Bagaimanakah CoQ10 ditapai?

Koenzim Q10 (koenzim Q10, CoQ10) ialah sebatian kuinon larut lemak. Sebagai koenzim semula jadi, CoQ10 ialah antioksidan dan pengangkut elektron yang penting untuk tubuh manusia. Ia adalah bahan kritikal dalam pernafasan, yang boleh meningkatkan bekalan ATP intrasel, mengurangkan radikal bebas dalam badan, menentang pengoksidaan, membantu melambatkan penuaan, dan meningkatkan imuniti badan. Koenzim Q10 digunakan secara meluas dalam bidang makanan, perubatan, kosmetik, dan makanan ternakan, dan permintaan pasaran serta aplikasi teknikal semakin meningkat.

Terdapat tiga kaedah utama untuk penghasilan koenzim Q10: satu ialah kaedah pengekstrakan daripada tisu tumbuhan dan haiwan; yang kedua ialah kaedah sintesis kimia; dan yang ketiga ialah kaedah pengekstrakan daripada penapaian mikrob. Pada masa ini, kaedah utama untuk pengeluaran koenzim Q10 ialah kaedah penapaian, yang bukan sahaja dapat mengembangkan skala pengeluaran tetapi juga menduduki kelebihan dari segi produktiviti.

Pemilihan strain

Walaupun kandungan koenzim Q10 dalam sel mikrob secara semula jadi adalah tinggi, produk penapaiannya adalah campuran homolog koenzim Q10 berbilang, menyebabkan kos yang tinggi untuk penulenan koenzim Q10. Oleh itu, dalam pengeluaran penapaian koenzim Q10, pemilihan strain pengeluaran adalah isu utama. Kandungan koenzim Q10 dalam bakteria fotosintesis (selepas ini dirujuk sebagai PSB) secara amnya adalah tinggi. Dari segi klasifikasi, PSB tergolong dalam susunan Rhodospirillales, susunan Eubacteria, susunan Bakteria, susunan Rhodospirillales, dan susunan Chlorobacteria. Yang pertama dibahagikan kepada Rhodothiobacteriaceae dan Rhodospirillaceae. Oleh itu, bakteria Rhodospirillaceae ialah salah satu pilihan ideal untuk koenzim Q10-menghasilkan strain. Kapasiti pengeluaran koenzim Q10 bagi strain jenis liar tidak dapat memenuhi keperluan pengeluaran, dan ia boleh diubah suai secara genetik menggunakan mutagenesis konvensional dan teknik kejuruteraan genetik.

Pengoptimuman keadaan penapaian

Selain menggunakan teori kawalan metabolik untuk memilih mutan hasil tinggi atau membina strain rekombinan untuk meningkatkan hasil penapaian, mengoptimumkan keadaan penapaian bakteria pengeluaran juga merupakan cara yang penting dan berkesan untuk meningkatkan hasil penapaian.

• Pengoptimuman medium budaya

Dalam penapaian koenzim Q10, eksperimen pengoptimuman penapaian dijalankan dengan memilih sumber karbon, sumber nitrogen, faktor pertumbuhan, garam tak organik, dan lain-lain daripada sumber yang berbeza untuk menentukan komposisi medium kultur. Kajian telah menunjukkan bahawa ion logam, terutamanya Mg2+, Fe2+, dan Mn2+, menggalakkan penghasilan penapaian koenzim Q10. Di samping itu, prekursor boleh meningkatkan hasil produk dengan ketara dan, dalam keadaan tertentu, juga boleh mengawal aliran produk anabolisme bakteria. Telah dilaporkan bahawa prekursor yang ditambahkan kepada pengeluaran penapaian koenzim Q10 termasuk asid p-hidroksibenzoik, mevalonat, isopentanol, dan geraniol.

• Pengoptimuman keadaan budaya

a. Pengudaraan pergolakan

Kesan pengudaraan agitasi ke atas hasil koenzim Q10 berbeza-beza bergantung kepada ketegangan pengeluaran. Satu ialah ia boleh menggalakkan pengeluaran penapaian koenzim Q10; yang lain ialah ia mempunyai kesan perencatan. Kajian telah menunjukkan bahawa membran sitoplasma bakteria yang tumbuh dalam keadaan terhad oksigen dibangunkan dengan baik dan mempunyai struktur berbilang lapisan, dan pusat fotoreaksi PSB terletak di sini, yang mungkin membawa kepada kandungan koenzim Q10 yang lebih tinggi daripada bakteria yang ditanam di bawah oksigen yang mencukupi syarat bekalan.

b. Cahaya

Bakteria Rhodospirillaceae boleh melakukan kedua-dua fotosintesis bakteria anaerobik obligat dan respirasi dan penapaian aerobik. Car dan Excell melaporkan bahawa PSB mempunyai pengeluaran koenzim Q10 yang tinggi di bawah keadaan anaerobik ringan, tetapi apabila ia ditukar kepada budaya aerobik gelap, pengeluaran akan menurun dengan mendadak.

c. pH

Nilai pH awal akan mempengaruhi kadar penggunaan bakteria substrat dan keadaan struktur sel, seterusnya menjejaskan kadar pertumbuhan bakteria dan perubahan dalam metabolit. Wang Genhua et al. menjalankan eksperimen kelalang goncang ke atas Rhizobium leguminosarum dan mendapati bakteria menghasilkan lebih banyak koenzim Q10 dalam keadaan berasid berbanding dalam keadaan beralkali. Jumlah koenzim Q10 intraselular adalah yang tertinggi pada pH 5.

d. Masa penanaman

Yoshida et al. didapati kandungan koenzim Q10 lebih tinggi apabila bakteria berada di peringkat awal tempoh stabil. Zhu Xufen et al. juga percaya bahawa kandungan CoQ10 dalam bakteria terus meningkat dengan peningkatan masa penanaman, mencapai tahap tertinggi pada peringkat awal dan pertengahan tempoh stabil, dan kemudian mula menurun.

• Pengoptimuman model latihan

Mod kultur dibahagikan kepada penapaian kelompok, penapaian kelompok makan, penapaian kelompok makan, penapaian berterusan, dan lain-lain. Mod budaya yang berbeza mempunyai kelebihan dan kekurangannya, dan mod budaya boleh menjejaskan pengeluaran koenzim Q10 secara langsung. Pada masa ini, budaya kumpulan makan lebih menjanjikan. Fed-batch boleh mengelakkan pengumpulan metabolisme dan mendapatkan ketumpatan sel yang lebih tinggi, memanjangkan proses penapaian, dan mengumpul sejumlah besar produk. Melalui kajian keamatan pernafasan bakteria penghasil Koenzim Q10-, korelasi antara metabolisme gula dan pengeluaran Koenzim Q10, dan analisis kinetik bekalan oksigen dan bekalan glukosa, didapati bahawa mengekalkan kepekatan glukosa yang rendah semasa proses penapaian adalah kondusif untuk pembentukan produk. Oleh itu, budaya Fed-batch juga boleh digunakan. Penyelidikan tentang rhizobia radioaktif mendapati bahawa penapaian kumpulan makan bercampur dengan sukrosa dan jumlah minuman keras berbatang jagung yang sesuai boleh meningkatkan pengeluaran koenzim Q10 dengan ketara, dan kandungan koenzim Q10 intraselularnya meningkat sebanyak 33%.

Pengekstrakan Koenzime Q10

Memandangkan Coenzyme Q10 adalah produk intraselular yang diperoleh daripada penapaian mikrob, dinding sel perlu diganggu terlebih dahulu semasa proses pengekstrakan. Oleh itu, gangguan sel adalah salah satu langkah utama dalam mengekstrak Koenzim Q10, yang secara langsung memberi kesan kepada aktiviti biologi, hasil dan kos Koenzim Q10. Selepas mengkaji literatur, kami mendapati terdapat banyak kaedah untuk mengekstrak Koenzim Q10. Artikel ini meringkaskan dan membandingkan beberapa kaedah pengekstrakan yang biasa digunakan.

• Kaedah pengekstrakan saponifikasi

Kaedah pengekstrakan saponifikasi memindahkan sejumlah besar komponen tidak larut air seperti gliserida asid lemak dan pelbagai asid lemak bebas yang terkandung dalam ekstrak Koenzim Q10 ke fasa akueus, manakala Koenzim Q10 larut lemak kekal dalam fasa organik, dan kemudian diekstrak menggunakan pelarut organik. , dengan itu meningkatkan ketulenan dan kapasiti pengekstrakannya. Kaedah pengekstrakan saponifikasi biasa terutamanya termasuk kaedah pengekstrakan saponifikasi alkohol-alkali dan kaedah pengekstrakan saponifikasi alkali.

a. Kaedah pengekstrakan saponifikasi alkohol-alkali

Kaedah umum kaedah pengekstrakan saponifikasi alkohol-alkali ialah: mula-mula tambah asid pirogallik dengan pecahan jisim kira-kira 7% kepada sel bakteria, kemudian perlahan-lahan tambahkan 1.3~1.5 kali jumlah larutan natrium hidroksida-etanol, kacau, dan kemudian tambah. n-heksana. Refluks untuk pengekstrakan dan cepat sejuk ke suhu bilik. Kemudian gunakan jumlah eter petroleum yang sesuai untuk mengekstrak beberapa kali, basuh dengan air sehingga neutral, pekat dengan air, hancurkan vakum dan sejat berputar untuk mengeluarkan pelarut organik, dan akhirnya larut dengan etanol mutlak. Dalam kaedah saponifikasi alkohol-alkali, disebabkan oleh kehadiran etanol, saponifikasi jangka panjang boleh membawa kepada transposisi kumpulan metoksi dalam koenzim Q10 dan kumpulan etoksi dalam etanol, menghasilkan terbitan etoksi tunggal atau berganda.

b.Kaedah pengekstrakan saponifikasi alkali

Kaedah umum kaedah pengekstrakan saponifikasi alkali ialah: mula-mula tambah air berasid kepada bakteria, haba, dan refluks dalam mandi air selama 3 jam, perlahan-lahan tambah natrium hidroksida yang dicairkan kepada gandaan tertentu, kemudian refluks untuk beberapa lama, dan cepat sejuk untuk suhu bilik. Kemudian tambah larut lesap dengan pelarut organik 2 hingga 3 kali, ambil supernatan dan basuh dengan air sehingga neutral, kemudian ambil air dan pekat, kepekatan vakum, dan penyejatan berputar untuk mengeluarkan pelarut organik, dan akhirnya larutkan dengan etanol mutlak. Berbanding dengan kaedah pengekstrakan saponifikasi alkali, walaupun larutan menghasilkan fenomena pengemulsi, kaedah pengekstrakan saponifikasi alkali mempunyai jumlah pengekstrakan koenzim Q10 yang lebih tinggi dan menghasilkan kekotoran yang lebih sedikit.

• Kaedah pengekstrakan gangguan sel

a. Kaedah pengekstrakan kacau dan penghancuran pelarut organik

Kaedah umum kaedah pengekstrakan pelarut organik mengacau dan menghancurkan adalah: mula-mula masukkan sel bakteria basah dan aseton ke dalam bikar, kacau dengan batang kacau magnet, sentrifuge dan tuangkan supernatan, kemudian gunakan penyejat berputar untuk menumpukan supernatan pada 50 darjah. , dan kemudian tambahkan Ekstrak petroleum dengan eter atau n-heksana, dan kemudian pekatkan ekstrak dengan penyejat berputar kepada pekat. cecair. Akhir sekali, tambah etanol mutlak dan bekukan di dalam peti sejuk untuk mengasingkan kekotoran seperti kolesterol. Tapis dan pulihkan turasan.

b. Kaedah pengisaran, penghancuran dan pengekstrakan

Kaedah umum pengisaran dan penghancuran kaedah pengekstrakan adalah: pertama, ambil sel bakteria basah dalam mortar, tambah sedikit pasir kuarza, aseton, dan antioksidan untuk mengisar dengan cepat, mengisar untuk beberapa lama, kemudian sentrifuge, tuangkan supernatan selepas sentrifugasi, dan kemudian tambahkan Ekstrak petroleum dengan eter atau n-heksana, dan kemudian pekatkan ekstrak dengan penyejat berputar kepada cecair pekat. Akhir sekali, tambah etanol mutlak dan bekukan di dalam peti sejuk untuk mengasingkan kekotoran seperti kolesterol. Tapis dan pulihkan turasan.

c. Kaedah penghancuran dan pengekstrakan ultrasonik

Kaedah umum penghancuran dan pengekstrakan ultrasonik adalah seperti berikut: pertama, tambah aseton ke sel bakteria basah untuk menyediakan penggantungan bakteria, kemudian gunakan pengganggu sel ultrasonik untuk menghancurkan sel bakteria di bawah keadaan mandi ais, dan akhirnya mengempar untuk pengekstrakan.

Peranan radikal bebas scmembalas dendam

Koenzim Q ialah penukar tenaga dalam mitokondria sel. Ia mengambil bahagian dalam "kitaran asid trikarboksilik" dengan memindahkan dan menghantar elektron untuk menghasilkan ATP (adenosin trifosfat), iaitu faktor tenaga untuk metabolisme sel. Eksperimen telah menunjukkan bahawa selepas koenzim Q10 dalam badan menjadi alkohol, ia boleh bertindak balas secara langsung dengan radikal bebas peroksida untuk menjana semula VE, dan secara bebas dan sinergi memainkan peranan sebagai antioksidan.

Penurunan fungsi imun dengan penuaan adalah hasil daripada radikal bebas dan tindak balas radikal bebas. Coenzyme Q10, sebagai antioksidan yang kuat, boleh menghalang pembezaan reseptor dan sel pada sel imun oleh radikal bebas sahaja atau dalam kombinasi dengan vitamin B6 (pyridoxine), dan mempunyai kesan pengubahsuaian pada sistem microtubule yang berkaitan dengan aktiviti, meningkatkan sistem imun. , dan melambatkan penuaan.

Peranan melindungi kulit

Koenzim Q10 menembusi lapisan pertumbuhan kulit untuk melemahkan tindak balas pengoksidaan foton dan boleh mengaktifkan kinase tyrosine terfosforilasi khusus dengan bantuan tokoferol. Mencegah kerosakan oksidatif kepada DNA, menghalang ekspresi kolagenase dalam fibroblas kulit manusia di bawah cahaya ultraviolet, dan melindungi kulit daripada kerosakan. Penyelidikan meluas menunjukkan bahawa koenzim Q10 menghalang peroksidasi lipid, mengurangkan penjanaan radikal bebas, melindungi pusat aktif SOD dan strukturnya daripada kerosakan oksidatif radikal bebas, meningkatkan aktiviti enzim seperti SOD dalam badan, menghalang apoptosis sel yang disebabkan oleh tekanan oksidatif. , dan mempunyai kesan antioksidan yang ketara.

Peningkatan imun

Coenzyme Q10 ialah antioksidan semulajadi dan pemula metabolisme sel yang dihasilkan oleh sel sendiri. Ia mempunyai fungsi melindungi dan memulihkan integriti struktur membran biologi dan menstabilkan potensi membran. Ia adalah penambah imun badan yang tidak spesifik, jadi ia menunjukkan kesan anti-keletihan yang sangat baik. Koenzim Q10 mengekalkan sel dalam keadaan baik dan sihat, jadi badan penuh dengan tenaga dan kuasa otak.

Meningkatkan kesan tenaga otot

Kajian telah menunjukkan bahawa suplemen 100~150mg/hari koenzim Q10 boleh memperbaiki keadaan orang yang mengalami distrofi otot dengan ketara. Senaman fizikal yang keras mengurangkan kandungan darah koenzim Q10, dan suplemen harian 60mg boleh meningkatkan fungsi atlet. Ramai orang yang berlebihan berat badan mempunyai tahap Coenzyme Q10 yang sangat rendah, dan suplemen boleh membantu mereka menurunkan berat badan. Ini kerana Coenzyme Q10 boleh mempercepatkan metabolisme lemak, membekalkan anggota badan dan otak dengan bekalan tenaga yang mencukupi dan meningkatkan kecergasan.

(1) Medan makanan

Koenzim Q10 juga digunakan secara meluas dalam industri makanan. Ia ditambah kepada makanan tertentu, seperti suplemen pemakanan, minuman, roti, gula-gula, dll., untuk meningkatkan nilai pemakanannya. Di samping itu, ia juga digunakan untuk meningkatkan sifat antioksidan makanan, yang membantu mencegah makanan daripada rosak dan reput.

(2) Bidang perubatan

Koenzim Q10 juga digunakan secara meluas dalam bidang perubatan dan memainkan peranan penting dalam menjaga kesihatan manusia. Ia digunakan untuk merawat pelbagai penyakit seperti penyakit jantung, kanser, penyakit neurodegeneratif, dan lain-lain. Kajian telah menunjukkan bahawa Coenzyme Q10 boleh membantu meningkatkan kesihatan jantung, mengurangkan keletihan, meningkatkan imuniti, dan mempunyai kesan anti-penuaan.

(3) Bidang kosmetik

Coenzyme Q10 juga digunakan dalam pelbagai kosmetik kerana sifat antioksidan dan anti-radangnya. Ciri-ciri ini boleh membantu melambatkan penuaan kulit dan meningkatkan keserian dan keanjalan kulit. Coenzyme Q10 ialah bahan penting dalam banyak produk penjagaan kulit dan rawatan kecantikan.

(4) Padang makanan ternakan

Dalam industri ternakan, Coenzyme Q10 juga digunakan dalam makanan. Koenzim Q10 ditambah kepada makanan ternakan dan ayam seperti babi dan ayam untuk menggalakkan pertumbuhan dan perkembangan mereka, meningkatkan kualiti daging dan telur, dan meningkatkan daya tahan penyakit. Pada masa yang sama, ia juga boleh meningkatkan prestasi pembiakan dan meningkatkan kadar pembiakan. Kajian telah menunjukkan bahawa koenzim Q10 boleh meningkatkan kadar pertumbuhan dan hasil haiwan dan meningkatkan keupayaan mereka untuk menentang penyakit. Oleh itu, ia digunakan secara meluas dalam makanan penternakan untuk meningkatkan faedah ekonomi.

Untuk meningkatkan bioavailabiliti Coenzyme Q10, adalah penting untuk memilih formulasi yang sesuai berdasarkan keperluan aplikasi yang berbeza, membolehkan pelepasan dan fungsi yang lebih baik di dalam badan. Bergantung pada platform teknologi pengasingan dan pengekstrakan kami, HSF Biotech menghasilkan Koenzim Q10 menggunakan teknologi mikroenkapsulasi penyebaran air sejuk. Ini memastikan prestasi yang stabil, kawalan ketat ke atas kesan pencemar, dan kebolehliliran yang baik. Ia cepat tersebar dalam air sejuk, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi seperti minuman pepejal, gula-gula getah dan pracampuran. Ia boleh digabungkan dengan vitamin E/minyak tumbuhan dan digunakan secara meluas dalam makanan berfungsi dan kapsul lembut, antara produk lain.

Untuk butiran lanjut, sila hubungi kami:

e-mel:sales@healthfulbio.com

Whatsapp: +86 18992720900