Meduzalardan kollagenni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
- Meduza kollageni oʻziga xos, yuqori sifatli kollagen boʻlib, I, II, III va V turdagi kollagenlarga oʻxshash xususiyatlarni namoyon etadi.
- Ultratovushli ekstraksiya chiqimni oshiradigan, jarayonni tezlashtiradigan va yuqori molekulyar massali kollagen olish imkonini beradigan sof mexanik usuldir.
Meduzalardan ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
Meduzalar minerallar va oqsillarga boy boʻlib, kollagen bu jelesimon dengiz jonzotlarining asosiy oqsillaridan biridir. Meduzalar okeanlarda uchraydigan deyarli moʻl manbadir. Koʻpincha ofat sifatida qaraladigan meduzalardan kollagen ekstraksiyasi uchun foydalanish har ikki jihatdan foydalidir: aʼlo sifatli kollagen olinadi, barqaror tabiiy manbadan foydalaniladi va meduzalarning ommaviy koʻpayishi bartaraf etiladi.
Ultratovushli ekstraksiya aniq boshqarilishi va ishlov berilayotgan xomashyoga moslashtirilishi mumkin boʻlgan mexanik ekstraksiya usulidir. Ultratovushli ekstraksiya meduzalardan kollagen, glikoproteinlar va boshqa oqsillarni ajratib olish uchun muvaffaqiyatli qoʻllanilgan.
Umuman olganda, meduzalardan ajratib olingan oqsillar kuchli antioksidant faollikni namoyon etadi va shu sababli oziq-ovqat, qoʻshimchalar va farmatsevtika sanoatlari uchun qimmatli faol birikmalar hisoblanadi.
Ekstraksiya uchun butun meduza, mezogleya (= meduza soyabonining asosiy qismi) yoki ogʻiz paypaslagichlaridan foydalanish mumkin.
Ultratovushli ekstraksiya meduzalardan katta miqdorda kollagen olishning samarali va tezkor usulidir.
- oziq-ovqat / farmatsevtika sifat talablariga mos kollagen
- yuqori molekulyar massa
- aminokislota tarkibi
- oshirilgan chiqim
- tezkor ishlov berish
- ishlatish oson
Ultratovush-kislotali va ultratovush-fermentativ ekstraksiya
Meduzalardan kislotada eruvchan kollagenni (ASC) ajratib chiqarish uchun ultratovushli ekstraksiyani turli kislota eritmalari bilan birgalikda qoʻllash mumkin. Ultratovushli kavitatsiya hujayra tuzilmalarini parchalash va kislotalarni substrat ichiga kiritish orqali meduza substrati bilan kislota eritmasi oʻrtasidagi massa almashinuvini kuchaytiradi. Natijada kollagen hamda ajratib olinishi koʻzlangan boshqa oqsillar suyuqlikka oʻtadi.
Keyingi bosqichda pepsinda eruvchan kollagenni (PSC) ajratib olish uchun qolgan meduza substratiga ultratovush taʼsirida fermentlar (yaʼni pepsin) bilan ishlov beriladi. Ultratovush bilan ishlov berish ferment faolligini oshirish qobiliyati bilan maʼlum. Bu taʼsir pepsin agregatlarining ultratovush yordamida disperslanishi va deaglomeratsiyasiga asoslanadi. Bir tekis disperslangan fermentlar massa almashinuvi uchun kattaroq sirtni taʼminlaydi, bu esa ferment faolligining yuqoriroq boʻlishi bilan bogʻliq. Bundan tashqari, kuchli ultratovush toʻlqinlari kollagen fibrillalarini ochib, kollagenning ajralib chiqishini taʼminlaydi.
Tadqiqotlar ultratovush yordamidagi fermentativ (pepsinli) ekstraksiya yuqoriroq chiqim va qisqaroq ekstraksiya jarayonini taʼminlashini koʻrsatgan.
Kollagen ishlab chiqarish uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovush qurilmalari
Hielscher Ultrasonics laboratoriya miqyosidan stol usti va sanoat miqyosigacha boʻlgan kuchli ultratovush tizimlarini yetkazib beradi. Ekstraksiyada optimal natijani taʼminlash uchun ogʻir sharoitlarda ishonchli ultratovush bilan ishlov berishni uzluksiz amalga oshirish mumkin. Barcha sanoat ultratovush protsessorlari juda yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi. 200µm gacha boʻlgan amplitudalarda 24/7 rejimida uzluksiz ishlashni osonlik bilan amalga oshirish mumkin. Yanada yuqoriroq amplitudalar uchun maxsus tayyorlangan ultratovush sonotrodlari mavjud. Hielscher ultratovush uskunalarining mustahkamligi yuqori yuklama ostida va ogʻir muhit sharoitlarida 24/7 rejimida ishlash imkonini beradi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan qurilmalar |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | kattaroq | quyidagi qurilmalardan tuzilgan klaster: UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizga savol bering!
Yuqori quvvatli ultratovush protsessorlari – laboratoriya miqyosidan tajriba-sinov va sanoat miqyosigacha.
Adabiyotlar/Manbalar
- Nicholas M.H. Khonga, Fatimah Md. Yusoff, B. Jamilah, Mahiran Basri, I. Maznah, Kim Wei Chan, Nurdin Armania, Jun Nishikawa (2018): Fizik taʼsir orqali eruvchanlikni oshirish jarayonlarini kuchaytirish yordamida meduzadan (Acromitus hardenbergi) kollagen ekstraksiyasini yaxshilash. Food Chemistry, 251-jild, 15 June 2018. 41–50.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan (2008): Meduzaning (Rhopilema esculentum) ogʻiz paypaslagichlaridan glikoproteinni ekstraksiya qilish uchun ultratovush yordamidagi ekstraksiya texnologiyasi. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2008-02.
- Guoyan Ren, Bafang Li, Xue Zhao, Yongliang Zhuang, Mingyan Yan, Hu Hou, Xiukun Zhang, Li Chen (2009): Yuqori samarali suyuqlik xromatografiyasi yordamida meduzaning (Rhopilema esculentum) ogʻiz paypaslagichlaridan glikoproteinlarni ekstraksiya qilish usullarini saralash. Journal of Ocean University of China 2009, 8-jild, 1-son. 83–88.
Bilishga arziydigan faktlar
Kollagen
Kollagen uch spiral tuzilishga ega tolali oqsil boʻlib, hujayradan tashqari matriks va biriktiruvchi toʻqimadagi asosiy erimaydigan tolali oqsildir. Kollagenning kamida 16 turi mavjud, ammo ularning aksariyati (taxminan 90%) I, II va III turlarga mansub. Kollagen inson organizmida eng koʻp uchraydigan oqsil boʻlib, suyaklar, mushaklar, teri va paylarda mavjud. Sutemizuvchilarda u butun organizmdagi oqsilning 25–35% ini tashkil qiladi. Quyidagi roʻyxatda kollagen turlari eng koʻp uchraydigan toʻqimalarga misollar keltirilgan: I tur – suyak, derma, pay, boylamlar, shox parda; II tur – togʻay, shishasimon tana, pulpoz yadro; III tur – teri, tomir devori, aksariyat toʻqimalarning retikulyar tolalari (oʻpka, jigar, taloq va boshqalar); IV tur – bazal membranalar; V tur – koʻpincha I turdagi kollagen bilan birga, ayniqsa shox pardada tarqalgan. Bu holat tabiiy ravishda keng tarqalgan standart kollagenlardan (I–V kollagenlar) tijorat maqsadlarida foydalanishga yordam berdi: ular asosan inson, qoramol va choʻchqa toʻqimalaridan anʼanaviy, yuqori chiqimli ishlab chiqarish jarayonlari orqali ajratib olinadi va tozalanadi, natijada yuqori sifatli kollagen partiyalari olinadi. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Endogen kollagen organizm tomonidan sintez qilinadigan tabiiy kollagendir, ekzogen kollagen esa sintetik boʻlib, qoʻshimchalar kabi tashqi manbadan kelishi mumkin. Kollagen organizmda, ayniqsa teri, suyaklar va biriktiruvchi toʻqimalarda uchraydi. Organizmda kollagen ishlab chiqarilishi yosh oʻtishi va chekish hamda UV nuri kabi omillar taʼsirida kamayadi. Tibbiyotda yangi teri hujayralarini yara joylariga jalb qilish uchun kollagendan kollagenli yara bogʻlamlarida foydalanish mumkin.
Kollagen rezorbsiya qilinishi mumkinligi sababli qoʻshimchalar va farmatsevtik mahsulotlarda keng qoʻllaniladi. Bu uning parchalanishi, oʻzgarishi va organizmga qayta singishi mumkinligini anglatadi. Uni siqilgan qattiq jismlar yoki toʻrsimon gellar shakliga ham keltirish mumkin. Vazifalarining keng doirasi va tabiiy ravishda uchrashi uni klinik jihatdan koʻp maqsadli hamda turli tibbiy maqsadlar uchun mos qiladi. Tibbiy foydalanish uchun kollagen qoramol, choʻchqa, qoʻy va dengiz organizmlaridan olinishi mumkin.
Hayvonlardan kollagenni ajratib olishning toʻrtta asosiy usuli mavjud: tuz bilan choʻktirish, ishqorli, kislotali va fermentativ usullar.
Yuqori sifatli kollagen ishlab chiqarishda kislotali va fermentativ usullar eng koʻp birgalikda qoʻllaniladi. Kollagenning ayrim qismlari kislotada eruvchan kollagen (ASC), boshqa qismlari esa pepsinda eruvchan kollagen (PSC) boʻlgani uchun kislota bilan ishlov berishdan soʻng pepsin yordamida fermentativ ekstraksiya amalga oshiriladi. Kollagenning kislotali ekstraksiyasi xlorosirka, limon yoki sut kislotasi kabi organik kislotalar yordamida oʻtkaziladi. Kollagenning kislotali ekstraksiyasi jarayonidan qolgan materialdan pepsinda eruvchan kollagenni (PSC) ajratib chiqarish uchun erimagan moddaga pepsin fermenti bilan ishlov berilib, pepsinda eruvchan kollagen (PSC) ajratib olinadi. PSC odatda 0,5M sirka kislotasi bilan birgalikda qoʻllaniladi. Pepsin keng tarqalgan fermentdir, chunki u oqsil zanjirining N-terminal qismiga va spiral boʻlmagan peptidga tomon parchalash orqali kollagen tuzilishini saqlab qola oladi.
Kollagen oziqlanish qoʻshimchalari (nutratsevtiklar), kosmetika mahsulotlari va tibbiyotda qoʻllaniladi. Sutemizuvchilar va dengiz (baliq) kollageni bozorda mavjud boʻlib, uni istalgan miqdorda sotib olish mumkin. Meduza kollageni inson organizmi bilan biologik jihatdan mos va sutemizuvchilardan olinmaydigan (kasalliklardan xoli) yangi kollagen shaklidir. Meduza kollageni kollagenning muayyan bir turiga (I–V turlar) mos kelmaydi, ammo I, II va V turdagi kollagenlarning turli xususiyatlarini namoyon etadi.
Glikoproteinlar
Glikoproteinlar bakteriyalardan tortib odamlargacha boʻlgan koʻplab organizmlarda uchraydi va turli vazifalarni bajaradi. Qisqa oligosaxarid zanjirlariga ega bu oqsillar koʻplab hujayraviy jarayonlarda gormonlar, viruslar va boshqa moddalar tomonidan hujayra yuzasining tanib olinishida ishtirok etadi. Bundan tashqari, hujayra yuzasi antigenlari hujayradan tashqari matriks elementi, oshqozon-ichak va urogenital yoʻllarning mutsin sekretsiyasi sifatida xizmat qiladi. Albumin, ajratib chiqariladigan fermentlar va oqsillardan tashqari, plazmadagi deyarli barcha globulyar oqsillar glikoprotein tuzilishiga ega. Hujayra membranasi oqsil, lipid va uglevod molekulalaridan tashkil topgan. Hujayra membranasidagi glikoproteinlarning roli esa oqsillarning soni va taqsimlanishiga taʼsir qiladi. Bu oqsillar membranadan moddaga oʻtishda ishtirok etadi. Glikolipidlar va glikoproteinlarning soni va taqsimlanishi hujayraga oʻziga xoslik beradi.
Glikoproteinlar hujayralarning tanib olinishi, hujayra membranasining tanlab oʻtkazuvchanligi va gormonlarning qabul qilinishi uchun masʼuldir. Glikoproteinlarning uglevod qismida monosaxaridlarning 7 ta asosiy turi mavjud. Bu monosaxaridlar turli ketma-ketliklarda va turli bogʻlanish tuzilmalari orqali birikib, koʻp sonli uglevod zanjiri tuzilmalarini hosil qiladi. Glikoprotein bitta N-bogʻlangan oligosaxarid tuzilmasini yoki bir nechta turdagi oligosaxaridni oʻz ichiga olishi mumkin. N-bogʻlangan oligosaxaridlar bir xil yoki turli tuzilishga ega boʻlishi yoki O-bogʻlangan oligosaxaridlarda ham mavjud boʻlishi mumkin. Oligosaxarid zanjirlarining soni oqsil va uning vazifasiga qarab oʻzgaradi.
Glikokaliks elementi boʻlgan glikoproteinlardagi sial kislotalari hujayralarning tanib olinishida muhim rol oʻynaydi. Agar sial kislotalari biror sababga koʻra buzilsa, membrananing glikokaliks tuzilishi izdan chiqadi va hujayra belgilangan vazifalarning aksariyatini bajara olmaydi. Shuningdek, ayrim strukturaviy glikoproteinlar ham mavjud. Bular fibronektinlar, lamininlar va homila fibronektinlari boʻlib, ularning barchasi organizmda turli vazifalarni bajaradi. Eukariot glikoproteinlarda ham asosan geksoza va aminogeksoza turidagi ayrim monosaxaridlar mavjud. Ular oqsilning buklanishiga yordam berishi, oqsil barqarorligini yaxshilashi mumkin va hujayraviy signal uzatishda ishtirok etadi.