Schizophyallan je glivična β glukana z imunomodulacijo lastnosti. Za zelo aktivne zdravilne učinke mora imeti schizophyllan nizko molekulsko maso, da se pokaže boljša biološka uporabnost. Dokazano je, da ultrasonication zmanjšuje molekulsko težo shizofilana. Kot zanesljiva in učinkovitost metoda, sonication lahko enostavno uporabljajo za proizvodnjo nizko molekulsko težo shizofilan.

Gobe Schizophyllum in ultrazvočna ekstrakcija beta-glukana

Vrste gob Schizophyllum rastejo v naravi na razpadajočem drevesu po deževnih letnih časih. Sadna telesa se zbirajo v naslednji suhi sezoni. Vrste schizophyllum so bogate z biokemičnih spojinami, kot so glukani, zato se zaužijejo predvsem v tropskih državah kot hrana in zdravila. Zaradi imunomodulatornih, protiglivičnih, antineoplastičnih in protivirusnih lastnosti je Schizophyllum commune, znan tudi kot Splitgill goba, privabil biotehnična in farmacevtska podjetja.
Polysaccharide schizophyllan, znan tudi kot sizofiran, sonifilan, ali sizofilan, je glavni β-glukan najdemo v Schizophyllum gobe, ki ponujajo zelo učinkovit bioaktiven β-glukan shizofilan.
Schizophyllum commune gobe rastejo v naravi na drevesih, micelij se lahko goji tudi v fermentacijo. Za farmacevtske in kozmetične aplikacije je nizka molekulska teža schizophyllan veliko učinkovitejša od visoke molekulske mase shizofilan. To je posledica dejstva, da nizka molekulska teža shizofilan kaže bistveno boljšo biopolabilnost in absorpcijo stopnje. Aditionally, visoka molekulska teža schizophyllan je pogosto problematična v aplikacijah, saj ima za posledico visoko viskoznost njegovih etičnih rešitev.
Ultrazvočno zmanjšanje velikosti je zelo učinkovita in zanesljiva tehnika za znižanje molekularne teže shizofilana in s tem povečanje kakovosti β-glukanske molekule.

Protokol za proizvodnjo nizke molekulske mase Schizophyllan

Ker molekularna teža schizophyllan kaže drastično boljšo biološko uporabnost in lastnosti uporabe, raziskovalna ekipa Smirnou raziskala ultrasonication za dekolte in zmanjšanje velikosti β-glukanske molekule schizophyllan.

Ultrasonication of Schizophyllan

β-1.3(1.6)-Glukanski shizofilan (SPG) je bil proizveden s potopljenim gojenjem gliv S. commune v bioreaktorju z uporabo suharoze kot substrata.
Po koncu gojenja je bila kulturna bruha razredčen z demineralizirano vodo do koncentracije shizofilana 2 g/L in ultrazvočno Ultrazvočni procesor UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, Nemčija) v načinu recikliranja pri naslednjih parametrih in pogojih: srednji pretok 50 ml/s, frekvenca 20 kHz, izhod 2000 W, tip sonotrode BS2d22, ojačevalnik tipa B2-1,4 in amplitude 100%. Temperatura kulturne bruhe na začetku sonikacije je bila 25 °C. Ultrazvočna kulturna bruha (specifični vhod energije 100 Ws/mL) je bila filtrirana skozi seitz HS800 globinski filter pod 1,5 bar tlaka pri 40°C. Ultrazvočni shizofilan (uSPG) za kemijsko karakterizacijo je bil obdan iz filtrata s trojno količino izopropilnega alkohola pri laboratorijski temperaturi in posušen pri 60 °C za 12h raztopine uSPG za imunološke študije so bili pripravljeni na naslednji način: (1 1) ultrazvučna kultura broth filtrat je diafiltriran preko 0,1m2 Pall Centramate T-serije PES kaseta (100 kDa odsječen) na 0,8 bar i diafiltracija je nastavljena do retentate prevodnost je 20 μS/cm; (2) raztopina je bila koncentrirana z diafiltracijo v koncentracijo USPG 1 g/L in sterilizirana z avtoklavacijo pri 120 °C/20 min. Denaturirani uSPG je bil pripravljen na podoben način, razen da je bil NaOH dodan filtratu kulturne bruhe v koncentraciji 0,2 M, alkalizirana raztopina pa je bila inkubirana 30 min pri laboratorijski temperaturi pred diafiltracijo.

Analitične metode

Donos micelija je bil ocenjen gravimetrično: kulturna juha je bila razredčen z vodo 1:4, centrifugirana 10000 × g pri 25 °C 20 min, padavine so prali s trojno količino vode, posušeni pri 60 °C in uteženi. Schizophyllan je bil oboren iz supernatanta s trojno količino izopropilnega alkohola, sušen pri 60 °C za 24h in njegov donos je bil gravimetrično določen. pO2 v kulturni bruhi so merili z optično sondo Hamilton-Visiferm DO 120 (Hamilton, Švica).
Kulturna bruha dinamična viskoznost je bila izmerjena na HAAKE Visco Tester 6L s vreteni 1L in 2L pri 4°C in hitrostjo vrtenja 30 vrtljajev na minuto. Hitrost filtracije je bila izračunana iz filtracijnega časa 500 mL kulturne sode skozi 200 × 200 mm Seitz HS800 (Pall, ZDA) globinskih filtrov pri 1,5 barnem tlaku in 40°C.
uSPG molekulsko maso je sec-MALLS izmerila na hplc sistemskih alliance (Waters) s stolpcema PL aquagel OH60 in PL aquagel OH40, I detektor miniDAWN TREOS (Wyatt) je koncentriran diafiltracijom do koncentracije USPG 1 g/L i steriliziran autoklavom na 120°C/20 min. Denaturirani uSPG je bil pripravljen na podoben način, razen da je bil NaOH dodan filtratu kulturne bruhe v koncentraciji 0,2 M, alkalizirana raztopina pa je bila inkubirana 30 min pri laboratorijski temperaturi pred diafiltracijo.

Rezultati:
Ultrasonication zdravljenje je bilo uporabljeno neposredno za S. commune 144-h kultura sopo z micelijem, da bi olajšali SPG v nadaljnji obdelavi.
 
Značilnosti zdravila Sonicated Schizophyllan: Ultrazvočni schizophyllan (uSPG) je bil napihnjen iz kulture broth filtrat z alkoholom in značilno. SEC-MALLS je ocenil, da je Mw USPG okoli 1 MDa. Povprečna molekulska teža shizofilana iz tekoče fermentacije je približno 5 MDa, pri gojenju trdnega stanja pa lahko doseže do 10 MDa. Če primerjamo molekulsko težo ultrazvočnega shizofilana z molekulsko težo domorodskega nezdravljenega shizofilana, lahko zaradi ultrasonikacije opazimo 5- do 10-kratno zmanjšano molekulsko težo.
Sonicani polisaharid uSPG je po vžigu vseboval 0,7%w/w beljakovin in 1,0%w/w ostankov. hidrolizat uSPG je bil sestavljen iz glukoze z več kot 99 %. Analitični rezultati kažejo, da sonication naključno izcedi β-glukansko hrbtenico, stranske veje pa ostanejo nedotaknjene, s čimer se zmanjša velikost in molekulska teža shizofilana. Imunološke študije o beljakovinah in endotoksinu prostega USPG so pokazale, da je ultrazvočni nizek Mw shizofilan izkazal imunomodulacijska aktivnost.

 
Zmanjšana viskoznost: Ultrasonication je povzročila znatno zmanjšanje viskoznosti kulturnega bruha. Med ultrasonikacijo se je viskoznost kulturne bruhe nelinearska spremenila: zmanjšanje viskoznosti je bilo hitro na začetku ultra-sonikacije, kasneje pa se je upočasnilo. Specifični vnos energije 100 Ws/mL je zadoščal za zmanjšanje viskoznosti kulturne bruhe skoraj 7-krat.

Izboljšana filtracija: Ultrazvočno obdelana kulturna bruha je skozi filter pritekala hitreje kot nezdravljena kulturna bruha (specifični vnos energije 0 Ws/mL) z visokomolekularnim SPG. Poleg tega je ultrasonication bistveno zmanjšal izgubo izdelka med filtracijo. Filtrat nezdravljene kulture z visokomolekularnim SPG (specifični vnos energije 0 Ws/ml) je vseboval 0,3 ± 0,07 g/L SPG, medtem ko je bila koncentracija SPG pred globinsko filtracijo 2 g/L. Nasprotno pa je filtrat ultrazvočne kulture 100 W/mL vseboval SPG v koncentraciji 2,2 ± 0,2 g/L, kar ustreza skoraj nič izgubi izdelka.

Sklep: V svojem zaključku raziskovalna ekipa nadaljuje, da je ultrazvočna obdelava izkošna tehnologija za proizvodnjo shizofilana z nizko molekulsko težo, ki se lahko nato uporablja v kozmetiki in medicini. Ultrasonication, ko se uporablja na popolno kulturo sopo z micelijem, prinaša določene prednosti za schizophyllan proizvodnjo. Zmanjšuje izgube proizvodov med nadaljnjo predelavo in omogoča proizvodnjo visoko prečiščenega polisaharida zaradi učinkovite uporabe ultrafiltracije.
Poleg tega so raziskovalci ugotovili, da je ultrazvočna obdelava schizophyllan zlahka razseljiva. Ena enota pilotnega obrata ultrazvočni deziterator UIP2000hdT je obdelala 1 liter kulture sopo v 110 s v načinu pretoka. Produktivnost sistema se lahko enostavno poveča z zaporedno povezavo dodatnih ultrazvočnih enot.

 
Preberite več o preprosti razširitvi ekstrakcije gob!
 

Visoko zmogljena ultrazvočna oprema za obdelavo glivičnih glukana

Fragmentacija polisaharidov, kot so glukani in druge bioaktivne spojine, kot sta hitin in hitozan, je mogoče zanesljivo obdelati z visoko zmogljivo ultrazvočno opremo Hielscher. Naši ultrazvočniki lahko prinesejo visoke amplitude, ponuja natančno nadzorljivost nad procesnimi parametri in se lahko upravlja 24/7 pod veliko obremenitvijo in v zahtevnih okoljih. Hielscher Ultrasonics oprema zanesljivo izpolnjuje te zahteve. Poleg izjemnih ultrazvočnih zmogljivosti, Hielscher ultrasonicators se ponašajo z visoko energetsko učinkovitostjo, kar je pomembna ekonomska prednost – zlasti pri komercialni obsežni proizvodnji.
Hielscher ultrasonicators so visokozmogljivostni sistemi, ki so lahko opremljeni z dodatki, kot so sonotrodes, ojačevalci, reaktorji ali pretok celice, da bi se ujemajo vaše potrebe po postopku na optimalen način. Z digitalnim barvnim zaslonom, možnost za vnaprej nastavitev sonication teče, samodejno snemanje podatkov na integrirani SD kartici, daljinski nadzor brskalnika in še veliko več funkcij, najvišja kontrola procesa in prijaznost uporabnika. V paru z robustnost in težko nosilno zmogljivostjo, Hielscher ultrazvočni sistemi so vaš zanesljiv delovni konj v proizvodnji. Zmanjšanje molekularne teže β-glukanov, kot je schizophyllan zahteva močan ultrazvok za pridobitev ciljanega dekolteja in končni shizofilan izdelek visoke kakovosti, ki se lahko uporablja za farmacevtske aplikacije.
 
Več informacij o ultrazvočni ekstrakciji beta-glukana iz gob, vključno z navodili po korakih tukaj!
 
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators: