Extração ultrassônica de colágeno de água-viva
- O colágeno de água-viva é um colágeno de alta qualidade, que é único, mas exibe propriedades semelhantes ao colágeno tipo I, II, III e tipo V.
- A extração ultrassônica é uma técnica puramente mecânica, que aumenta o rendimento, acelera o processo e produz colágeno de alto peso molecular.
Extração ultrassônica de águas-vivas
A água-viva é rica em minerais e proteínas, e o colágeno é uma proteína importante nessas criaturas marinhas gelatinosas. A água-viva é uma fonte quase abundante encontrada nos oceanos. Muitas vezes visto como uma praga, o uso de águas-vivas para extração de colágeno é benéfico em ambos os sentidos, produzindo excelente colágeno, usando uma fonte natural sustentável e removendo as flores de águas-vivas.
A extração ultrassônica é um método de extração mecânica, que pode ser controlado com precisão e adaptado à matéria-prima tratada. A extração ultrassônica foi aplicada com sucesso para isolar colágeno, glicoproteínas e outras proteínas de águas-vivas.
Em geral, as proteínas isoladas da água-viva exibem forte atividade antioxidante e, portanto, são compostos ativos valiosos para as indústrias alimentícia, de suplementos e farmacêutica.
Para a extração, a água-viva inteira, a mesogleia (= a maior parte do guarda-chuva da água-viva) ou os braços orais podem ser usados.

A extração ultrassônica é uma técnica eficiente e rápida para produzir colágeno a partir de águas-vivas em grandes quantidades.
- Colágeno de grau alimentício / farmacêutico
- alto peso molecular
- Composição de aminoácidos
- Aumento da produtividade
- Processamento rápido
- Fácil de operar
Ácido ultrassônico & Extração Ultrassônica-Enzimática
A extração ultrassônica pode ser usada em combinação com várias soluções ácidas para liberar o colágeno solúvel em ácido (ASC) da água-viva. A cavitação ultrassônica promove a transferência de massa entre o substrato da água-viva e a solução ácida, quebrando as estruturas celulares e liberando os ácidos no substrato. Assim, o colágeno, bem como outras proteínas-alvo, são transferidos para o líquido.
Em uma etapa subsequente, o substrato restante da água-viva é tratado com enzimas (ou seja, pepsina) sob ultrassom para isolar o colágeno solúvel em pepsina (PSC). A sonicação é conhecida por sua capacidade de aumentar a atividade enzimática. Este efeito é baseado na dispersão ultrassônica e desaglomeração dos agregados de pepsina. Enzimas homogeneamente dispersas oferecem uma superfície aumentada para transferência de massa, que está correlacionada a uma maior atividade enzimática. Além disso, as poderosas ondas de ultrassom abrem as fibrilas de colágeno para que o colágeno seja liberado.
A pesquisa mostrou que uma extração enzimática assistida por ultrassom (pepsina) resulta em maiores rendimentos e um processo de extração mais curto.
Ultrassonicadores de alto desempenho para produção de colágeno
A Hielscher Ultrasonics fornece poderosos sistemas ultrassônicos de laboratório a bancada e escala industrial. Para garantir uma saída de extração ideal, a sonicação confiável sob condições exigentes pode ser realizada continuamente. Todos os processadores ultrassônicos industriais podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200 μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados. A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
0.5 a 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
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Literatura/Referências
- Nicholas MH Khonga, Fatimah Md. Yusoff, B. Jamilah, Mahiran Basri, I. Maznah, Kim Wei Chan, Nurdin Armania, Jun Nishikawa (2018): Extração aprimorada de colágeno de água-viva (Acromitus hardenbergi) com aumento dos processos de solubilização induzidos por fisicamente. Química Alimentar Vol. 251, 15 de junho de 2018. 41-50.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan (2008): Tecnologia de extração assistida por ultrassom para a extração de glicoproteína de braços orais de água-viva (Rhopilema esculentum). Transações da Sociedade Chinesa de Engenharia Agrícola 2008-02.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan, Hu Hou, Xiukun Zhang, Li Chen (2009): Triagem de métodos de extração de glicoproteínas de braços orais de água-viva (Rhopilema esculentum) por cromatografia líquida de alta eficiência. Jornal da Universidade Oceânica da China 2009, Volume 8, Edição 1. 83–88.
Fatos, vale a pena conhecer
colagénio
O colágeno é uma proteína fibrosa com estrutura de tripla hélice e a principal proteína fibrosa insolúvel na matriz extracelular e no tecido conjuntivo. Existem pelo menos 16 tipos de colágenos, mas a maioria deles (aprox. 90%) pertence ao tipo I, tipo II e tipo III. O colágeno é a proteína mais abundante no corpo humano encontrada nos ossos, músculos, pele e tendões. Nos mamíferos, contribui com 25-35% da proteína de todo o corpo. A lista a seguir dá exemplos de tecidos onde os tipos de colágeno são mais abundantes: Tipo I - osso, derme, tendão, ligamentos, córnea; Tipo II - cartilagem, corpo vítreo, núcleo pulposo; Tipo III - pele, parede do vaso, fibras reticulares da maioria dos tecidos (pulmões, fígado, baço, etc.); O tipo IV - membranas basais, tipo V - geralmente co-distribui com o colágeno tipo I, especialmente na córnea. Isso naturalmente favoreceu a exploração comercial dos colágenos abundantes padrão (colágenos I-V), isolando-os e purificando-os, principalmente de tecidos humanos, bovinos e suínos, por processos de fabricação convencionais de alto rendimento, levando a lotes de colágeno de alta qualidade. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
O colágeno endógeno é um colágeno natural sintetizado pelo corpo, enquanto o colágeno exógeno é sintético e pode vir de uma fonte externa, como suplementos. O colágeno ocorre no corpo, especialmente na pele, ossos e tecidos conjuntivos. A produção de colágeno em um organismo diminui com a idade e a exposição a fatores como tabagismo e luz ultravioleta. Na medicina, o colágeno pode ser usado em curativos de colágeno para atrair novas células da pele para os locais das feridas.
O colágeno é amplamente utilizado em suplementos e produtos farmacêuticos, pois pode ser reabsorvido. Isso significa que ele pode ser quebrado, transformado e levado de volta ao corpo. Também pode ser formado em sólidos comprimidos ou géis semelhantes a treliças. Sua ampla gama de funções e sua ocorrência natural o tornam clinicamente versátil e adequado para uma variedade de fins médicos. Para uso médico, o colágeno pode ser obtido de bovinos, suínos, ovinos e organismos marinhos.
Existem quatro métodos principais para isolar o colágeno de animais: o método de salga, alcalino, ácido e enzima.
Os métodos ácido e enzimático são mais comumente usados em combinação para a produção de colágeno de alta qualidade. Como partes do colágeno são colágeno solúvel em ácido (ASC) e outras partes são colágeno solúvel em pepsina (PSC), o tratamento ácido é seguido por uma extração enzimática de pepsina. A extração ácida de colágeno é realizada com ácidos orgânicos como ácido cloracético, cítrico ou lático. Para liberar colágeno solúvel em pepsina (PSC) do material restante do processo de extração de colágeno ácido, a matéria não dissolvida é tratada com a enzima pepsina, para isolar o colágeno solúvel em pepsina (PSC). O PSC é comumente aplicado em combinação com 0,5M de ácido acético. A pepsina é uma enzima comum, pois é capaz de manter uma estrutura de colágeno clivando o N-terminal da cadeia proteica e o peptídeo não helicoidal.
O colágeno é usado em suplementos nutricionais (nutracêuticos), produtos cosméticos e medicamentos. O colágeno de mamíferos e marinhos (peixes) está disponível no mercado e pode ser comprado em qualquer quantidade. O colágeno de água-viva é uma nova forma de colágeno, que é biocompatível com humanos e não mamíferos (livre de doenças). O colágeno de água-viva não corresponde a nenhum tipo específico de colágeno (tipo IV), mas exibe as várias propriedades dos tipos de colágeno I, II e V.
Glicoproteínas
As glicoproteínas são encontradas em muitos organismos, de bactérias a humanos, e têm funções diferentes. Essas proteínas com cadeias curtas de oligossacarídeos estão envolvidas no reconhecimento da superfície celular por hormônios, vírus e outras substâncias em muitos eventos celulares. Além disso, os antígenos de superfície celular servem como secreção de mucina do elemento da matriz extracelular, trato gastrointestinal e urogenital. Quase todas as proteínas globulares no plasma, exceto a albumina, enzimas secretadas e proteínas, têm estrutura glicoproteica. A membrana celular é composta por moléculas de proteínas, lipídios e carboidratos. O papel das glicoproteínas na membrana celular, por outro lado, afeta o número e a distribuição das proteínas. Essas proteínas estão envolvidas na transição da membrana para a substância. O número e a distribuição de glicolipídios e glicoproteínas conferem especificidade celular.
As glicoproteínas são responsáveis pelo reconhecimento das células, pela permeabilidade seletiva da membrana celular e pela captação de hormônios. Existem 7 tipos principais de monossacarídeos na parte de carboidratos das glicoproteínas. Esses monossacarídeos se combinam com diferentes sequenciamentos e diferentes estruturas de ligação, resultando em um grande número de estruturas de cadeia de carboidratos. Uma glicoproteína pode conter uma única estrutura de oligossacarídeo ligada a N ou pode conter mais de um tipo de oligossacarídeo. Os oligossacarídeos ligados a N podem ter estruturas iguais ou diferentes ou também podem estar presentes em oligossacarídeos ligados a O. O número de cadeias de oligossacarídeos varia dependendo da proteína e da função.
Os ácidos siálicos nas glicoproteínas, um elemento do glicocálice, desempenham um papel importante no reconhecimento das células. Se os ácidos siálicos forem destruídos por qualquer motivo, a estrutura do glicocálice da membrana é interrompida e a célula não pode realizar a maioria das tarefas especificadas. Além disso, existem algumas glicoproteínas estruturais. São fibronectinas, laminanas, fibronectinas fetais e todas têm diferentes missões no corpo. Também nas glicoproteínas eucarióticas, existem alguns monossacarídeos, principalmente no tipo hexose e aminohexose. Eles podem ajudar no dobramento de proteínas, melhorar a estabilidade da proteína e estão envolvidos na sinalização celular.