Ultraskaņas kolagēna ekstrakcija no medūzām
- Medūzu kolagēns ir augstas kvalitātes kolagēns, kas ir unikāls, bet kam piemīt līdzīgas īpašības kā I, II, III un V tipa kolagēnam.
- Ultraskaņas ekstrakcija ir tīri mehāniska tehnika, kas palielina ražu, paātrina procesu un ražo augstas molekulmasas kolagēnu.
Ultraskaņas medūzu ekstrakcija
Medūzas ir bagātas ar minerālvielām un olbaltumvielām, un kolagēns ir galvenais proteīns šajās želatīna jūras radībās. Medūzas ir gandrīz bagātīgs avots, kas atrodams okeānos. Medūzu izmantošana kolagēna ekstrakcijai, ko bieži uzskata par mēri, ir izdevīga abos veidos, ražojot izcilu kolagēnu, izmantojot ilgtspējīgu dabisko avotu un novēršot medūzu ziedēšanu.
Ultraskaņas ekstrakcija ir mehāniska ekstrakcijas metode, ko var precīzi kontrolēt un pielāgot apstrādātajai izejvielai. Ultraskaņas ekstrakcija ir veiksmīgi pielietota, lai izolētu kolagēnu, glikoproteīnus un citus proteīnus no medūzām.
Kopumā olbaltumvielām, kas izolētas no medūzām, piemīt spēcīga antioksidanta aktivitāte, un tāpēc tās ir vērtīgi aktīvie savienojumi pārtikas, uztura bagātinātāju un farmācijas rūpniecībai.
Ekstrakcijai var izmantot veselas medūzas, mezogleju (= medūzu lietussarga lielāko daļu) vai mutvārdu rokas.
Ultraskaņas ekstrakcija ir efektīva un ātra metode, lai lielos daudzumos ražotu kolagēnu no medūzām.
- Pārtikas / farmācijas klases kolagēns
- augsta molekulmasa
- aminoskābju sastāvs
- palielinātas ražas
- Ātra apstrāde
- Viegli lietojams
Ultraskaņas-skābe & Ultraskaņas-fermentatīvā ekstrakcija
Ultraskaņas ekstrakciju var izmantot kombinācijā ar dažādiem skābes šķīdumiem, lai atbrīvotu skābē šķīstošo kolagēnu (ASC) no medūzām. Ultraskaņas kavitācija veicina masas pārnesi starp medūzu substrātu un skābes šķīdumu, izjaucot šūnu struktūras un skalojot skābes substrātā. Tādējādi kolagēns, kā arī citi mērķa proteīni tiek pārnesti šķidrumā.
Nākamajā posmā atlikušo medūzu substrātu apstrādā ar fermentiem (t.i., pepsīnu) ultrasonication, lai izolētu pepsīnā šķīstošo kolagēnu (PSC). Ultraskaņas apstrāde ir pazīstama ar spēju palielināt fermentu aktivitāti. Šis efekts ir balstīts uz pepsīna agregātu ultraskaņas dispersiju un deagglomerāciju. Homogēni disperģētie fermenti piedāvā palielinātu virsmu masas pārnesei, kas ir saistīta ar augstāku fermentu aktivitāti. Turklāt spēcīgie ultraskaņas viļņi atver kolagēna fibrilus, lai kolagēns tiktu atbrīvots.
Pētījumi liecina, ka ultrasoniski atbalstīta fermentatīva (pepsīna) ekstrakcija rada augstāku ražu un īsāku ekstrakcijas procesu.
Augstas veiktspējas ultrasonikatori kolagēna ražošanai
Hielscher Ultrasonics piegādā jaudīgas ultraskaņas sistēmas no laboratorijas līdz galda un rūpnieciskajam mērogam. Lai nodrošinātu optimālu ekstrakcijas jaudu, nepārtraukti var veikt uzticamu ultraskaņu prasīgos apstākļos. Visi rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 0.5 līdz 1,5 ml | n.p. | VialTweeter |
| 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Augstas jaudas ultraskaņas procesori no Lab pilotēt un Rūpniecības mērogs.
Literatūra/Atsauces
- Nicholas M.H. Khonga, Fatimah Md. Yusoff, B. Jamilah, Mahiran Basri, I. Maznah, Kim Wei Chan, Nurdin Armania, Jun Nishikawa (2018): Uzlabota kolagēna ekstrakcija no medūzām (Acromitus hardenbergi) ar paaugstinātiem fiziski izraisītiem šķīdības procesiem. Pārtikas ķīmija, 251. sējums, 2018. gada 15. jūnijs. 41-50.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan (2008): Ultraskaņas ekstrakcijas tehnoloģija glikoproteīna ekstrakcijai no medūzām (Rhopilema esculentum) mutes rokām. Ķīnas Lauksaimniecības tehnikas biedrības darījumi 2008-02.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan, Hu Hou, Xiukun Zhang, Li Chen (2009): Ekstrakcijas metožu skrīnings glikoproteīniem no medūzām (Rhopilema esculentum) mutes dobuma rokām ar augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfiju. Ķīnas Okeāna universitātes žurnāls, 2009, 8. sējums, 1. izdevums. 83–88.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Kolagēna
Kolagēns ir šķiedrains proteīns ar trīskāršu spirāles struktūru un galvenais nešķīstošais šķiedru proteīns ekstracelulārajā matricā un saistaudos. Ir vismaz 16 kolagēnu veidi, bet lielākā daļa no tiem (aptuveni 90%) pieder pie I, II un III tipa. Kolagēns ir visbagātākais proteīns cilvēka organismā, kas atrodams kaulos, muskuļos, ādā un cīpslās. Zīdītājiem tas dod 25-35% no visa ķermeņa proteīna. Šajā sarakstā ir sniegti audu piemēri, kuros kolagēna veidi ir visbagātākie: I tips - kauls, derma, cīpslas, saites, radzene; II tips — skrimšļi, stiklveida ķermenis, kodolu pulposus; III tips - āda, asinsvadu sienas, vairuma audu retikulārās šķiedras (plaušas, aknas, liesa utt.); IV tips — pagraba membrānas, V tips — bieži tiek izplatīts kopā ar I tipa kolagēnu, īpaši radzenē. Tas, protams, veicināja standarta bagātīgo kolagēnu (kolagēnu I–V) komerciālu izmantošanu, izolējot un attīrot tos, galvenokārt no cilvēku, liellopu un cūku audiem, izmantojot parastos, augstas ražības ražošanas procesus, kā rezultātā tiek iegūtas augstas kvalitātes kolagēna partijas. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Endogēnais kolagēns ir dabisks kolagēns, ko sintezē organisms, savukārt eksogēnais kolagēns ir sintētisks un var nākt no ārēja avota, piemēram, uztura bagātinātājiem. Kolagēns rodas organismā, īpaši ādā, kaulos un saistaudos. Kolagēna ražošana organismā samazinās līdz ar vecumu un tādu faktoru iedarbību kā smēķēšana un UV gaisma. Medicīnā kolagēnu var izmantot kolagēna brūču pārsējos, lai piesaistītu jaunas ādas šūnas brūču vietām.
Kolagēns tiek plaši izmantots uztura bagātinātājos un farmaceitiskajos līdzekļos, jo to var resorbēt. Tas nozīmē, ka to var sadalīt, pārveidot un paņemt atpakaļ ķermenī. To var veidot arī saspiestās cietās vielās vai režģveida gēlos. Tās plašais funkciju klāsts un dabiskā sastopamība padara to klīniski daudzpusīgu un piemērotu dažādiem medicīniskiem mērķiem. Medicīniskai lietošanai kolagēnu var iegūt no liellopiem, cūkām, aitām, jūras organismiem.
Kolagēna izolēšanai no dzīvniekiem ir četras galvenās metodes: sālīšanas, sārmainā, skābā un fermentu metode.
Skābes un fermentatīvās metodes visbiežāk tiek izmantotas kombinācijā augstas kvalitātes kolagēna ražošanai. Tā kā kolagēna daļas ir skābē šķīstošs kolagēns (ASC) un citas daļas ir pepsīnā šķīstošs kolagēns (PSC), apstrādei ar skābi seko fermentatīva pepsīna ekstrakcija. Skābes kolagēna ekstrakcija tiek veikta, izmantojot organiskās skābes, piemēram, hloretiķskābi, citronu vai pienskābi. Lai atbrīvotu pepsīnā šķīstošo kolagēnu (PSC) no skābā kolagēna ekstrakcijas procesa atlikušā materiāla, neizšķīdušo vielu apstrādā ar fermentu pepsīnu, lai izolētu pepsīnā šķīstošo kolagēnu (PSC). PSC parasti lieto kombinācijā ar 0,5 M etiķskābes. Pepsīns ir izplatīts enzīms, jo tas spēj saglabāt kolagēna struktūru, sadaloties olbaltumvielu ķēdes N-terminālī un ne-spirāles peptīdā.
Kolagēns tiek izmantots uztura bagātinātājos (uztura bagātinātājos), kosmētikas līdzekļos un medicīnā. Zīdītāju un jūras (zivju) kolagēns ir pieejams tirgū, un to var iegādāties jebkurā daudzumā. Medūzu kolagēns ir jauna kolagēna forma, kas ir cilvēka bioloģiski saderīga un ne-zīdītāju (bez slimībām). Medūzu kolagēns neatbilst nevienam konkrētam kolagēna veidam (I-V tips), bet tam piemīt dažādas I, II un V tipa kolagēna īpašības.
Glikoproteīni
Glikoproteīni ir atrodami daudzos organismos no baktērijām līdz cilvēkiem, un tiem ir dažādas funkcijas. Šie proteīni ar īsām oligosaharīdu ķēdēm ir iesaistīti šūnu virsmas atpazīšanā ar hormoniem, vīrusiem un citām vielām daudzos šūnu notikumos. Turklāt šūnu virsmas antigēni kalpo kā ekstracelulārās matricas elementa, kuņģa-zarnu trakta un uroģenitālā trakta mucīna sekrēcija. Gandrīz visiem globulārajiem proteīniem plazmā, izņemot albumīnu, izdalītos fermentus un proteīnus, ir glikoproteīna struktūra. Šūnu membrāna sastāv no olbaltumvielu, lipīdu un ogļhidrātu molekulām. No otras puses, glikoproteīnu loma šūnu membrānā ietekmē proteīnu skaitu un sadalījumu. Šie proteīni ir iesaistīti pārejā no membrānas uz vielu. Glikolipīdu un glikoproteīnu skaits un sadalījums nodrošina šūnu specifiskumu.
Glikoproteīni ir atbildīgi par šūnu atpazīšanu, selektīvu šūnu membrānas caurlaidību un hormonu uzņemšanu. Glikoproteīnu ogļhidrātu daļā ir 7 galvenie monosaharīdu veidi. Šie monosaharīdi apvienojas ar dažādām sekvencēšanām un dažādām saišu struktūrām, kā rezultātā rodas liels skaits ogļhidrātu ķēdes struktūru. Glikoproteīns var saturēt vienu ar N saistītu oligosaharīdu struktūru vai vairāk nekā viena veida oligosaharīdu. Ar N saistītajiem oligosaharīdiem var būt viena un tā pati vai atšķirīga struktūra, vai arī tie var būt sastopami ar O saistītos oligosaharīdos. Oligosaharīdu ķēžu skaits mainās atkarībā no olbaltumvielām un funkcijām.
Siālskābēm glikoproteīnos, kas ir glikokalipsa elements, ir svarīga loma šūnu atpazīšanā. Ja siālskābes kāda iemesla dēļ tiek iznīcinātas, membrānas glikokalyx struktūra tiek traucēta un šūna nevar veikt lielāko daļu norādīto uzdevumu. Ir arī daži strukturāli glikoproteīni. Tie ir fibronektīni, laminīni, augļa fibronektīni, un viņiem visiem ir dažādas misijas organismā. Arī eikariotu glikoproteīnos ir daži monosaharīdi, galvenokārt heksozes un aminoheksozes tipa. Tie var palīdzēt olbaltumvielu locīšanā, uzlabot olbaltumvielu stabilitāti un ir iesaistīti šūnu signalizācijā.