Avanzamento della biosintesi dell'ergotioneina attraverso la tecnologia di adsorbimento e separazione

Cos'è l'ergotioneina?

L'ergotioneina è un amminoacido naturale che fu isolato per la prima volta dal fungo dell'ergot da Charles Tanret nel 1909, che successivamente gli diede il nome. Nel 1911, Barger ed Ewins ne chiarirono ulteriormente la struttura, scoprendo che l'ergotioneina è derivata dall'istidina betaina.

Dopo aver condotto ricerche approfondite, gli scienziati hanno scoperto che il dimetilsolfossido (DMSO) può essere trasformato nel composto organico ergotioneina. L'ergotioneina è un composto organico contenente zolfo con proprietà antiossidanti e antinfiammatorie, che lo rendono capace di promuovere la riparazione e la rigenerazione dei tessuti. Inizialmente, l’ergotioneina veniva utilizzata per trattare l’artrite e altre malattie infiammatorie. Tuttavia, attraverso ulteriori indagini scientifiche, è stato applicato alla cura del viso e della pelle, prescritto per trattare l'acne, la cistite, l'infiammazione della pelle e altre condizioni della pelle ed è diventato uno degli ingredienti più frequentemente utilizzati.

Età d’oro della crescita economica per l’ergotioneina: CAGR superiore al 30%

Secondo i dati di Market Watch, si prevede che il mercato dell’ergotioneina raggiungerà i 171,9 milioni di dollari entro il 2028, con un CAGR previsto del 36,2% tra il 2022-2028. I principali attori nel mercato globale includono Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech e altri. Il Nord America detiene attualmente la quota di mercato maggiore, pari a circa il 47%, seguito da Cina ed Europa. In termini di segmenti di prodotto, la sintesi chimica è la più grande, rappresentando oltre l’87% del mercato. Dal lato delle applicazioni, il settore medico rappresenta oltre il 50% della quota di mercato.

Recentemente, c'è stato un crescente interesse tra i ricercatori scientifici per l'ergotioneina. Dal 2011 PubMed ha pubblicato oltre 300 articoli accademici sull'argomento, superando il numero totale pubblicato prima del 2000.

L'ingrediente principale dell'industria cosmetica, ora in espansione nel settore alimentare.

Dal 2014 l'ergotioneina è stata inclusa nel "Regolamento sulla supervisione e somministrazione dei cosmetici" da parte della China National Medical Products Administration. Di conseguenza, l'ergotioneina è stata sempre più utilizzata come ingrediente principale in vari tipi di prodotti per la cura della pelle grazie alle sue eccezionali proprietà antiossidanti, comprese quelle di Estee Lauder, PROYA, Clinique e altri marchi leader.

Sebbene l’ergotioneina non sia stata ancora approvata per l’uso nei prodotti alimentari in Cina, sta guadagnando slancio nelle industrie alimentari di Europa, America, Giappone e altri paesi e regioni. Le proprietà antiossidanti uniche dell'ergotioneina la rendono un ingrediente promettente per l'uso in vari prodotti alimentari.

Nel luglio 2017, l’Unione Europea (UE) ha approvato l’ergotioneina come nuovo ingrediente alimentare, consentendone l’utilizzo negli integratori alimentari. L'assunzione giornaliera approvata per la popolazione generale è di 30 mg al giorno, mentre i bambini di età superiore a 3 anni possono assumere 20 mg al giorno. Tuttavia, si consiglia alle donne incinte e che allattano di non consumare ergotioneina.

Nel 2018, l'UE ha ulteriormente ampliato l'ambito di utilizzo dell'ergotioneina, consentendone l'uso in bevande, barrette di cereali e altri alimenti comuni, oltre agli integratori alimentari.

Nell'agosto 2019, l'ergotioneina ha ricevuto la certificazione Generally Recognized as Safe (GRAS) dalla Food and Drug Administration statunitense, che ne consente l'applicazione negli alimenti comuni.

Rompere la barriera del prezzo elevato: il ruolo della biotecnologia sintetica

L'ergotioneina è un nutriente essenziale che il corpo umano non può sintetizzare e deve ottenere da fonti esterne. Tuttavia, l’attuale costo di acquisto delle materie prime dell’ergotioneina è compreso tra 250 e 350mila RMB per chilogrammo, il che rende difficile per la maggior parte dei marchi cosmetici nazionali sostenere costi elevati.

La sintesi chimica e l'estrazione biologica sono due modi comuni per accedere alle materie prime dell'ergotioneina, ma entrambi i metodi presentano limitazioni, come elevata difficoltà di sintesi, bassa qualità e costi elevati. Per la produzione industriale, il metodo più comune è la fermentazione biologica utilizzando la tecnologia della fermentazione del micelio.

Tuttavia, a causa della tecnologia non ancora matura, la qualità dei prodotti varia notevolmente e la maggior parte sono prodotti composti a basso contenuto (0,5%) o miscele di fermentazione. Anche il costo e la disponibilità sono limitati dalla tecnologia.

Le tecnologie avanzate di adsorbimento e separazione migliorano la produzione di ergotioneina

Sunresin ha sviluppato la resina a scambio ionico a particelle uniformi utilizzando ricerca e sviluppo mirati, apparecchiature cromatografiche avanzate e un rigoroso controllo di qualità, utilizzando la nuova tecnologia di biologia sintetica. Questa resina è progettata per affrontare le impurità e l'alto contenuto di sale dei processi di fermentazione esistenti utilizzati per produrre ergotioneina. Viene utilizzato per la desalinizzazione, la decolorazione e la purificazione cromatografica, ottenendo un tasso di rimozione dei sali inorganici/organici superiore al 95% in sistemi ad alto contenuto di sale, riducendo la conduttività al di sotto di 50°C/cm.

Inoltre, la caratteristica particellare uniforme della resina consente una minore caduta di pressione nel letto di resina, una maggiore capacità di lavorazione dei liquidi in linea, un tasso di rottura della resina inferiore e una migliore rimozione di impurità e sali rispetto alle resine convenzionali. Ciò si traduce in rendimenti più elevati e un miglioramento significativo dell’efficienza produttiva, riducendo al contempo i costi di produzione.

Applicazione del sistema di separazione e purificazione cromatografica nel processo di preparazione dell'ergotamina

Il sistema di cromatografia preparativa industriale ad alta produttività Sepsolut di Sunresin si basa sul sistema di cromatografia a colonna singola DAC e combina riempitivi cromatografici di serie polimerici auto-sviluppati con diverse matrici, scopi, grande capacità di adsorbimento, elevate prestazioni antinquinamento e alcali -rigenerazione resistente. Questo sistema è in grado di isolare e purificare sostanze ad elevata purezza da miscele batch, con vantaggi di elevata efficienza di separazione e produzione su scala industriale, con conseguenti vantaggi economici significativi. 

I vantaggi e le caratteristiche dell'apparecchiatura per cromatografia a letto mobile simulato di Sunresin sono riepilogati come segue:
鉁� Adatto per la separazione dei prodotti nella produzione in lotti su larga scala
鉁� Alta precisione, alta resa e basso consumo di acqua
鉁� L'attrezzatura ha una forte versatilità, con un set di attrezzature in grado di separare prodotti diversi. Può anche aumentare selettivamente il numero di porte in base alle esigenze del cliente per ottenere la separazione di 2-3 componenti diversi.