CoQ10はどのように発酵するのですか？

コエンザイムQ10 （コエンザイムQ10、CoQ10）は脂溶性のキノン化合物です。天然に存在する補酵素である CoQ10 は、人体に必須の抗酸化物質および電子輸送体です。これは呼吸において重要な物質であり、細胞内ATPの供給を強化し、体内のフリーラジカルを減らし、酸化に抵抗し、老化を遅らせ、体の免疫力を向上させることができます。コエンザイムQ10は、食品、医薬品、化粧品、飼料の分野で広く使用されており、市場の需要と技術的応用が増加しています。

コエンザイムQ10の製造には主に3つの方法があります。1つは植物や動物の組織から抽出する方法、2つは植物や動物の組織から抽出する方法です。 2つ目は化学合成法です。 3つ目は微生物発酵による抽出法です。現在、コエンザイムQ10の主な製造方法は発酵法であり、生産規模を拡大できるだけでなく、生産性の面でも有利です。

菌株の選択

自然界の微生物細胞中のコエンザイム Q10 の含有量は高いですが、その発酵産物は複数のコエンザイム Q10 ホモログの混合物であるため、コエンザイム Q10 の精製には高額なコストがかかります。したがって、コエンザイムQ10の発酵生産においては、生産菌株の選択が第一の課題となります。光合成細菌（以下、ＰＳＢという）は、一般にコエンザイムＱ１０の含有量が多い。分類上、PSBはロドスピリラ目、真正細菌目、バクテリア目、ロドスピリラ目、クロロバクテリア目に属します。前者はロドチオバクテリア科とロドスピリラ科に分けられます。したがって、ロドスピリラ科細菌は、コエンザイム Q10- 生成菌株として理想的な選択肢の 1 つです。野生型株のコエンザイム Q10 生産能力は生産ニーズを満たすことができず、従来の突然変異誘発や遺伝子工学技術を使用して遺伝子組み換えが可能です。

発酵条件の最適化

代謝制御理論を使用して高収量突然変異体を選択したり、発酵収量を増加させる組換え株を構築したりすることに加えて、生産菌の発酵条件を最適化することも発酵収量を増加させる重要かつ効果的な方法です。

• 培地の最適化

コエンザイムQ10の発酵では、炭素源、窒素源、成長因子、無機塩などを異なる原料から選択し、培地の組成を決定する発酵最適化実験が行われます。研究により、金属イオン、特に Mg2+、Fe2+、Mn2+ がコエンザイム Q10 の発酵生産を促進することが示されています。さらに、前駆体は生成物の収量を大幅に増加させることができ、特定の条件下では細菌同化生成物のフローを制御することもできます。コエンザイム Q10 の発酵生成物に添加される前駆体には、p-ヒドロキシ安息香酸、メバロン酸、イソペンタノール、ゲラニオールが含まれることが報告されています。

• 文化的条件の最適化

ａ．撹拌・曝気

撹拌通気によるコエンザイムQ10の収量への影響は生産菌株によって異なります。 1つは、コエンザイムQ10の発酵生産を促進できることです。もう一つは、抑制効果があるということです。研究によると、酸素制限条件下で増殖した細菌の細胞膜はよく発達しており、多層構造になっており、PSBの光反応中心がここに位置しているため、十分な酸素下で増殖した細菌よりもコエンザイムQ10の含有量が高くなる可能性があります。供給条件。

b.ライト

ロドスピリル科の細菌は、細菌による偏性嫌気性光合成と好気性呼吸および発酵の両方を行うことができます。 Car and Excell は、PSB は明嫌気条件下ではコエンザイム Q10 の生産量が多いが、暗所好気培養に切り替えると生産量が急激に低下すると報告しました。

c. pH

初期の pH 値は、細菌による基質の利用率と細胞の構造状態に影響を及ぼし、それによって細菌の増殖速度と代謝物の変化に影響を与えます。王元華ら。らは、リゾビウム・レグミノサルムに対して振盪フラスコ実験を実施し、細菌がアルカリ性条件下よりも酸性条件下でより多くのコエンザイムQ10を生成することを発見した。細胞内のコエンザイムQ10の量はpH5で最も多くなります。

d.栽培時間

吉田ら細菌が安定期の初期にあるとき、コエンザイム Q10 の含有量が高くなることがわかりました。 Zhu Xufenら。また、細菌中のCoQ10含有量は培養時間の増加とともに増加し続け、安定期の初期および中期に最高レベルに達し、その後減少し始めたと考えられています。

• トレーニングモデルの最適化

培養モードはバッチ発酵、流加発酵、流加発酵、連続発酵などに分けられます。異なる培養モードには長所と短所があり、培養モードはコエンザイムQ10の生産に直接影響を与える可能性があります。現在のところ、フェドバッチ培養の方が有望です。フェドバッチは代謝蓄積を回避し、より高い細胞密度を取得し、発酵プロセスを延長し、大量の生成物を蓄積できます。コエンザイム Q10- 産生細菌の呼吸強度の研究、糖代謝とコエンザイム Q10 産生の相関関係、酸素供給とグルコース供給の動態解析により、呼吸中に低濃度のグルコースを維持することが判明しました。発酵プロセスは製品の形成に役立ちます。したがって、フェドバッチ培養も使用できます。放射性根粒菌に関する研究では、スクロースと適切な量のコーンステークリカーを使用した混合流加発酵によりコエンザイム Q10 の生産が大幅に増加し、細胞内のコエンザイム Q10 含有量が 33% 増加することがわかりました。

コエンザイムの抽出e Q10

コエンザイムQ10は微生物の発酵によって得られる細胞内生成物であるため、抽出プロセス中に最初に細胞壁を破壊する必要があります。したがって、細胞破壊はコエンザイム Q10 を抽出する際の重要なステップの 1 つであり、コエンザイム Q10 の生物学的活性、収量、コストに直接影響します。文献を調べた結果、コエンザイムQ10を抽出する方法は数多くあることがわかりました。この記事では、一般的に使用されるいくつかの抽出方法を要約して比較します。

• ケン化抽出法

ケン化抽出法は、コエンザイムQ10抽出物に含まれる脂肪酸グリセリドや各種遊離脂肪酸などの非水溶性成分を多量に水相に移行させ、脂溶性のコエンザイムQ10を有機相に残し、次に、有機溶媒を使用して抽出されます。 、それによってその純度と抽出能力が向上します。一般的なケン化抽出法には、主にアルコール・アルカリケン化抽出法とアルカリケン化抽出法があります。

ａ．アルコールアルカリけん化抽出法

アルコールアルカリけん化抽出法の一般的な方法は、菌体に質量分率約7%のピロ没食子酸を加え、その後1.3～1.5倍量の水酸化ナトリウムエタノール溶液をゆっくりと加えて撹拌し、 n-ヘキサン。還流して抽出し、すぐに室温まで冷却します。次に、適量の石油エーテルを使用して複数回抽出し、中性になるまで水で洗浄し、水で濃縮し、真空破砕およびロータリーエバポレーターで有機溶媒を除去し、最後に無水エタノールで溶解します。アルコールアルカリけん化法では、エタノールの存在により、長時間けん化するとコエンザイムQ10のメトキシ基とエタノールのエトキシ基が置換し、シングルまたはダブルのエトキシ誘導体が生成する場合があります。

b.アルカリけん化抽出法

アルカリけん化抽出法の一般的な方法は、菌体に酸性水を加えて湯煎中で3時間加熱還流した後、一定倍に希釈した水酸化ナトリウムをゆっくりと加え、しばらく還流した後、急冷します。室温。次いで、有機溶媒による浸出を２〜３回加え、上澄みを取り出し、中性になるまで水で洗浄し、次に水を取り出し、濃縮し、真空濃縮し、ロータリーエバポレーションにより有機溶媒を除去し、最後に無水エタノールで溶解する。アルカリけん化抽出法に比べて、溶液は乳化現象を起こしますが、コエンザイムQ10の抽出量が多く、不純物の発生が少ないのが特徴です。

• 細胞破砕抽出法

ａ．有機溶媒撹拌・粉砕抽出法

有機溶媒の撹拌・破砕抽出方法の一般的な方法は、まず湿った菌体とアセトンをビーカーに入れ、磁気撹拌棒で撹拌し、遠心分離して上清を注ぎ出し、ロータリーエバポレーターを使用して上清を50度で濃縮します。次に、エーテルまたはn-ヘキサンを含む石油抽出物を加え、抽出物をロータリーエバポレーターで濃厚な液体に濃縮します。最後に無水エタノールを加えて冷蔵庫で凍らせ、コレステロールなどの不純物を分離します。濾過し、濾液を回収する。

b.粉砕・粉砕・抽出方法

一般的な粉砕・粉砕抽出方法は、湿った菌体を乳鉢に取り、少量の珪砂、アセトン、酸化防止剤を加えて素早く粉砕し、しばらく粉砕してから遠心分離し、上清を注ぎます。遠心分離し、エーテルまたは n-ヘキサンを含む石油抽出物を加え、抽出物をロータリーエバポレーターで濃厚な液体に濃縮します。最後に無水エタノールを加えて冷蔵庫で凍らせ、コレステロールなどの不純物を分離します。濾過し、濾液を回収する。

c.超音波破砕抽出法

超音波破砕抽出の一般的な方法は、湿潤菌体にアセトンを加えて菌懸濁液を調製し、氷浴条件下で超音波破砕機を用いて菌体を破砕し、最後に遠心分離して抽出する。

フリーラジカル sc の役割復讐する

コエンザイム Q は、細胞のミトコンドリア内のエネルギー変換器です。電子を授受して「トリカルボン酸回路」に参加し、細胞代謝のエネルギー因子であるATP（アデノシン三リン酸）を生成します。実験では、体内のコエンザイムQ10がアルコールになった後、過酸化物フリーラジカルと直接反応してVEを再生し、独立して相乗的に抗酸化物質の役割を果たすことが示されています。

加齢に伴う免疫機能の低下は、フリーラジカルやフリーラジカル反応の結果です。コエンザイムQ10は、強力な抗酸化物質として、フリーラジカル単独またはビタミンB6（ピリドキシン）との組み合わせによって免疫細胞上の受容体と細胞の分化を阻害することができ、活性に関連する微小管系に修飾効果をもたらし、免疫系を強化します。 、老化を遅らせます。

肌を守る役割

コエンザイム Q10 は皮膚の成長層に浸透して光子の酸化反応を弱め、トコフェロールの助けを借りて特定のリン酸化チロシンキナーゼを活性化します。 DNAの酸化損傷を防ぎ、紫外線下でヒト皮膚線維芽細胞のコラゲナーゼの発現を阻害し、皮膚をダメージから守ります。広範な研究により、コエンザイムQ10は脂質の過酸化を阻害し、フリーラジカルの生成を減らし、SOD活性中心とその構造をフリーラジカルによる酸化損傷から保護し、体内のSODなどの酵素の活性を高め、酸化ストレスによって誘発される細胞のアポトーシスを阻害することが示されています。 、そして顕著な抗酸化作用があります。

免疫力の強化

コエンザイム Q10 は、細胞自体によって生成される天然の抗酸化物質および細胞代謝開始剤です。生体膜構造の完全性を保護および回復し、膜電位を安定化する機能があります。生体の非特異的免疫増強剤であるため、優れた抗疲労効果を示します。コエンザイムQ10は細胞を良好で健康な状態に保つため、体は活力と脳力に満ちています。

筋肉のエネルギー効果を高める

研究によると、1日あたり100～150mgのコエンザイムQ10を補給すると、筋ジストロフィーに苦しむ人々の状態を大幅に改善できることが示されています。激しい運動により血中のコエンザイム Q10 含有量が減少し、毎日 60mg を補給することでアスリートの機能を向上させることができます。太りすぎの人の多くはコエンザイム Q10 のレベルが非常に低いため、サプリメントを摂取することで体重を減らすことができます。これは、コエンザイムQ10が脂肪の代謝を促進し、手足や脳に十分なエネルギーを供給し、活力を高める効果があるためです。

(1) 食品分野

コエンザイムQ10は食品業界でも広く使用されています。栄養価を高めるために、栄養補助食品、飲料、パン、キャンディーなどの特定の食品に添加されます。さらに、食品の抗酸化特性を向上させるためにも使用され、食品の腐敗や腐敗を防ぎます。

(2) 医療分野

コエンザイムQ10は医療分野でも広く使用されており、人間の健康維持に重要な役割を果たしています。コエンザイムQ10は、心臓病、がん、神経変性疾患などのさまざまな病気の治療に使用されています。研究により、コエンザイムQ10は心臓の健康を改善し、疲労を軽減し、免疫力を向上させ、老化防止効果があることが示されています。

(3) 化粧品分野

コエンザイムQ10は、抗酸化作用や抗炎症作用があるため、さまざまな化粧品にも使用されています。これらの特性は、肌の老化を遅らせ、肌の輝きと弾力性を向上させるのに役立ちます。コエンザイム Q10 は、多くのスキンケア製品や美容トリートメントの重要な成分です。

(4) 畜産飼料分野

畜産業では、コエンザイムQ10は飼料にも使用されています。コエンザイムQ10は、豚や鶏などの家畜や家禽の成長と発育を促進し、肉や卵の品質を改善し、病気への抵抗力を高めるために飼料に添加されます。同時に、生殖能力を向上させ、再生産率を高めることもできます。コエンザイムQ10が動物の成長速度と収量を増加させ、病気に抵抗する能力を強化することが研究によって示されています。したがって、経済的利益を向上させるために畜産飼料として広く使用されています。

コエンザイム Q10 の生物学的利用能を高めるには、さまざまな用途のニーズに基づいて適切な製剤を選択し、体内での放出と機能を向上させることが重要です。 HSF Biotech は、分離および抽出技術プラットフォームを基盤として、冷水分散マイクロカプセル化技術を使用してコエンザイム Q10 を製造しています。これにより、安定した性能、微量汚染物質の厳密な管理、良好な流動性が保証されます。冷水に素早く分散するため、固形飲料、グミ、プレミックスなどのさまざまな用途に適しています。ビタミンEや植物油と配合することができ、機能性食品やソフトカプセルなどに幅広く使用されています。

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