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

O que é ergotioneína?

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.

Após conduzir uma extensa pesquisa, 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 anti-inflamatórias, tornando-a capaz de promover a reparação e regeneração de tecidos. Inicialmente, a ergotioneína era usada para tratar artrite e outras doenças inflamatórias. No entanto, por meio de mais investigação científica, ela foi aplicada em cuidados faciais e de pele, prescrita para tratar acne, cistite, inflamação da pele e outras condições de pele, e se tornou um dos ingredientes mais frequentemente usados.

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

De acordo com dados do Market Watch, o mercado de ergotioneína deve atingir 171,9 milhões de dólares até 2028, com um CAGR esperado de 36,2% entre 2022-2028. Os principais participantes do mercado global incluem Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech e outros. A América do Norte atualmente tem a maior participação de mercado, respondendo por aproximadamente 47%, seguida pela China e Europa. Em termos de segmentos de produtos, a síntese química é a maior, respondendo por mais de 87% do mercado. No lado da aplicação, o setor médico responde por mais de 50% da participação de mercado.

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

O ingrediente estrela da indústria de cosméticos, agora expandindo para o setor alimentício.

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

Embora a ergotioneína ainda não tenha sido aprovada para uso em produtos alimentícios na China, ela está ganhando força nas indústrias alimentícias da Europa, Américas, Japão e outros países e regiões. As propriedades antioxidantes únicas da ergotioneína a tornam 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 que ela seja usada em suplementos alimentares. A ingestão 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 escopo do uso da ergotioneína, permitindo que ela fosse usada em bebidas, barras de cereais e outros alimentos comuns, além de suplementos alimentares.

Em agosto de 2019, a ergotioneína recebeu a certificação Geralmente Reconhecida como Segura (GRAS) da Food and Drug Administration dos EUA, permitindo que ela fosse aplicada em alimentos comuns.

Quebrando a barreira dos preços altos: o papel da biotecnologia sintética

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 quilo, tornando desafiador para a maioria das marcas de cosméticos nacionais arcar com o alto custo.

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

No entanto, devido à tecnologia imatura, a qualidade dos produtos varia muito, com a maioria sendo 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 aumentam a produção de ergotioneína

A Sunresin desenvolveu a Uniform Particle Ion Exchange Resin usando pesquisa e desenvolvimento direcionados, equipamento cromatográfico avançado e controle de qualidade rigoroso, utilizando nova tecnologia de biologia sintética. Esta resina é projetada para tratar as impurezas e o alto teor de sal dos processos de fermentação existentes usados ​​para produzir ergotioneína. Ela é usada para dessalinização cromatográfica, descoloração e purificação, alcançando uma taxa de remoção de sal inorgânico/orgânico de mais de 95% em sistemas com alto teor de sal, reduzindo a condutividade para menos de 50 渭s/cm.

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

Aplicação do Sistema de Separação e Purificação Cromatográfica no Processo de Preparação de Ergotamina

Sepsolut da 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 de série de polímeros de desenvolvimento próprio com diferentes matrizes, propósitos, grande capacidade de adsorção, alto desempenho antipoluição e regeneração resistente a álcalis. Este sistema é capaz de isolar e purificar substâncias de alta pureza de misturas em lote, 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:
鉁� Adequado para separação de produtos em produção em lote em larga escala
鉁� Alta precisão, alto rendimento e baixo consumo de água
鉁� O equipamento tem forte versatilidade, com um conjunto de equipamentos capaz de separar diferentes produtos. Ele também pode aumentar seletivamente o número de portas de acordo com as necessidades do cliente para atingir a separação de 2-3 componentes diferentes.