Avanço na biossíntese de ergotioneína por meio da tecnologia de adsorção e separação

O que é ergotioneína?

A ergotioneína é um aminoácido natural que foi isolado pela primeira vez do fungo ergot por Charles Tanret em 1909, que posteriormente o nomeou. Em 1911, Barger e Ewins elucidaram ainda mais sua estrutura, descobrindo que a ergotioneína é derivada da histidina betaína.

Depois de realizar extensas pesquisas, os cientistas descobriram que o dimetilsulfóxido (DMSO) pode ser transformado no composto orgânico ergotioneína. A ergotioneína é um composto orgânico contendo enxofre com propriedades antioxidantes e antiinflamatórias, tornando-o capaz de promover a reparação e regeneração dos tecidos. Inicialmente, a ergotioneína foi usada para tratar artrite e outras doenças inflamatórias. No entanto, através de mais investigações científicas, tem sido aplicado em cuidados faciais e da pele, prescrito para tratar acne, cistite, inflamação da pele e outras doenças da pele, e tornou-se um dos ingredientes mais utilizados.

Era de Ouro do Crescimento Econômico da Ergotioneína: CAGR ultrapassa 30%

De acordo com dados do Market Watch, o mercado de ergotioneína deverá atingir 171,9 milhões de dólares até 2028, com um CAGR esperado de 36,2% entre 2022-2028. Os principais players do mercado global incluem Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech, entre outros. A América do Norte tem atualmente a maior participação de mercado, representando aproximadamente 47%, seguida pela China e pela Europa. Em termos de segmentos de produtos, a síntese química é a maior, respondendo por mais de 87% do mercado. Do lado da aplicação, o setor médico representa mais de 50% da participação de mercado.

Recentemente, tem havido um interesse crescente entre os pesquisadores científicos pela ergotioneína. Desde 2011, o PubMed publicou mais de 300 artigos acadêmicos sobre o tema, superando o número total publicado antes de 2000.

O ingrediente estrela da indústria cosmética, agora em expansão para o setor alimentício.

Desde 2014, a ergotioneína foi incluída no "Regulamento sobre Supervisão e Administração de Cosméticos" da Administração Nacional de Produtos Médicos da China. Como resultado, a ergotioneína tem sido cada vez mais utilizada como ingrediente principal em vários tipos de produtos para a pele devido às suas excepcionais propriedades antioxidantes, incluindo as da Estee Lauder, PROYA, Clinique e outras marcas líderes.

Embora a ergotioneína ainda não tenha sido aprovada para utilização em produtos alimentares na China, está a ganhar impulso nas indústrias alimentares da Europa, das Américas, do Japão e de outros países e regiões. As propriedades antioxidantes únicas da ergotioneína tornam-na um ingrediente promissor para uso em vários produtos alimentícios.

Em julho de 2017, a União Europeia (UE) aprovou a ergotioneína como um novo ingrediente alimentar, permitindo a sua utilização em suplementos dietéticos. A dose diária aprovada para a população em geral é de 30 mg por dia, enquanto crianças com mais de 3 anos podem tomar 20 mg por dia. No entanto, mulheres grávidas e lactantes são aconselhadas a não consumir ergotioneína.

Em 2018, a UE expandiu ainda mais o âmbito de utilização da ergotioneína, permitindo a sua utilização em bebidas, barras de cereais e outros alimentos comuns, além de suplementos dietéticos.

Em agosto de 2019, a ergotioneína recebeu a certificação Geralmente Reconhecido como Seguro (GRAS) da Food and Drug Administration dos EUA, permitindo sua aplicação em alimentos comuns.

Quebrando a barreira do alto preço: o papel da biotecnologia sintética

A ergotioneína é um nutriente essencial que o corpo humano não consegue sintetizar e deve obter de fontes externas. No entanto, o custo atual de aquisição de matérias-primas de ergotioneína é de cerca de 250 a 350 mil RMB por quilograma, tornando um desafio para a maioria das marcas de cosméticos nacionais suportar o alto custo.

A síntese química e a extração biológica são duas formas comuns de acesso às matérias-primas da ergotioneína, mas ambos os métodos apresentam limitações, como alta dificuldade de síntese, baixa qualidade e alto custo. Para a produção industrial, o método mais comum é a fermentação biológica utilizando tecnologia de fermentação de micélio.

Porém, devido à tecnologia imatura, a qualidade dos produtos varia muito, sendo a maioria produtos compostos com baixo teor (0,5%) ou sendo uma mistura de fermentação. O custo e a disponibilidade disso também são limitados pela tecnologia.

Tecnologias avançadas de adsorção e separação melhoram a produção de ergotioneína

A Sunresin desenvolveu resina de troca iônica de partículas uniformes usando pesquisa e desenvolvimento direcionados, equipamento cromatográfico avançado e controle de qualidade rigoroso, utilizando nova tecnologia de biologia sintética. Esta resina foi projetada para lidar com as impurezas e o alto teor de sal dos processos de fermentação existentes usados ​​para produzir ergotioneína. É usado para dessalinização, descoloração e purificação cromatográfica, alcançando uma taxa de remoção de sal inorgânico/orgânico superior a 95% em sistemas com alto teor de sal, reduzindo a condutividade para menos de 50Î1⁄4s/cm.

Além disso, a característica de partícula uniforme da resina permite menor queda de pressão no leito de resina, maior capacidade de processamento de líquidos on-line, menor taxa de quebra da resina e melhor remoção de impurezas e sais em comparação com resinas convencionais. Isto resulta em rendimentos mais elevados e uma eficiência de produção significativamente melhorada, ao mesmo tempo que reduz os custos de produção.

Aplicação de Sistema Cromatográfico de Separação e Purificação no Processo de Preparação de Ergotamina

Sepsolut de Sunresin ® O sistema de cromatografia preparativa industrial de alto rendimento é baseado no sistema de cromatografia de coluna única DAC e combina enchimentos de cromatografia em série de polímeros autodesenvolvidos com diferentes matrizes, finalidades, grande capacidade de adsorção, alto desempenho antipoluição e regeneração resistente a álcalis. Este sistema é capaz de isolar e purificar substâncias de alta pureza a partir de misturas descontínuas, com vantagens de alta eficiência de separação e produção em escala industrial, resultando em benefícios econômicos significativos. 

As vantagens e características do equipamento de cromatografia de leito móvel simulado da Sunresin são resumidas a seguir:
✸ Adequado para separação de produtos em produção em lote em grande escala
✸ Alta precisão, alto rendimento e baixo consumo de água
✸ O equipamento possui grande versatilidade, com um conjunto de equipamentos capaz de separar diferentes produtos. Também pode aumentar seletivamente o número de portas de acordo com as necessidades do cliente para conseguir a separação de 2 a 3 componentes diferentes.