Förderung der Ergothionein-Biosynthese durch Adsorptions- und Trenntechnologie

Was ist Ergothionein?

Ergothionein ist eine natürlich vorkommende Aminosäure, die erstmals 1909 von Charles Tanret aus dem Mutterkornpilz isoliert und später benannt wurde. Im Jahr 1911 klärten Barger und Ewins seine Struktur weiter auf und entdeckten, dass Ergothionein von Histidinbetain abgeleitet ist.

Nach umfangreichen Untersuchungen haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Dimethylsulfoxid (DMSO) in die organische Verbindung Ergothionein umgewandelt werden kann. Ergothionein ist eine schwefelhaltige organische Verbindung mit antioxidativen und entzündungshemmenden Eigenschaften, wodurch es die Gewebereparatur und -regeneration fördern kann. Ursprünglich wurde Ergothionein zur Behandlung von Arthritis und anderen entzündlichen Erkrankungen eingesetzt. Durch weitere wissenschaftliche Untersuchungen wurde es jedoch in der Gesichts- und Hautpflege eingesetzt, zur Behandlung von Akne, Blasenentzündung, Hautentzündungen und anderen Hauterkrankungen verschrieben und ist zu einem der am häufigsten verwendeten Inhaltsstoffe geworden.

Goldenes Zeitalter des Wirtschaftswachstums für Ergothionein: CAGR übersteigt 30 %

Laut Market Watch-Daten wird der Ergothionein-Markt bis 2028 voraussichtlich 171,9 Millionen US-Dollar erreichen, mit einem erwarteten CAGR von 36,2 % zwischen 2022 und 2028. Zu den wichtigsten Akteuren auf dem Weltmarkt zählen Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech und andere. Nordamerika hat derzeit mit rund 47 % den größten Marktanteil, gefolgt von China und Europa. Bezogen auf die Produktsegmente ist die chemische Synthese mit einem Marktanteil von über 87 % das größte Unternehmen. Auf der Anwendungsseite hat der Medizinsektor einen Marktanteil von über 50 %.

In letzter Zeit besteht unter wissenschaftlichen Forschern ein zunehmendes Interesse an Ergothionein. Seit 2011 hat PubMed über 300 wissenschaftliche Artikel zu diesem Thema veröffentlicht und damit die Gesamtzahl der vor 2000 veröffentlichten Artikel übertroffen.

Der Hauptbestandteil der Kosmetikindustrie, der jetzt auch in den Lebensmittelsektor expandiert.

Seit 2014 ist Ergothionein in die „Verordnung zur Überwachung und Verwaltung von Kosmetika“ der China National Medical Products Administration aufgenommen. Aufgrund seiner außergewöhnlichen antioxidativen Eigenschaften wird Ergothionein zunehmend als Hauptbestandteil verschiedener Arten von Hautpflegeprodukten verwendet, darunter von Estee Lauder, PROYA, Clinique und anderen führenden Marken.

Während Ergothionein in China noch nicht für die Verwendung in Lebensmitteln zugelassen ist, gewinnt es in der Lebensmittelindustrie Europas, Amerikas, Japans und anderer Länder und Regionen an Bedeutung. Die einzigartigen antioxidativen Eigenschaften von Ergothionein machen es zu einem vielversprechenden Inhaltsstoff für die Verwendung in verschiedenen Lebensmitteln.

Im Juli 2017 hat die Europäische Union (EU) Ergothionein als neuen Lebensmittelinhaltsstoff zugelassen und erlaubt damit die Verwendung in Nahrungsergänzungsmitteln. Die zugelassene Tagesdosis für die Allgemeinbevölkerung beträgt 30 mg pro Tag, während Kinder über 3 Jahre 20 mg pro Tag einnehmen können. Schwangeren und stillenden Frauen wird jedoch vom Verzehr von Ergothionein abgeraten.

Im Jahr 2018 hat die EU den Anwendungsbereich von Ergothionein weiter ausgeweitet und erlaubt nun neben Nahrungsergänzungsmitteln auch die Verwendung in Getränken, Müsliriegeln und anderen gewöhnlichen Lebensmitteln.

Im August 2019 erhielt Ergothionein von der US-amerikanischen Food and Drug Administration die GRAS-Zertifizierung (Generally Recognised as Safe), die die Verwendung in normalen Lebensmitteln ermöglicht.

Die Hochpreisbarriere durchbrechen: Die Rolle der synthetischen Biotechnologie

Ergothionein ist ein essentieller Nährstoff, den der menschliche Körper nicht synthetisieren kann und der aus externen Quellen bezogen werden muss. Allerdings liegen die aktuellen Anschaffungskosten für Ergothionein-Rohstoffe bei etwa 250.000 bis 350.000 RMB pro Kilogramm, was es für die meisten inländischen Kosmetikmarken schwierig macht, die hohen Kosten zu tragen.

Chemische Synthese und biologische Extraktion sind zwei gängige Wege, um an Ergothionein-Rohstoffe zu gelangen, aber beide Methoden weisen Einschränkungen auf, wie z. B. hohe Syntheseschwierigkeiten, geringe Qualität und hohe Kosten. Für die industrielle Produktion ist die biologische Fermentation mittels Myzel-Fermentationstechnologie die gebräuchlichste Methode.

Aufgrund der noch unausgereiften Technologie schwankt die Qualität der Produkte jedoch stark, wobei es sich bei den meisten um zusammengesetzte Produkte mit geringem Gehalt (0,5 %) oder um eine Fermentationsmischung handelt. Auch die Kosten und die Verfügbarkeit sind durch die Technologie begrenzt.

Fortschrittliche Adsorptions- und Trenntechnologien steigern die Produktion von Ergothionein

Sunresin hat durch gezielte Forschung und Entwicklung, fortschrittliche Chromatographieausrüstung und strenge Qualitätskontrolle unter Einsatz neuer Technologien der synthetischen Biologie ein einheitliches Partikel-Ionenaustauschharz entwickelt. Dieses Harz wurde entwickelt, um die Verunreinigungen und den hohen Salzgehalt bestehender Fermentationsprozesse zur Herstellung von Ergothionein zu beseitigen. Es wird zur chromatographischen Entsalzung, Entfärbung und Reinigung verwendet und erreicht in Systemen mit hohem Salzgehalt eine Entfernungsrate anorganischer/organischer Salze von über 95 % und reduziert die Leitfähigkeit auf unter 50 μs/cm.

Darüber hinaus ermöglicht die gleichmäßige Partikeleigenschaft des Harzes einen geringeren Druckabfall im Harzbett, eine größere Online-Flüssigkeitsverarbeitungskapazität, eine geringere Harzbruchrate und eine bessere Entfernung von Verunreinigungen und Salzen im Vergleich zu herkömmlichen Harzen. Dies führt zu höheren Erträgen und einer deutlich verbesserten Produktionseffizienz bei gleichzeitiger Reduzierung der Produktionskosten.

Anwendung des chromatographischen Trenn- und Reinigungssystems im Ergotamin-Herstellungsprozess

Sepsolut von Sunresin ® Das industrielle präparative Chromatographiesystem mit hohem Durchsatz basiert auf dem DAC-Einsäulenchromatographiesystem und kombiniert selbst entwickelte Kernchromatographiefüllstoffe der Polymerserie mit unterschiedlichen Matrizen, Zwecken, großer Adsorptionskapazität, hoher Antiverschmutzungsleistung und alkalibeständiger Regeneration. Dieses System ist in der Lage, hochreine Substanzen aus Chargenmischungen zu isolieren und zu reinigen, mit den Vorteilen einer hohen Trenneffizienz und Produktion im industriellen Maßstab, was zu erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen führt. 

Die Vorteile und Eigenschaften der simulierten Bewegtbett-Chromatographieausrüstung von Sunresin lassen sich wie folgt zusammenfassen:
✸ Geeignet für die Trennung von Produkten in großem Maßstab
✸ Hohe Präzision, hohe Ausbeute und geringer Wasserverbrauch
✸ Die Ausrüstung ist sehr vielseitig einsetzbar, da ein einziger Ausrüstungssatz in der Lage ist, verschiedene Produkte zu trennen. Je nach Kundenwunsch kann die Anzahl der Anschlüsse auch selektiv erhöht werden, um die Trennung von 2-3 verschiedenen Komponenten zu erreichen.