CoQ10은 어떻게 발효되나요?

코엔자임 Q10 (코엔자임 Q10, CoQ10)은 지용성 퀴논 화합물입니다. 자연적으로 발생하는 조효소인 CoQ10은 인체에 필수적인 항산화제이자 전자 전달체입니다. 이는 세포 내 ATP 공급을 강화하고 신체의 활성산소를 감소시키며 산화에 저항하고 노화를 지연시키며 신체의 면역력을 향상시킬 수 있는 호흡에 중요한 물질입니다. 코엔자임Q10은 식품, 의약, 화장품, 가축사료 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 시장 수요와 기술적 응용이 증가하고 있습니다.

코엔자임 Q10을 생산하는 세 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 식물과 동물 조직에서 추출하는 방법입니다. 두 번째는 화학 합성 방법입니다. 세 번째는 미생물 발효로부터 추출하는 방법이다. 현재 코엔자임 Q10의 주요 생산방법은 발효법으로, 생산 규모를 확대할 수 있을 뿐만 아니라 생산성 측면에서도 우위를 점유하고 있다.

균주의 선택

자연계 미생물 세포 내 조효소 Q10의 함량은 높지만, 그 발효산물은 여러 조효소 Q10 동족체의 혼합물이므로 조효소 Q10 정제 비용이 많이 든다. 따라서 코엔자임Q10의 발효생산에 있어서는 생산균주의 선택이 가장 중요한 문제이다. 광합성세균(이하 PSB)의 코엔자임 Q10 함량은 일반적으로 높습니다. 분류 측면에서 PSB는 Rhodospirillales목, Eubacteria목, Bacteria목, Rhodospirillales목, Chlorobacteria목에 속합니다. 전자는 Rhodothiobacteriaceae와 Rhodospirillaceae로 구분됩니다. 따라서 Rhodospirillaceae 박테리아는 조효소 Q10-생산 균주에 대한 이상적인 선택 중 하나입니다. 야생형 균주의 코엔자임 Q10 생산 능력은 생산 요구를 충족할 수 없으며 기존의 돌연변이 유발 및 유전 공학 기술을 사용하여 유전적으로 변형될 수 있습니다.

발효 조건 최적화

대사 조절 이론을 사용하여 고수율 돌연변이를 선택하거나 재조합 균주를 구성하여 발효 수율을 높이는 것 외에도 생산 박테리아의 발효 조건을 최적화하는 것도 발효 수율을 높이는 중요하고 효과적인 방법입니다.

• 배지 최적화

코엔자임 Q10의 발효에서는 다양한 소스에서 탄소원, 질소원, 성장인자, 무기염 등을 선택하여 배양액의 조성을 결정하는 발효 최적화 실험을 수행합니다. 연구에 따르면 금속 이온, 특히 Mg2+, Fe2+ 및 Mn2+이 코엔자임 Q10의 발효 생성을 촉진하는 것으로 나타났습니다. 또한 전구체는 제품 수율을 크게 증가시킬 수 있으며 특정 조건에서 박테리아 동화작용 제품의 흐름을 제어할 수도 있습니다. 코엔자임 Q10의 발효생산에 첨가되는 전구체에는 p-히드록시벤조산, 메발로네이트, 이소펜탄올, 게라니올 등이 포함되는 것으로 보고되었다.

• 문화적 조건의 최적화

에이. 교반-통기

조효소 Q10의 수율에 대한 교반-통기의 효과는 생산 균주에 따라 다릅니다. 하나는 코엔자임 Q10의 발효 생산을 촉진할 수 있다는 것입니다. 다른 하나는 억제 효과가 있다는 것입니다. 연구에 따르면 산소 제한 조건에서 자란 박테리아의 세포질막은 잘 발달되어 다층 구조를 가지며 PSB의 광반응 중심이 여기에 위치하므로 충분한 산소 조건에서 자란 박테리아보다 조효소 Q10 함량이 더 높아질 수 있습니다. 공급조건.

비. 빛

Rhodospirillaceae 박테리아는 절대 혐기성 박테리아 광합성과 호기성 호흡 및 발효를 모두 수행할 수 있습니다. Car와 Excell은 PSB가 가벼운 혐기성 조건에서 코엔자임 Q10의 생산량이 높지만 일단 어두운 호기성 배양으로 전환되면 생산량이 급격히 감소한다고 보고했습니다.

기음. pH

초기 pH 값은 기질의 박테리아 활용 속도와 세포의 구조적 상태에 영향을 미치므로 박테리아의 성장 속도와 대사산물의 변화에 ​​영향을 미칩니다. Wang Genhuaet al. Rhizobium leguminosarum에 대한 진탕 플라스크 실험을 수행한 결과 박테리아가 알칼리성 조건보다 산성 조건에서 더 많은 조효소 Q10을 생성한다는 사실을 발견했습니다. 세포 내 조효소 Q10의 양은 pH 5에서 가장 높습니다.

디. 재배시간

Yoshidaet al. 는 박테리아가 안정기의 초기 단계에 있을 때 코엔자임 Q10의 함량이 더 높다는 것을 발견했습니다. Zhu Xufenet al. 또한 박테리아 내 CoQ10 함량은 배양 시간이 증가함에 따라 계속 증가하여 안정기의 초기 및 중간 단계에서 최고 수준에 도달한 후 감소하기 시작했다고 믿었습니다.

• 훈련 모델 최적화

배양 방식은 회분식 발효, 유가식 발효, 유가식 발효, 연속 발효 등으로 구분됩니다. 다양한 배양 방식에는 장점과 단점이 있으며, 배양 방식은 코엔자임 Q10 생산에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 현재는 유가식 문화가 더 유망합니다. 유가식은 대사 축적을 피하고 더 높은 세포 밀도를 얻고, 발효 과정을 연장하며, 다량의 제품을 축적할 수 있습니다. 코엔자임 Q10-생산균의 호흡강도, 당대사와 코엔자임 Q10 생산의 상관관계, 산소공급과 포도당 공급의 동역학적 분석을 통해 생리 중 낮은 농도의 포도당을 유지하는 것으로 밝혀졌다. 발효 과정은 제품의 형성에 도움이 됩니다. 따라서 사용 가능한 것도 Fed-batch 배양이다. 방사성 근황에 대한 연구에 따르면 자당과 적절한 양의 옥수수 스테이크 주류를 혼합한 유가식 발효가 코엔자임 Q10 생산을 크게 증가시킬 수 있으며 세포 내 코엔자임 Q10 함량이 33% 증가한 것으로 나타났습니다.

코엔자임 추출e Q10

코엔자임 Q10은 미생물 발효를 통해 얻어지는 세포 내 생성물이기 때문에 추출 과정에서 먼저 세포벽이 파괴되어야 합니다. 따라서 세포 파괴는 코엔자임 Q10을 추출하는 주요 단계 중 하나이며, 이는 코엔자임 Q10의 생물학적 활성, 수율 및 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 문헌을 검토한 결과, 코엔자임 Q10을 추출하는 방법에는 여러 가지가 있음을 발견했습니다. 이 기사에서는 일반적으로 사용되는 몇 가지 추출 방법을 요약하고 비교합니다.

• 비누화 추출 방법

비누화 추출법은 코엔자임 Q10 추출물에 포함되어 있는 지방산 글리세리드와 각종 유리지방산 등 다량의 비수용성 성분을 수상으로 이동시키고, 지용성 코엔자임 Q10은 유기상에 남아있게 하며, 그런 다음 유기용매를 사용하여 추출합니다. 하여 순도와 추출능력을 향상시킵니다. 일반적인 비누화 추출법에는 주로 알코올-알칼리 비누화 추출법과 알칼리 비누화 추출법이 있다.

에이. 알코올-알칼리 비누화 추출방법

알코올-알칼리 비누화 추출법의 일반적인 방법은 먼저 균체에 질량분율 약 7%의 피로갈린산을 첨가한 후 부피의 1.3~1.5배 부피의 수산화나트륨-에탄올 용액을 천천히 첨가하고 교반한 후 첨가하는 것이다. n-헥산. 추출을 위해 환류하고 빠르게 실온으로 냉각합니다. 이어서 적당량의 석유에테르를 사용하여 여러 번 추출하고 중성이 될 때까지 물로 세척한 후 물로 농축하고 진공분쇄 및 회전증발하여 유기용매를 제거한 후 최종적으로 무수에탄올로 용해시킨다. 알코올-알칼리 비누화 방법에서는 에탄올이 존재하기 때문에 장기간 비누화하면 조효소 Q10의 메톡시기와 에탄올의 에톡시기가 전이되어 단일 또는 이중 에톡시 유도체가 생성될 수 있습니다.

b.알칼리 비누화 추출 방법

알칼리 비누화 추출법의 일반적인 방법은 먼저 균에 산성수를 첨가하고 수욕에서 3시간 동안 가열, 환류시킨 후 일정 배수로 희석된 수산화나트륨을 천천히 첨가한 후 일정 시간 동안 환류시킨 후 급냉시켜 3시간 동안 가열하는 것이다. 실온. 그런 다음 유기용매로 침출액을 2~3회 첨가하고 상층액을 취하여 중성이 될 때까지 물로 세척한 후 물과 농축액을 취하여 진공농축, 회전증발하여 유기용매를 제거하고 최종적으로 무수에탄올로 용해시킨다. 알칼리 비누화 추출법에 비해 용액이 유화 현상을 일으키기는 하지만, 알칼리 비누화 추출법은 보효소 Q10의 추출량이 많고 불순물의 생성도 적다.

• 세포 파괴 추출 방법

에이. 유기용매 교반 및 분쇄 추출방법

유기용매 교반 및 분쇄 추출법의 일반적인 방법은 먼저 젖은 균체와 아세톤을 비이커에 넣고 자석교반봉으로 저어 원심분리하여 상층액을 부어낸 후 회전증발기를 사용하여 상층액을 50도에서 농축하는 것입니다. 에 에테르나 n-헥산을 첨가한 석유추출물을 첨가한 후 회전증발기로 농축액을 농축한다. 마지막으로 무수에탄올을 넣고 냉장고에 얼려 콜레스테롤 등의 불순물을 분리해줍니다. 여과액을 여과하고 회수합니다.

비. 분쇄, 파쇄 및 추출방법

분쇄 및 분쇄 추출 방법의 일반적인 방법은 다음과 같습니다. 먼저 젖은 세균 세포를 절구에 넣고 소량의 석영 모래, 아세톤 및 산화 방지제를 첨가하여 빠르게 분쇄하고 잠시 분쇄 한 다음 원심 분리하고 상층액을 붓습니다. 원심분리 후 에테르 또는 n-헥산으로 석유추출물을 첨가한 후 회전증발기로 농축액을 농축한다. 마지막으로 무수에탄올을 넣고 냉장고에 얼려 콜레스테롤 등의 불순물을 분리해줍니다. 여과액을 여과하고 회수합니다.

기음. 초음파 파쇄 및 추출 방법

초음파 파쇄 및 추출의 일반적인 방법은 다음과 같습니다. 먼저 젖은 세균 세포에 아세톤을 첨가하여 세균 현탁액을 제조한 다음 초음파 세포 파괴기를 사용하여 얼음욕 조건에서 세균 세포를 분쇄하고 마지막으로 원심분리하여 추출합니다.

자유 라디칼 sc의 역할복수

코엔자임 Q는 세포의 미토콘드리아에 있는 에너지 변환기입니다. 이는 세포 대사의 에너지 인자인 ATP(아데노신 삼인산)를 생성하기 위해 전자를 전달하고 전달함으로써 "트리카르복실산 회로"에 참여합니다. 실험에 따르면 체내의 코엔자임 Q10이 알코올이 된 후 과산화물 자유 라디칼과 직접 반응하여 VE를 재생하고 독립적으로 시너지 효과를 발휘하여 항산화제 역할을 하는 것으로 나타났습니다.

노화에 따른 면역 기능의 감소는 활성산소와 활성산소 반응의 결과입니다. 코엔자임 Q10은 강력한 항산화제로서 활성산소 단독 또는 비타민 B6(피리독신)과 결합하여 면역세포 수용체와 세포의 분화를 억제할 수 있으며, 활성과 관련된 미세소관 시스템에 변형 효과가 있어 면역 체계를 강화시킵니다. , 노화를 지연시킵니다.

피부를 보호하는 역할

코엔자임 Q10은 피부 성장층에 침투하여 광자의 산화 반응을 약화시키고 토코페롤의 도움으로 특정 인산화 티로신 키나제를 활성화할 수 있습니다. DNA의 산화적 손상을 방지하고, 자외선 하에서 인간 피부 섬유아세포의 콜라게나제 발현을 억제하여 피부를 손상으로부터 보호합니다. 광범위한 연구에 따르면 코엔자임 Q10은 지질 과산화를 억제하고, 활성산소의 생성을 감소시키며, 활성산소 산화 손상으로부터 SOD 활성 센터와 그 구조를 보호하고, 체내 SOD와 같은 효소의 활성을 증가시키며, 산화 스트레스로 유발된 세포 사멸을 억제합니다. , 상당한 항산화 효과가 있습니다.

면역 강화

코엔자임 Q10은 세포 자체에서 생성되는 천연 항산화제이자 세포 대사 개시제입니다. 생물학적 막 구조의 완전성을 보호 및 복원하고 막 전위를 안정화시키는 기능을 가지고 있습니다. 신체의 비특이적 면역증강제로 탁월한 항피로 효과를 나타냅니다. 코엔자임Q10은 세포를 건강하고 좋은 상태로 유지시켜 몸에 활력과 두뇌력이 넘칩니다.

근육 에너지 효과 강화

연구에 따르면 코엔자임 Q10을 하루 100~150mg 보충하면 근육 위축증으로 고통받는 사람들의 상태가 크게 개선될 수 있는 것으로 나타났습니다. 힘든 육체적 운동은 혈중 코엔자임 Q10 함량을 감소시키며, 매일 60mg을 보충하면 운동선수의 기능을 향상시킬 수 있습니다. 많은 과체중 사람들은 코엔자임 Q10 수치가 매우 낮으므로 보충제를 섭취하면 체중 감량에 도움이 될 수 있습니다. 코엔자임Q10이 지방대사를 촉진해 팔다리와 뇌에 충분한 에너지 공급을 제공하고 활력을 높일 수 있기 때문이다.

(1) 식품 분야

코엔자임 Q10은 식품 산업에서도 널리 사용됩니다. 영양 보충제, 음료, 빵, 사탕 등과 같은 특정 식품에 첨가되어 영양가를 높입니다. 또한 식품의 항산화 특성을 향상시켜 식품이 부패하거나 부패하는 것을 방지하는 데에도 사용됩니다.

(2) 의료분야

코엔자임 Q10은 의료 분야에서도 널리 사용되며 인류의 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 심장병, 암, 신경퇴행성 질환 등 다양한 질병을 치료하는 데 사용됩니다. 연구에 따르면 코엔자임 Q10은 심장 건강 개선, 피로 감소, 면역력 향상, 노화 방지 효과에 도움이 되는 것으로 나타났습니다.

(3) 화장품 분야

코엔자임 Q10은 항산화 및 항염증 특성으로 인해 다양한 화장품에도 사용됩니다. 이러한 특성은 피부 노화를 늦추고 피부 윤기와 탄력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 코엔자임 Q10은 많은 스킨케어 제품과 뷰티 트리트먼트에 중요한 성분입니다.

(4) 가축 사료 분야

축산업에서는 코엔자임 Q10이 사료에도 사용됩니다. 코엔자임Q10은 돼지, 닭 등 가축 및 가금류의 사료에 첨가되어 성장발달을 촉진하고, 고기와 알의 품질을 향상시키며, 질병저항성을 강화시킵니다. 동시에 번식 성능을 향상시키고 번식률을 높일 수도 있습니다. 연구에 따르면 코엔자임 Q10은 동물의 성장률과 생산량을 높이고 질병에 저항하는 능력을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 경제적 이익을 향상시키기 위해 축산 사료에 널리 사용됩니다.

코엔자임 Q10의 생체 이용률을 높이려면 다양한 적용 요구 사항에 따라 적절한 제형을 선택하여 체내에서 더 나은 방출과 기능을 가능하게 하는 것이 중요합니다. HSF Biotech은 분리 및 추출 기술 플랫폼을 기반으로 냉수 분산 마이크로캡슐화 기술을 사용하여 코엔자임 Q10을 생산합니다. 이를 통해 안정적인 성능, 미량 오염 물질에 대한 엄격한 제어 및 우수한 유동성을 보장합니다. 찬물에 빠르게 분산되므로 고형음료, 젤리, 프리믹스 등 다양한 용도에 적합합니다. 비타민E/식물성 오일과 혼합하여 기능성식품, 연질캡슐 등의 제품에 널리 사용됩니다.

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