Com es fermenta la CoQ10?

Coenzim Q10 (coenzim Q10, CoQ10) és un compost de quinona liposoluble. Com a coenzim d'origen natural, CoQ10 és un antioxidant essencial i transportador d'electrons per al cos humà. És una substància crítica en la respiració, que pot millorar el subministrament d'ATP intracel·lular, reduir els radicals lliures al cos, resistir l'oxidació, ajudar a retardar l'envelliment i millorar la immunitat del cos. El coenzim Q10 s'utilitza àmpliament en els camps de l'alimentació, la medicina, la cosmètica i l'alimentació del bestiar, i la demanda del mercat i les aplicacions tècniques estan augmentant.

Hi ha tres mètodes principals per a la producció de coenzim Q10: un és el mètode d'extracció de teixits vegetals i animals; el segon és el mètode de síntesi química; i el tercer és el mètode d'extracció de la fermentació microbiana. Actualment, el mètode principal per a la producció de coenzim Q10 és el mètode de fermentació, que no només pot ampliar l'escala de producció, sinó que també ocupa un avantatge en termes de productivitat.

Selecció de soques

Tot i que el contingut de coenzim Q10 a les cèl·lules microbianes a la natura és elevat, el seu producte de fermentació és una barreja de múltiples homòlegs de coenzim Q10, el que resulta en un cost elevat per a la purificació del coenzim Q10. Per tant, en la producció de fermentació del coenzim Q10, la selecció de soques de producció és el problema principal. El contingut de coenzim Q10 en bacteris fotosintètics (d'ara endavant anomenat PSB) és generalment elevat. Pel que fa a la classificació, el PSB pertany a l'ordre dels Rhodospirillales, l'ordre dels Eubacteria, l'ordre dels Bacteris, l'ordre dels Rhodospirillales i l'ordre dels Clorobacteris. El primer es divideix en Rhodothiobacteriaceae i Rhodospirillaceae. Per tant, els bacteris Rhodospirillaceae són una de les opcions ideals per a les soques productores de coenzim Q10-. La capacitat de producció del coenzim Q10 de les soques de tipus salvatge no pot satisfer les necessitats de producció i es poden modificar genèticament mitjançant tècniques de mutagènesi i enginyeria genètica convencionals.

Optimització de les condicions de fermentació

A més d'utilitzar la teoria del control metabòlic per seleccionar mutants d'alt rendiment o construir soques recombinants per augmentar el rendiment de fermentació, l'optimització de les condicions de fermentació dels bacteris de producció també és una manera important i eficaç d'augmentar el rendiment de la fermentació.

• Optimització del medi de cultiu

En la fermentació del coenzim Q10, es realitzen experiments d'optimització de la fermentació seleccionant fonts de carboni, fonts de nitrogen, factors de creixement, sals inorgàniques, etc. de diferents fonts per determinar la composició del medi de cultiu. Els estudis han demostrat que els ions metàl·lics, especialment Mg2+, Fe{2+ i Mn{2+, promouen la producció de fermentació del coenzim Q10. A més, els precursors poden augmentar significativament el rendiment dels productes i, en determinades condicions, també poden controlar el flux de productes d'anabolisme bacterian. S'ha informat que els precursors afegits a la producció de fermentació del coenzim Q10 inclouen l'àcid p-hidroxibenzoic, mevalonat, isopentanol i geraniol.

• Optimització de les condicions culturals

a. Agitació-aireació

Els efectes de l'agitació-aireació sobre el rendiment del coenzim Q10 varien en funció de la soca de producció. Un és que pot promoure la producció de fermentació del coenzim Q10; l'altra és que té un efecte inhibidor. Els estudis han demostrat que la membrana citoplasmàtica dels bacteris cultivats en condicions limitades d'oxigen està ben desenvolupada i té una estructura multicapa, i el centre de fotoreacció de PSB es troba aquí, la qual cosa pot provocar un contingut més elevat de coenzim Q10 que els bacteris cultivats amb suficient oxigen. condicions de subministrament.

b. Llum

Els bacteris Rhodospirillaceae poden realitzar tant la fotosíntesi bacteriana anaeròbica obligada com la respiració i fermentació aeròbica. Car i Excell van informar que PSB té una alta producció de coenzim Q10 en condicions anaeròbiques lleugeres, però un cop es canvia a un cultiu aeròbic fosc, la producció baixarà bruscament.

c. pH

El valor de pH inicial afectarà la taxa d'utilització bacteriana del substrat i l'estat estructural de la cèl·lula, afectant així la taxa de creixement dels bacteris i els canvis en els metabòlits. Wang Genhua et al. va realitzar un experiment amb un matràs agitat amb Rhizobium leguminosarum i va trobar que els bacteris produïen més coenzim Q10 en condicions àcides que en condicions alcalines. La quantitat de coenzim intracel·lular Q10 és la més alta a pH 5.

d. Temps de cultiu

Yoshida et al. va trobar que el contingut de coenzim Q10 era més gran quan els bacteris es trobaven en l'etapa inicial del període estable. Zhu Xufen et al. També creia que el contingut de CoQ10 en els bacteris va continuar augmentant amb l'augment del temps de cultiu, assolint el nivell més alt en les etapes inicials i mitjanes del període estable, i després va començar a disminuir.

• Optimització del model de formació

Els modes de cultiu es divideixen en fermentació per lots, fermentació per lots alimentats, fermentació per lots alimentats, fermentació contínua, etc. Els diferents modes de cultiu tenen els seus avantatges i desavantatges, i el mode de cultiu pot afectar directament la producció de coenzim Q10. Actualment, la cultura de lots alimentats és més prometedora. Fed-batch pot evitar l'acumulació del metabolisme i obtenir una densitat cel·lular més alta, allargar el procés de fermentació i acumular una gran quantitat de producte. Mitjançant l'estudi de la intensitat respiratòria dels bacteris productors de coenzim Q10-, la correlació entre el metabolisme del sucre i la producció de coenzim Q10 i l'anàlisi cinètica del subministrament d'oxigen i de glucosa, es va trobar que el manteniment d'una concentració baixa de glucosa durant el procés de fermentació és propici per a la formació del producte. Per tant, també es pot utilitzar el cultiu Fed-batch. La investigació sobre rizobis radioactius va trobar que la fermentació mixta en lots alimentats amb sacarosa i una quantitat adequada de licor de blat de moro pot augmentar significativament la producció de coenzim Q10 i el seu contingut intracel·lular de coenzim Q10 va augmentar un 33%.

Extracció de coenzime Q10

Atès que el coenzim Q10 és un producte intracel·lular obtingut de la fermentació microbiana, primer s'ha de trencar la paret cel·lular durant el procés d'extracció. Per tant, la interrupció cel·lular és un dels passos clau en l'extracció del coenzim Q10, que afecta directament l'activitat biològica, el rendiment i el cost del coenzim Q10. Després de revisar la literatura, vam trobar que hi ha molts mètodes per extreure el coenzim Q10. Aquest article resumeix i compara diversos mètodes d'extracció utilitzats habitualment.

• Mètode d'extracció per saponificació

El mètode d'extracció de saponificació transfereix una gran quantitat de components no solubles en aigua, com ara glicèrids d'àcids grassos i diversos àcids grassos lliures continguts en l'extracte de coenzim Q10 a la fase aquosa, mentre que el coenzim Q10 liposoluble roman a la fase orgànica, i Després s'extreu amb un dissolvent orgànic. , millorant així la seva puresa i capacitat d'extracció. Els mètodes comuns d'extracció de saponificació inclouen principalment el mètode d'extracció de saponificació alcohol-àlcali i el mètode d'extracció de saponificació àlcali.

a. Mètode d'extracció de saponificació alcohol-àlcali

El mètode general del mètode d'extracció de saponificació d'alcohol-àlcali és: primer afegiu àcid pirogàl·lic amb una fracció de massa d'aproximadament un 7% a les cèl·lules bacterianes, després afegiu lentament 1,3 ~ 1,5 vegades el volum de la solució d'hidròxid de sodi-etanol, remeneu i després afegiu-hi n-hexà. Reflux per extracció i refredar ràpidament a temperatura ambient. A continuació, utilitzeu una quantitat adequada d'èter de petroli per extreure diverses vegades, rentar amb aigua fins a neutralitzar, concentrar amb aigua, triturar al buit i evaporar rotatoriment per eliminar el dissolvent orgànic i, finalment, dissoldre amb etanol absolut. En el mètode de saponificació alcohol-àlcali, a causa de la presència d'etanol, la saponificació a llarg termini pot conduir a la transposició del grup metoxi en el coenzim Q10 i el grup etoxi a l'etanol, donant lloc a derivats etoxi simples o dobles.

b. Mètode d'extracció de saponificació alcalina

El mètode general del mètode d'extracció de saponificació alcalina és: primer afegiu aigua àcida als bacteris, escalfeu i reflux al bany maria durant 3 hores, afegiu lentament hidròxid de sodi diluït a un determinat múltiple, després reflux durant un temps i refredeu-lo ràpidament. temperatura ambient. A continuació, afegiu la lixiviació amb dissolvent orgànic de 2 a 3 vegades, agafeu el sobrenedant i renteu-lo amb aigua fins que estigui neutre, després agafeu aigua i concentrat, concentració al buit i evaporació rotativa per eliminar el dissolvent orgànic i, finalment, dissoleu-lo amb etanol absolut. En comparació amb el mètode d'extracció de saponificació alcalina, tot i que la solució produeix un fenomen d'emulsió, el mètode d'extracció de saponificació alcalina té una quantitat d'extracció més alta de coenzim Q10 i produeix menys impureses.

• Mètode d'extracció per interrupció cel·lular

a. Mètode d'extracció per agitació i trituració amb dissolvent orgànic

El mètode general d'agitació amb dissolvent orgànic i mètode d'extracció de trituració és: primer afegiu cèl·lules bacterianes humides i acetona en un vas de precipitats, remeneu amb una vareta magnètica, centrifugueu i aboqueu el sobrenedant i, a continuació, utilitzeu un evaporador rotatiu per concentrar el sobrenedant a 50 graus. , i després afegiu l'extracte de petroli amb èter o n-hexà i, a continuació, concentreu l'extracte amb un evaporador rotatiu fins a un gruix. líquid. Finalment, afegir etanol absolut i congelar-lo a la nevera per separar impureses com el colesterol. Filtrar i recuperar el filtrat.

b. Mètode de mòlta, trituració i extracció

El mètode general de mòlta i trituració del mètode d'extracció és: primer, agafeu les cèl·lules bacterianes humides en un morter, afegiu una petita quantitat de sorra de quars, acetona i antioxidants per triturar ràpidament, tritureu durant un temps, centrifugueu i aboqueu el sobrenedant després. centrifugació i, a continuació, afegiu l'extracte de petroli amb èter o n-hexà i, a continuació, concentreu l'extracte amb un evaporador rotatiu a un líquid espès. Finalment, afegir etanol absolut i congelar-lo a la nevera per separar impureses com el colesterol. Filtrar i recuperar el filtrat.

c. Mètode de trituració i extracció per ultrasons

El mètode general de trituració i extracció d'ultrasons és el següent: primer, afegiu acetona a les cèl·lules bacterianes humides per preparar una suspensió bacteriana, després utilitzeu un disruptor de cèl·lules ultrasòniques per aixafar les cèl·lules bacterianes en condicions de bany de gel i, finalment, centrifugueu per a l'extracció.

El paper dels radicals lliures scvenjant

El coenzim Q és un convertidor d'energia en els mitocondris de les cèl·lules. Participa en el "cicle de l'àcid tricarboxílic" transferint i transmetent electrons per produir ATP (adenosina trifosfat), és a dir, un factor energètic per al metabolisme cel·lular. Els experiments han demostrat que després que el coenzim Q10 del cos es converteixi en alcohol, pot reaccionar directament amb els radicals lliures de peròxid per regenerar VE i, de manera independent i sinèrgica, exercir el paper d'un antioxidant.

La disminució de la funció immune amb l'envelliment és el resultat dels radicals lliures i les reaccions dels radicals lliures. El coenzim Q10, com a fort antioxidant, pot inhibir la diferenciació de receptors i cèl·lules de les cèl·lules immunitàries per radicals lliures sols o en combinació amb vitamina B6 (piridoxina), i té un efecte de modificació en el sistema de microtúbuls relacionat amb l'activitat, millora el sistema immunitari , i retarda l'envelliment.

El paper de protegir la pell

El coenzim Q10 penetra a la capa de creixement de la pell per debilitar la reacció d'oxidació dels fotons i pot activar tirosina cinases fosforilades específiques amb l'ajuda del tocoferol. Prevé el dany oxidatiu a l'ADN, inhibeix l'expressió de col·lagenasa als fibroblasts de la pell humana sota llum ultraviolada i protegeix la pell dels danys. Una àmplia investigació demostra que el coenzim Q10 inhibeix la peroxidació lipídica, redueix la generació de radicals lliures, protegeix el centre actiu SOD i la seva estructura del dany oxidatiu dels radicals lliures, augmenta l'activitat d'enzims com la SOD al cos, inhibeix l'apoptosi cel·lular induïda per l'estrès oxidatiu. , i té un efecte antioxidant important.

Millora immunològica

El coenzim Q10 és un antioxidant natural i un iniciador del metabolisme cel·lular produït per les mateixes cèl·lules. Té la funció de protegir i restaurar la integritat de l'estructura de la membrana biològica i estabilitzar el potencial de membrana. És un potenciador immunitari inespecífic del cos, per la qual cosa mostra un excel·lent efecte antifatiga. El coenzim Q10 manté les cèl·lules en un estat bo i saludable, de manera que el cos està ple de vitalitat i poder cerebral.

Millora l'efecte energètic muscular

Els estudis han demostrat que la suplementació de 100 ~ 150 mg/dia de coenzim Q10 pot millorar significativament l'estat de les persones que pateixen distròfia muscular. L'exercici físic dur redueix el contingut sanguini del coenzim Q10 i la suplementació diària de 60 mg pot millorar la funció dels atletes. Moltes persones amb sobrepès tenen nivells molt baixos de coenzim Q10 i la suplementació els pot ajudar a perdre pes. Això es deu al fet que el coenzim Q10 pot accelerar el metabolisme del greix, proporcionant a les extremitats i el cervell un ampli subministrament d'energia i augmentant la vitalitat.

(1) Àmbit alimentari

El coenzim Q10 també s'utilitza àmpliament a la indústria alimentària. S'afegeix a determinats aliments, com ara suplements nutricionals, begudes, pa, caramels, etc., per augmentar el seu valor nutricional. A més, també s'utilitza per millorar les propietats antioxidants dels aliments, la qual cosa ajuda a evitar que els aliments es facin malbé i es pudrin.

(2) Àmbit mèdic

El coenzim Q10 també s'utilitza àmpliament en l'àmbit mèdic i té un paper important en el manteniment de la salut humana. S'utilitza per tractar diverses malalties com malalties del cor, càncer, malalties neurodegeneratives, etc. Els estudis han demostrat que el coenzim Q10 pot ajudar a millorar la salut del cor, reduir la fatiga, millorar la immunitat i tenir efectes anti-envelliment.

(3) Àmbit cosmètic

El coenzim Q10 també s'utilitza en diversos cosmètics per les seves propietats antioxidants i antiinflamatòries. Aquestes propietats poden ajudar a frenar l'envelliment de la pell i millorar la brillantor i l'elasticitat de la pell. El coenzim Q10 és un ingredient important en molts productes per a la cura de la pell i tractaments de bellesa.

(4) Camp d'alimentació del bestiar

A la indústria ramadera, el coenzim Q10 també s'utilitza en pinsos. El coenzim Q10 s'afegeix a l'alimentació de bestiar i aus de corral com porcs i pollastres per promoure el seu creixement i desenvolupament, millorar la qualitat de la carn i els ous i millorar la resistència a les malalties. Al mateix temps, també pot millorar el rendiment reproductiu i augmentar la taxa de reproducció. Els estudis han demostrat que el coenzim Q10 pot augmentar la taxa de creixement i el rendiment dels animals i millorar la seva capacitat de resistir malalties. Per tant, s'utilitza àmpliament en pinsos de ramaderia per millorar els beneficis econòmics.

Per millorar la biodisponibilitat del coenzim Q10, és important seleccionar les formulacions adequades en funció de les diferents necessitats d'aplicació, que permetin un millor alliberament i funció dins del cos. Basant-se en la nostra plataforma tecnològica de separació i extracció, HSF Biotech produeix coenzim Q10 mitjançant la tecnologia de microencapsulació de dispersió d'aigua freda. Això garanteix un rendiment estable, un control estricte dels contaminants traça i una bona fluïdesa. Es dispersa ràpidament en aigua freda, el que el fa adequat per a diverses aplicacions, com ara begudes sòlides, gominoles i premescles. Es pot combinar amb vitamina E/olis vegetals i s'utilitza àmpliament en aliments funcionals i càpsules toves, entre altres productes.

Per a més detalls, poseu-vos en contacte amb nosaltres:

Correu electrònic:sales@healthfulbio.com

Whatsapp: +86 18992720900