 大きい | クラスタ UIP16000 |
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文献/参考文献
- Nicholas M.H. Khonga, Fatimah Md. Yusoff, B. Jamilah, Mahiran Basri, I. Maznah, Kim Wei Chan, Nurdin Armania, Jun Nishikawa (2018): クラゲ(Acromitus hardenbergi)からのコラーゲン抽出の改善と、物理的に誘発される可溶化プロセスの増加。Food Chemistry Vol. 251, 2018年6月15日.41-50.
- Guoyan Ren、Bafang Li、Xue Zhao、Yongliang Zhuang、Mingyan Yan(2008):クラゲ(Rhopilema esculentum)経口腕からの糖タンパク質抽出のための超音波支援抽出技術。中国農業工学会論文集 2008-02.
- Guoyan Ren、Bafang Li、Xue Zhao、Yongliang Zhuang、Mingyan Yan、Hu Hou、Xiukun Zhang、Li Chen(2009):高速液体クロマトグラフィーによるクラゲ(Rhopilema esculentum)オーラルアームからの糖タンパク質の抽出方法のスクリーニング。Journal of Ocean University of China 2009, Volume 8, Issue 1.83–88.
知っておく価値のある事実
コラーゲン
コラーゲンは、三重らせん構造を持つ線維性タンパク質で、細胞外マトリックスや結合組織に存在する主要な不溶性繊維性タンパク質です。コラーゲンには少なくとも16種類ありますが、そのほとんど(約90%)はI型、II.型、III.型に属しています。コラーゲンは、骨、筋肉、皮膚、腱に含まれる人体で最も豊富なタンパク質です。哺乳類では、全身タンパク質の25〜35%を占めています。次のリストは、コラーゲンの種類が最も豊富な組織の例を示しています:I型—骨、真皮、腱、靭帯、角膜;II型—軟骨、硝子体、髄核;III型—ほとんどの組織(肺、肝臓、脾臓など)の皮膚、血管壁、網状線維。IV型(基底膜、V型)は、特に角膜において、I型コラーゲンと共分布することがよくあります。これは当然のことながら、標準的な豊富なコラーゲン(コラーゲンI-V)の商業的利用を支持し、従来の高収率製造プロセスによって、主にヒト、ウシ、ブタの組織からそれらを分離および精製することにより、高品質のコラーゲンバッチをもたらしました。(Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
内因性コラーゲンは体内で合成される天然コラーゲンですが、外因性コラーゲンは合成され、サプリメントなどの外部供給源から供給されることがあります。コラーゲンは体内、特に皮膚、骨、結合組織に存在します。生物のコラーゲン産生は、年齢や喫煙や紫外線などの要因にさらされると減少します。医学では、コラーゲンをコラーゲン創傷被覆材に使用して、新しい皮膚細胞を創傷部位に引き付けることができます。
コラーゲンは再吸収できるため、サプリメントや医薬品に広く使用されています。これは、それが分解され、変換され、体内に戻すことができることを意味します。また、圧縮された固体または格子状のゲルに形成することもできます。その幅広い機能と自然発生により、臨床的に汎用性が高く、さまざまな医療目的に適しています。医療用では、コラーゲンはウシ、ブタ、ヒツジ、海洋生物から得ることができます。
動物からコラーゲンを分離する方法には、塩析法、アルカリ法、酸法、酵素法の4つの主要な方法があります。
酸法と酵素法は、高品質のコラーゲンを製造するために最も一般的に組み合わせて使用されます。コラーゲンの一部は酸可溶性コラーゲン(ASC)で、他の部分はペプシン可溶性コラーゲン(PSC)であるため、酸処理の後に酵素によるペプシン抽出が行われます。酸性コラーゲン抽出は、クロル酢酸、クエン酸、乳酸などの有機酸を使用して行われます。酸性コラーゲン抽出プロセスの残りの材料からペプシン可溶性コラーゲン(PSC)を放出するために、未溶解物を酵素ペプシンで処理し、ペプシン可溶性コラーゲン(PSC)を分離します。PSCは、通常、0.5Mの酢酸と組み合わせて適用されます。ペプシンは、タンパク質鎖のN末端と非ヘリックスペプチドに切断することによりコラーゲン構造を維持できるため、一般的な酵素です。
コラーゲンは、栄養補助食品(栄養補助食品)、化粧品、医薬品に使用されています。哺乳類および海洋(魚)のコラーゲンは市場で入手可能で、任意の量で購入できます。クラゲコラーゲンは、ヒトの生体適合性があり、非哺乳類(病気を含まない)のコラーゲンの新しい形態です。クラゲのコラーゲンは、特定の種類のコラーゲン(I-V型)には適合しませんが、I型、II.型、V型のコラーゲンのさまざまな特性を示します。
糖タンパク質
糖タンパク質は、細菌から人間まで多くの生物に存在し、さまざまな機能を持っています。短いオリゴ糖鎖を持つこれらのタンパク質は、多くの細胞イベントにおいて、ホルモン、ウイルス、その他の物質による細胞表面認識に関与しています。さらに、細胞表面抗原は、細胞外マトリックス要素、胃腸および泌尿生殖器のムチン分泌として機能します。アルブミン、分泌酵素、タンパク質を除く血漿中の球状タンパク質のほとんどすべてが糖タンパク質構造を持っています。細胞膜は、タンパク質、脂質、炭水化物の分子で構成されています。一方、細胞膜における糖タンパク質の役割は、タンパク質の数と分布に影響を与えます。これらのタンパク質は、膜から物質への移行に関与しています。糖脂質と糖タンパク質の数と分布は、細胞特異性を与えます。
糖タンパク質は、細胞の認識、細胞膜の選択的透過性、およびホルモンの取り込みに関与しています。糖タンパク質の炭水化物部分には、主に7種類の単糖類があります。これらの単糖類は、異なるシーケンシングおよび異なる結合構造と組み合わされ、多数の炭水化物鎖構造をもたらします。糖タンパク質は、単一のN結合型オリゴ糖構造を含んでもよく、または複数の種類のオリゴ糖を含んでもよい。N-結合型オリゴ糖は、同じ構造であっても異なる構造であってもよく、またはO-結合型オリゴ糖にも存在してもよい。オリゴ糖鎖の数は、タンパク質や機能によって異なります。
グリコカリックスの要素である糖タンパク質中のシアル酸は、細胞の認識に重要な役割を果たしています。何らかの理由でシアル酸が破壊されると、膜のグリコカリックス構造が破壊され、細胞は指定されたタスクのほとんどを実行できなくなります。また、いくつかの構造的糖タンパク質があります。それらはフィブロネクチン、ラミニン、胎児フィブロネクチンであり、それらはすべて体内で異なる使命を持っています。また、真核生物の糖タンパク質には、主にヘキソース型とアミノヘキソース型の単糖類があります。それらは、タンパク質の折り畳みを支援し、タンパク質の安定性を改善し、細胞シグナル伝達に関与します。