Fortschritte bei der Ergothionein-Biosynthese durch Adsorptions- und Trenntechnologie
Was ist Ergothionein?
Ergothionein ist eine natürlich vorkommende Aminosäure, die 1909 von Charles Tanret erstmals aus dem Mutterkornpilz isoliert und anschließend benannt wurde. 1911 klärten Barger und Ewins ihre Struktur weiter auf und entdeckten, dass Ergothionein von Histidinbetain abgeleitet ist.
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Nach umfangreichen Forschungen entdeckten Wissenschaftler, dass Dimethylsulfoxid (DMSO) in die organische Verbindung Ergothionein umgewandelt werden kann. Ergothionein ist eine schwefelhaltige organische Verbindung mit antioxidativen und entzündungshemmenden Eigenschaften, die die Gewebereparatur und -regeneration fördert. Ursprünglich wurde Ergothionein zur Behandlung von Arthritis und anderen entzündlichen Erkrankungen eingesetzt. Durch weitere wissenschaftliche Untersuchungen findet es jedoch Anwendung in der Gesichts- und Hautpflege und wird zur Behandlung von Akne, Blasenentzündungen, Hautentzündungen und anderen Hauterkrankungen verschrieben. Es zählt heute zu den am häufigsten verwendeten Inhaltsstoffen.
Goldenes Zeitalter des Wirtschaftswachstums für Ergothionein: Jährliche Wachstumsrate übersteigt 30 %
Laut Daten von MarketWatch wird der Markt für Ergothionein bis 2028 voraussichtlich 171,9 Millionen US-Dollar erreichen, mit einer erwarteten durchschnittlichen zukünftigen Wachstumsrate (CAGR) von 36,2 % zwischen 2022 und 2028. Zu den wichtigsten Akteuren auf dem globalen Markt zählen Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech und weitere. Nordamerika hält derzeit mit rund 47 % den größten Marktanteil, gefolgt von China und Europa. Im Produktsegment ist die chemische Synthese mit über 87 % Marktanteil das größte. Im Anwendungsbereich entfallen über 50 % des Marktanteils auf den medizinischen Sektor.
In letzter Zeit ist das Interesse an Ergothionein unter Wissenschaftlern gestiegen. Seit 2011 wurden in PubMed über 300 wissenschaftliche Artikel zu diesem Thema veröffentlicht, wobei die Gesamtzahl der Veröffentlichungen vor dem Jahr 2000 übertroffen wurde.
Der Star-Inhaltsstoff der Kosmetikindustrie erobert nun auch den Lebensmittelsektor.
Seit 2014 ist Ergothionein in der „Verordnung zur Überwachung und Verwaltung von Kosmetika“. “der chinesischen Arzneimittelbehörde aufgeführt. Aufgrund seiner außergewöhnlichen antioxidativen Eigenschaften wird Ergothionein zunehmend als Hauptbestandteil in verschiedenen Hautpflegeprodukten eingesetzt, darunter auch in Produkten von Estée Lauder, PROYA, Clinique und anderen führenden Marken.
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Obwohl 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 zunehmend an Bedeutung. Die einzigartigen antioxidativen Eigenschaften von Ergothionein machen es zu einem vielversprechenden Inhaltsstoff für vielfältige Lebensmittel.
Im Juli 2017 genehmigte die Europäische Union (EU) Ergothionein als Lebensmittelzusatzstoff und erlaubte damit dessen Verwendung in Nahrungsergänzungsmitteln. Die empfohlene Tagesdosis für die Allgemeinbevölkerung beträgt 30 mg, für Kinder ab 3 Jahren 20 mg. Schwangere und stillende Frauen werden jedoch vom Verzehr von Ergothionein abgeraten.
Im Jahr 2018 erweiterte die EU den Anwendungsbereich von Ergothionein weiter und erlaubte dessen Verwendung zusätzlich zu Nahrungsergänzungsmitteln auch in Getränken, Getränken und anderen alltäglichen Lebensmitteln.
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Im August 2019 erhielt Ergothionein von der US-amerikanischen Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA) die GRAS-Zertifizierung (Generally Recognized as Safe), wodurch es in gewöhnlichen Lebensmitteln verwendet werden kann.
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Die Überwindung der hohen Preisbarrieren: Die Rolle der synthetischen Biotechnologie
Ergothionein ist ein essenzieller Nährstoff, den der menschliche Körper nicht selbst herstellen kann und der daher über die Nahrung aufgenommen werden muss. Die aktuellen Beschaffungskosten für Ergothionein-Rohstoffe liegen jedoch bei etwa 250.000 bis 350.000 RMB pro Kilogramm, was für die meisten inländischen Kosmetikmarken eine große finanzielle Belastung darstellt.
Chemische Synthese und biologische Extraktion sind zwei gängige Methoden zur Gewinnung von Ergothionein-Rohstoffen, weisen jedoch beide Nachteile auf, wie beispielsweise einen hohen Syntheseaufwand, geringe Qualität und hohe Kosten. Für die industrielle Produktion ist die biologische Fermentation mittels Myzelfermentation die gängigste Methode.
Aufgrund der noch nicht ausgereiften Technologie schwankt die Produktqualität jedoch stark. Die meisten Produkte sind Mischprodukte mit geringem Gehalt (0,5 %) oder Fermentationsmischungen. Kosten und Verfügbarkeit sind ebenfalls durch die Technologie eingeschränkt.
Fortschrittliche Adsorptions- und Trenntechnologien steigern die Produktion von Ergothionein
Sunresin hat mithilfe gezielter Forschung und Entwicklung, modernster chromatographischer Geräte und stärkerer Qualitätskontrollen sowie neuer Technologien der synthetischen Biologie ein einheitliches Partikelionenaustauscherharz entwickelt. Dieser Harz wurde speziell für die Entfernung von Verunreinigungen und den hohen Salzgehalt in bestehenden Fermentationsprozessen zur Ergothionein-Herstellung konzipiert. Es dient der chromatographischen Entsalzung, Entfärbung und Reinigung und erreicht in Systemen mit hohem Salzgehalt eine anorganische/organische Salzentfernungsrate von über 95 % sowie eine Reduzierung der Leitfähigkeit auf unter 50 μS/cm.
Darüber hinaus ermöglicht die gleichmäßige Partikelgröße des Harzes einen geringeren Druckverlust im Harzbett, eine höhere Online-Flüssigkeitsverarbeitungskapazität, eine niedrigere Harzbruchrate und eine bessere Entfernung von Verunreinigungen und Salzen im Vergleich zu herkömmlichen Harzen. Dies führt zu höheren Ausbeuten und einer deutlich verbesserten Produktionseffizienz bei gleichzeitiger Reduzierung der Produktionskosten.
Anwendung eines chromatographischen Trenn- und Reinigungsverfahrens im Ergotamin-Herstellungsprozess
Sunresin's Sepsolut ®Das industrielle Präparative-Chromatographiesystem mit hohem Durchsatz basiert auf dem DAC-Einsäulen-Chromatographiesystem und kombiniert eigens entwickelte Polymer-Füllstoffe mit unterschiedlichen Matrixeigenschaften, Anwendungsbereichen, hoher Adsorptionskapazität, hoher Schadstoffresistenz und alkalibeständiger Regenerierbarkeit. Dieses System ermöglicht die Isolierung und Reinigung hochreiner Substanzen aus Chargengemischen und bietet Vorteile wie hohe Trenneffizienz und die Möglichkeit der industriellen Produktion, was zu erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen führt.
Die Vorteile und Eigenschaften der simulierten Wanderbettchromatographie-Anlagen von Sunresin lassen sich wie folgt zusammenfassen:
✸ Geeignet für die Trennung von Produkten in der großtechnischen Chargenproduktion
✸ Hohe Präzision, hohe Ausbeute und geringer Wasserverbrauch
✸ Das Gerät zeichnet sich durch hohe Vielseitigkeit aus, da ein einziges verschiedenes Gerät Produkte trennen kann. Je nach Kundenbedarf lässt sich die Anzahl der Anschlüsse zusätzlich gezielt erhöhen, um die Trennung von 2-3 verschiedenen Komponenten zu ermöglichen.
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