Yuqori darajada tozalangan shizofillan beta-glukanlarini ultratovush yordamida ishlab chiqarish

Shizofillan immunomodulyatsion xususiyatlarga ega zamburugʻ β-glukanidir. Yuqori faol dorivor taʼsir koʻrsatishi uchun shizofillan past molekulyar ogʻirlikka ega boʻlishi kerak, bu uning biologik oʻzlashtirilishini yaxshilaydi. Ultratovush bilan ishlov berish shizofillanning molekulyar ogʻirligini kamaytirishi isbotlangan. Ishonchli va samarali usul sifatida ultratovush bilan ishlov berishni past molekulyar ogʻirlikdagi shizofillan ishlab chiqarishda oson qoʻllash mumkin.

Schizophyllum qoʻziqorinlari va beta-glukanni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish

Schizophyllum qoʻziqorini turlari tabiatda yomgʻirli mavsumlardan keyin chiriyotgan daraxtlarda oʻsadi. Meva tanalari undan keyingi quruq mavsumda yigʻiladi. Schizophyllum turlari glukanlar kabi biokimyoviy birikmalarga boy boʻlgani uchun, ayniqsa tropik mamlakatlarda oziq-ovqat va dori sifatida isteʼmol qilinadi. Immunomodulyatsion, zamburugʻlarga qarshi, oʻsmalarga qarshi va viruslarga qarshi xususiyatlari tufayli, yorilgan plastinkali qoʻziqorin deb ham ataladigan Schizophyllum commune biotexnologiya va farmatsevtika kompaniyalarining eʼtiborini tortgan.
Sizofiran, sonifilan yoki sizofilan deb ham ataladigan shizofillan polisaxaridi Schizophyllum qoʻziqorinlarida uchraydigan asosiy β-glukandir; bu qoʻziqorinlar yuqori samarali biofaol β-glukan shizofillan manbai hisoblanadi.
Schizophyllum commune qoʻziqorinlari tabiatda daraxtlarda oʻsadi, mitseliyni esa fermentatsiya bulonida ham oʻstirish mumkin. Farmatsevtika va kosmetika sohalarida qoʻllash uchun past molekulyar ogʻirlikdagi shizofillan yuqori molekulyar ogʻirlikdagi shizofillanga qaraganda ancha samaraliroqdir. Buning sababi past molekulyar ogʻirlikdagi shizofillanning biologik oʻzlashtirilishi va soʻrilish tezligi sezilarli darajada yaxshiroq ekanligidir. Bundan tashqari, yuqori molekulyar ogʻirlikdagi shizofillanni qoʻllash koʻpincha muammoli boʻladi, chunki uning suvli eritmalari yuqori qovushqoqlikka ega boʻladi.
Oʻlchamni ultratovush yordamida kamaytirish shizofillanning molekulyar ogʻirligini pasaytirish va shu orqali β-glukan molekulasining sifatini oshirish uchun yuqori samarali va ishonchli usuldir.

Past molekulyar ogʻirlikdagi shizofillan ishlab chiqarish protokoli

Molekulyar ogʻirlikdagi shizofillan biologik oʻzlashtirilish va qoʻllanish xususiyatlari jihatidan keskin yaxshiroq koʻrsatkichlarni namoyon qilgani sababli, Smirnou tadqiqot guruhi β-glukan shizofillan molekulasini parchalash va uning oʻlchamini kamaytirish uchun ultratovush bilan ishlov berishni oʻrgandi.

Shizofillanga ultratovush bilan ishlov berish

β-1.3(1.6)-glukan shizofillan (SPG) substrat sifatida saxarozadan foydalanib, S. commune zamburugʻini bioreaktorda suyuq muhitda oʻstirish orqali ishlab chiqarildi.
Oʻstirish tugagach, kultura buloni shizofillan konsentratsiyasi 2 g/L boʻlguncha demineralizatsiyalangan suv bilan suyultirildi va UIP2000hdT ultratovushli protsessor (Hielscher Ultrasonics GmbH, Germaniya) yordamida qayta aylanish rejimida quyidagi parametrlar va sharoitlarda ultratovush bilan ishlov berildi: muhitning hajmiy oqim tezligi 50 mL/s, chastota 20 kHz, chiqish quvvati 2000 W, sonotrod turi BS2d22, amplituda kuchaytirgichi turi B2-1.4 va amplituda 100%. Ultratovush bilan ishlov berish boshlanishida kultura bulonining harorati 25°C edi. Ultratovush bilan ishlov berilgan kultura buloni (solishtirma energiya kiritilishi 100 Ws/mL) 40°C da 1,5 bar bosim ostida Seitz HS800 chuqurlik filtri orqali filtrlandi. Kimyoviy tavsiflash uchun ultratovush bilan ishlov berilgan shizofillan (uSPG) laboratoriya haroratida filtratdan uch baravar miqdordagi izopropil spirti bilan choʻktirildi va 60°C da 12h davomida quritildi. Immunologik tadqiqotlar uchun uSPG eritmalari quyidagicha tayyorlandi: (1) ultratovush bilan ishlov berilgan kultura buloni filtrati 0,8 bar bosimda 0,1m2 Pall Centramate T-series PES kassetasi (ajratish chegarasi 100 kDa) orqali diafiltrlandi va retentatning elektr oʻtkazuvchanligi 20 μS/cm boʻlguncha diafiltratsiya davom ettirildi; (2) eritma diafiltratsiya orqali uSPG konsentratsiyasi 1 g/L boʻlguncha konsentratsiyalandi va 120°C/20 min sharoitida avtoklavlash orqali sterilizatsiya qilindi. Denaturatsiyalangan uSPG ham xuddi shunday tayyorlandi, faqat kultura buloni filtratiga 0,2 M konsentratsiyada NaOH qoʻshildi va ishqoriylashtirilgan eritma diafiltratsiyadan oldin laboratoriya haroratida 30 min davomida inkubatsiya qilindi.

Tahlil usullari

Mitseliy chiqishi gravimetrik usulda baholandi: kultura buloni suv bilan 1:4 nisbatda suyultirildi, 25°C da 20 min davomida 10 000 × g da sentrifugalandi, choʻkma uch baravar miqdordagi suv bilan yuvildi, 60°C da quritildi va tortildi. Shizofillan supernatantdan uch baravar miqdordagi izopropil spirti bilan choʻktirildi, 60°C da 24h davomida quritildi va uning chiqishi gravimetrik usulda aniqlandi. Kultura bulonidagi pO2 Hamilton-Visiferm DO 120 optik zondi (Hamilton, Shveytsariya) yordamida oʻlchandi.
Kultura bulonining dinamik qovushqoqligi HAAKE Visco Tester 6L qurilmasida 1L va 2L shpindellari yordamida 4°C da va 30 rpm aylanish tezligida oʻlchandi. Filtrlash tezligi 500 mL kultura bulonining 1,5 bar bosimda va 40°C da 200 × 200 mm Seitz HS800 (Pall, AQSH) chuqurlik filtri orqali filtrlanish vaqtiga qarab hisoblandi.
uSPG molekulyar ogʻirligi ketma-ket ulangan PL aquagel OH60 va PL aquagel OH40 kolonkalariga ega Alliance (Waters) HPLC tizimida SEC-MALLS yordamida oʻlchandi, miniDAWN TREOS (Wyatt) detektori esa diafiltratsiya orqali uSPG konsentratsiyasi 1 g/L boʻlguncha konsentratsiyalandi va 120°C/20 min sharoitida avtoklavlash orqali sterilizatsiya qilindi. Denaturatsiyalangan uSPG ham xuddi shunday tayyorlandi, faqat kultura buloni filtratiga 0,2 M konsentratsiyada NaOH qoʻshildi va ishqoriylashtirilgan eritma diafiltratsiyadan oldin laboratoriya haroratida 30 min davomida inkubatsiya qilindi.

Natijalar:
SPG ni keyingi qayta ishlashni yengillashtirish uchun ultratovush bilan ishlov berish bevosita mitseliy saqlovchi S. commune ning 144-h kultura buloniga qoʻllanildi.
 
Ultratovush bilan ishlov berilgan shizofillanning xususiyatlari: Ultratovush bilan ishlov berilgan shizofillan (uSPG) kultura buloni filtratidan spirt yordamida choʻktirildi va tavsiflandi. SEC-MALLS yordamida uSPG ning Mw qiymati taxminan 1 MDa deb baholandi. Suyuq muhitdagi fermentatsiyadan olingan shizofillanning oʻrtacha molekulyar ogʻirligi taxminan 5 MDa boʻlsa, qattiq muhitda oʻstirilganda u 10 MDa gacha yetishi mumkin. Ultratovush bilan ishlov berilgan shizofillanning molekulyar ogʻirligini ishlov berilmagan tabiiy shizofillanning molekulyar ogʻirliklari bilan taqqoslaganda, ultratovush bilan ishlov berish tufayli molekulyar ogʻirlikning 5–10 baravar kamayishini kuzatish mumkin.
Ultratovush bilan ishlov berilgan uSPG polisaxaridi tarkibida 0,7%w/w oqsil va kuydirishdan keyin 1,0%w/w qoldiq mavjud edi. uSPG gidrolizatining 99% dan ortigʻini glyukoza tashkil etdi. Tahlil natijalari ultratovush bilan ishlov berish β-glukanning asosiy zanjirini tasodifiy ravishda uzishini, yon tarmoqlar esa butunligicha qolishini va shu orqali shizofillanning oʻlchami hamda molekulyar ogʻirligi kamayishini koʻrsatadi. Deyarli oqsil va endotoksinlardan xoli uSPG boʻyicha immunologik tadqiqotlar ultratovush bilan ishlov berilgan past Mw li shizofillan yaqqol immunomodulyatsion faollikka ega ekanligini koʻrsatdi.

 
Qovushqoqlikning kamayishi: Ultratovush bilan ishlov berish kultura bulonining qovushqoqligini sezilarli darajada kamaytirdi. Ultratovush bilan ishlov berish davomida kultura bulonining qovushqoqligi nochiziqli ravishda oʻzgardi: ultratovush bilan ishlov berish boshida qovushqoqlik tez kamaydi, ammo keyin bu jarayon sekinlashdi. 100 Ws/mL solishtirma energiya kiritilishi kultura bulonining qovushqoqligini deyarli 7 baravar kamaytirish uchun yetarli boʻldi.

Filtrlashning yaxshilanishi: Ultratovush bilan ishlov berilgan kultura buloni yuqori molekulyar ogʻirlikdagi SPG saqlovchi ishlov berilmagan kultura buloniga (solishtirma energiya kiritilishi 0 Ws/mL) qaraganda filtrdan tezroq oʻtdi. Bundan tashqari, ultratovush bilan ishlov berish filtrlash paytidagi mahsulot yoʻqotilishini sezilarli darajada kamaytirdi. Yuqori molekulyar ogʻirlikdagi SPG saqlovchi ishlov berilmagan kultura bulonining filtratida (solishtirma energiya kiritilishi 0 Ws/mL) 0,3 ± 0,07 g/L SPG mavjud edi, chuqurlik boʻyicha filtrlashdan oldin esa SPG konsentratsiyasi 2 g/L edi. Aksincha, 100 Ws/mL energiya bilan ultratovush orqali ishlov berilgan kultura bulonining filtratida SPG konsentratsiyasi 2,2 ± 0,2 g/L boʻlib, bu mahsulot yoʻqotilishi deyarli nolga teng ekanligiga mos keladi.

Xulosa: Tadqiqot guruhi oʻz xulosasida ultratovush bilan ishlov berish past molekulyar ogʻirlikdagi shizofillan ishlab chiqarish uchun samarali texnologiya ekanligini qayd etadi; olingan shizofillanni keyinchalik kosmetika va tibbiyotda qoʻllash mumkin. Mitseliy saqlovchi kultura bulonining barchasiga ultratovush bilan ishlov berish shizofillan ishlab chiqarishda muayyan afzalliklar beradi. Bu keyingi qayta ishlash paytidagi mahsulot yoʻqotilishini kamaytiradi va ultrafiltratsiyadan samarali foydalanish tufayli yuqori darajada tozalangan polisaxarid ishlab chiqarish imkonini beradi.
Bundan tashqari, tadqiqotchilar shizofillanga ultratovush bilan ishlov berish koʻlamini oson kengaytirish mumkinligini aniqladilar. Tajriba-sanoat qurilmasidagi bitta UIP2000hdT ultratovushli dezintegrator oqim rejimida 1 litr kultura buloniga 110 s ichida ishlov berdi. Qoʻshimcha ultratovush qurilmalarini ketma-ket ulash orqali tizim unumdorligini oson oshirish mumkin.

 
Qoʻziqorin ekstraksiyasi koʻlamini oson kengaytirish haqida batafsil oʻqing!
 

Zamburugʻ glukanlariga ishlov berish uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovush uskunalari

Glukanlar kabi polisaxaridlarni, shuningdek xitin va xitozan kabi boshqa biofaol birikmalarni Hielscher yuqori unumdorlikdagi ultratovush uskunalari yordamida ishonchli parchalash mumkin. Bizning ultratovush qurilmalarimiz yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi, jarayon parametrlarini aniq boshqarish imkonini beradi hamda katta yuklama ostida va murakkab sharoitlarda 24/7 ishlay oladi. Hielscher Ultrasonics uskunalari assortimenti ushbu talablarni ishonchli bajaradi. Ajoyib ultratovush samaradorligidan tashqari, Hielscher ultratovush qurilmalari yuqori energiya samaradorligiga ega, bu esa sezilarli iqtisodiy afzallikdir – ayniqsa tijoriy yirik ishlab chiqarishda qoʻllanilganda.
Hielscher ultratovush qurilmalari jarayoningiz ehtiyojlariga eng maqbul tarzda moslash uchun sonotrodlar, amplituda kuchaytirgichlari, reaktorlar yoki oqim hujayralari kabi aksessuarlar bilan jihozlanishi mumkin boʻlgan yuqori unumdorlikdagi tizimlardir.
Raqamli rangli displey, ultratovush bilan ishlov berish sikllarini oldindan sozlash imkoniyati, oʻrnatilgan SD kartaga maʼlumotlarni avtomatik yozib olish, brauzer orqali masofadan boshqarish va koʻplab boshqa funksiyalar jarayonni eng yuqori darajada boshqarish va foydalanish qulayligini taʼminlaydi. Mustahkamligi va katta yuklamaga bardoshliligi bilan birgalikda Hielscher ultratovush tizimlari ishlab chiqarishda sizning ishonchli ishchi vositangizdir.
Shizofillan kabi β-glukanlarning molekulyar ogʻirligini kamaytirish, maqsadli parchalanishga erishish va farmatsevtik maqsadlarda qoʻllash mumkin boʻlgan yuqori sifatli yakuniy shizofillan mahsulotini olish uchun kuchli ultratovush talab etiladi.
 
Qoʻziqorinlardan beta-glukanni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish haqida qoʻshimcha maʼlumotni, jumladan bosqichma-bosqich koʻrsatmalarni shu yerda toping!
 
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi: