Развитие биосинтеза эрготионеина с помощью технологии адсорбции и разделения

Что такое Эрготионеин?

Эрготионеин — это встречающаяся в природе аминокислота, которая была впервые выделена из гриба спорыньи Чарльзом Танретом в 1909 году, который впоследствии дал ей название. В 1911 году Баргер и Юинс дополнительно выяснили его структуру, обнаружив, что эрготионеин является производным гистидина бетаина.

Проведя обширные исследования, ученые обнаружили, что диметилсульфоксид (ДМСО) может превращаться в органическое соединение эрготионеин. Эрготионеин представляет собой серосодержащее органическое соединение, обладающее антиоксидантными и противовоспалительными свойствами, что делает его способным способствовать восстановлению и регенерации тканей. Первоначально эрготионеин использовался для лечения артрита и других воспалительных заболеваний. Однако в результате дальнейших научных исследований его стали применять для ухода за лицом и кожей, назначали для лечения прыщей, цистита, воспалений кожи и других кожных заболеваний, и он стал одним из наиболее часто используемых ингредиентов.

Золотой век экономического роста эрготионеина: среднегодовой темп роста превышает 30%

Согласно данным Market Watch, к 2028 году рынок эрготионеина, по прогнозам, достигнет 171,9 миллиона долларов США, а ожидаемый среднегодовой темп роста составит 36,2% в период с 2022 по 2028 год. Основными игроками на мировом рынке являются Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech и другие. В настоящее время наибольшая доля рынка – около 47% – принадлежит Северной Америке, за ней следуют Китай и Европа. По продуктовым сегментам крупнейшим является химический синтез, занимающий более 87% рынка. Что касается приложений, на медицинский сектор приходится более 50% доли рынка.

В последнее время среди научных исследователей растет интерес к эрготионеину. С 2011 года PubMed опубликовал более 300 научных статей по этой теме, что превышает общее количество опубликованных до 2000 года.

Звездный ингредиент косметической промышленности, теперь распространяющийся и на пищевой сектор.

С 2014 года эрготионеин включен в «Положение о надзоре и управлении косметическими товарами» Национального управления медицинской продукции Китая. В результате эрготионеин все чаще используется в качестве основного ингредиента в различных типах продуктов по уходу за кожей из-за его исключительных антиоксидантных свойств, в том числе от Estee Lauder, PROYA, Clinique и других ведущих брендов.

Хотя эрготионеин еще не одобрен для использования в пищевых продуктах в Китае, он набирает обороты в пищевой промышленности Европы, Америки, Японии и других стран и регионов. Уникальные антиоксидантные свойства эрготионеина делают его перспективным ингредиентом для использования в различных пищевых продуктах.

В июле 2017 года Европейский Союз (ЕС) одобрил эрготионеин в качестве нового пищевого ингредиента, что позволило использовать его в пищевых добавках. Утвержденная суточная доза для населения в целом составляет 30 мг в день, а дети старше 3 лет могут принимать 20 мг в день. Однако беременным и кормящим женщинам не рекомендуется употреблять эрготионеин.

В 2018 году ЕС еще больше расширил сферу использования эрготионеина, разрешив его использование в напитках, зерновых батончиках и других обычных продуктах питания, а также в пищевых добавках.

В августе 2019 года эрготионеин получил сертификат «Общепризнан как безопасный» (GRAS) от Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, что позволяет применять его в обычных пищевых продуктах.

Преодолев барьер высоких цен: роль синтетической биотехнологии

Эрготионеин является важным питательным веществом, которое человеческий организм не может синтезировать и должен получать из внешних источников. Тем не менее, текущая стоимость приобретения эрготионеинового сырья составляет от 250 до 350 тысяч юаней за килограмм, из-за чего большинству отечественных косметических брендов сложно нести такую ​​высокую стоимость.

Химический синтез и биологическая экстракция являются двумя распространенными способами доступа к сырью эрготионеина, но оба метода имеют ограничения, такие как высокая сложность синтеза, низкое качество и высокая стоимость. Для промышленного производства наиболее распространенным методом является биологическая ферментация с использованием технологии мицелиальной ферментации.

Однако из-за незрелости технологии качество продукции сильно варьируется, причем большинство из них представляют собой составные продукты с низким содержанием (0,5%) или представляют собой ферментативную смесь. Стоимость и доступность этого также ограничены технологией.

Передовые технологии адсорбции и разделения улучшают производство эрготионеина

Компания Sunresin разработала ионообменную смолу с однородными частицами, используя целевые исследования и разработки, современное хроматографическое оборудование и строгий контроль качества, используя новую технологию синтетической биологии. Эта смола предназначена для устранения примесей и высокого содержания солей в существующих процессах ферментации, используемых для производства эрготионеина. Он используется для хроматографического опреснения, обесцвечивания и очистки, обеспечивая степень удаления неорганических/органических солей более 95% в системах с высоким содержанием соли, снижая проводимость до уровня ниже 50 мкс/см.

Более того, однородные характеристики частиц смолы позволяют снизить перепад давления в слое смолы, увеличить производительность оперативной обработки жидкости, снизить скорость разрушения смолы и улучшить удаление примесей и солей по сравнению с обычными смолами. Это приводит к повышению урожайности и значительному повышению эффективности производства при одновременном снижении производственных затрат.

Применение системы хроматографического разделения и очистки в процессе получения эрготамина

Высокопроизводительная промышленная препаративная хроматографическая система Sunresin® Sepsolut® основана на одноколоночной хроматографической системе DAC и сочетает в себе основные хроматографические наполнители серии полимеров собственной разработки с различными матрицами, назначением, большой адсорбционной способностью, высокими характеристиками защиты от загрязнения и щелочью. - устойчивая регенерация. Эта система способна изолировать и очищать вещества высокой чистоты из периодических смесей, обладая преимуществами высокой эффективности разделения и промышленного производства, что приводит к значительным экономическим выгодам. 

Преимущества и характеристики оборудования для хроматографии с имитацией движущегося слоя Sunresin суммируются следующим образом:
· Подходит для крупномасштабного серийного производства разделения продуктов
· Высокая точность, высокий выход и низкое потребление воды
· Оборудование отличается высокой универсальностью, с одним комплектом оборудования, способным разделять разные продукты. Он также может выборочно увеличивать количество портов в соответствии с потребностями клиента, чтобы обеспечить разделение 2-3 различных компонентов.