Fortschritte bei der Ergothionein-Produktion durch Adsorptions- und Trenntechnologie
Um die hohen Verunreinigungs- und Salzgehalte in Ergothionein (EGT)-Fermentationsprozessen zu reduzieren, hat Sunresin das Ionenaustauscherharz LX-1880 mit einheitlicher Partikelgröße entwickelt. Dieses Spezialharz wurde zur Unterstützung von Innovationen in der synthetischen Biologie, modernen Chromatographiesystemen und strengen Qualitätskontrollen entwickelt und dient der Entsalzung, Entfärbung und Entfernung von Verunreinigungen. Das LX-1880-Harz erreicht Entfernungsraten von über 95 % für anorganische und organische Salze, selbst unter hohen Salzkonzentrationen, und ermöglicht so eine effiziente und saubere Trennung.
Abbildung: Gleichmäßige Harzpartikel unter dem Mikroskop
Die einheitliche Partikelgröße von LX-1880 reduziert den Druckverlust in der Bettschicht und ermöglicht so einen höheren Durchsatz sowie deutlich geringeren Harzbruch im Vergleich zu herkömmlichen Harzen. Diese Innovation führt zu einer effektiveren Entfernung von Verunreinigungen und Salzen, was die Ausbeute nachfolgender Prozesse erhöht, die Produktionseffizienz optimiert und letztendlich die Gesamtkosten senkt.
Entsalzung und Reinigung von EGT-Fermentationsflüssigkeit mit SSMB-Technologie
Experimentelle Ergebnisse:
Durch die Nutzung der Chromatographie-Expertise von Sunresin wurden für EGT-Fermentationsflüssigkeiten folgende Ergebnisse erzielt:
- Die EGT-Konzentration in der extrahierten Lösung stieg nach der Trennung signifikant an.
- In der Restphase konzentrierten sich Pigmente und unbekannte Verunreinigungen.
- Die Entsalzungseffizienz erreichte über 95 % und die EGT-Rückgewinnungsrate überstieg 98 %.
Ein-Säulen-Trennexperiment:
In EGT-Zulauflösungen trennten sich die Pigmente schneller ab als EGT, was einen deutlichen Trennungstrend zwischen festen Verunreinigungen und EGT auf dem gewählten chromatographischen Harz erkennen lässt.
Mehrsäulen-Trennexperiment:
In einem Mehrsäulen-Entsalzungsexperiment für EGT enthielt die Ausgangslösung anfänglich etwa 3,07 g/L EGT mit einer Leitfähigkeit von ca. 16,9 mS/cm. Mithilfe des SSMB-Chromatographiesystems (Simulated Sequential Moving Bed) von Sunresin und des speziellen EGT-Harzes wurde eine EGT-Rückgewinnung von über 98 % und eine Entsalzungsrate von über 95 % erzielt.
Abbildung: Phasendiagramm der Extraktionsflüssigkeit
Abbildungen: Flüssigphasendiagramme von Extraktions- und Fermentationslösungen
Anwendung der kontinuierlichen Chromatographie in der Ergothionein-Produktion
Das SSMB-Chromatographiesystem von Sunresin, unterstützt von einem engagierten Team, begleitet den gesamten Prozess von Laborversuchen bis zur Großproduktion. Über 20 Chromatographiesysteme stehen für kleine, Pilot- und industrielle Anwendungen zur Verfügung. Dieser umfassende Entwicklungsprozess gewährleistet eine reibungslose Skalierung und ermöglicht die Kommerzialisierung für Sunresins Partner.
Ergothionein: Ein starkes Antioxidans mit wachsenden Anwendungsgebieten
Ergothionein (EGT) ist eine natürlich vorkommende Aminosäure, die für ihre starken antioxidativen Eigenschaften, hohe Stabilität und Ungiftigkeit bekannt ist und zunehmend für ihre positiven Auswirkungen auf die Gesundheit anerkannt wird. Ursprünglich aus Pilzen und Mutterkorn gewonnen, lieferten die natürlichen Quellen nur geringe Ausbeuten, was die Aufreinigung kostspielig machte – bis zu 1 Million US-Dollar pro Kilogramm. Später entwickelte Barnet ein chemisches Syntheseverfahren, wodurch der Marktpreis von EGT auf etwa 7000 Yen/g sank, obwohl es immer noch teuer war. Fortschritte in der synthetischen Biologie haben die Produktionskosten jedoch deutlich gesenkt und EGT dadurch zugänglicher gemacht.
Heute existieren drei Hauptmethoden der Biosynthese zur EGT-Produktion:
1. Natürliche Fermentation:
Verwendung natürlicher Mikroorganismen, wie zum Beispiel Speisepilze, die EGT durch Flüssigfermentation synthetisieren.
2. Biotransformation:
Synthese von EGT durch Expression von Ergothionein-Synthase in Plasmiden mit Substraten wie L-His, L-Cys und L-Met.
3. Gezielte Fermentation:
Durch den Einsatz gentechnisch veränderter, EGT-produzierender Stämme werden Techniken der synthetischen Biologie angewendet, um Schlüsselenzyme in den Ergothionein-Synthesewegen und im Vorläufer-Aminosäurestoffwechsel zu optimieren. In Kombination mit Stoffwechsel- und Fermentations-Engineering ermöglicht dieser Ansatz eine effiziente EGT-Produktion mit hoher Ausbeute.
Innovationstreiber in der Trennung und Reinigung
Bei Sunresin entwickeln wir innovative Harz- und Chromatographiesysteme, um die Ergothionein-Produktion zu optimieren, Kosten zu senken und die Produktqualität zu steigern. Entdecken Sie, wie die innovative Trenntechnologie von Sunresin Ihre Produktionskapazitäten erweitern kann. Kontaktieren Sie uns noch heute, um zu erfahren, wie unsere maßgeschneiderten Lösungen Ihre Prozesse zum Erfolg führen. Sunresin – Innovationsführer in der Trenn- und Reinigungstechnologie.
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