¿Cómo extraer el glutatión de la levadura?

Elglutatión es un tripéptido (l-y-glutamil-l-cisteinil-glicina) compuesto que se distribuye ampliamente en animales, plantas, granos y semillas oleaginosas, y una de sus funciones celulares es proteger contra diversas toxinas y carcinógenos. Se distribuye ampliamente en animales, plantas, granos y semillas oleaginosas. Se ha demostrado que el glutatión se absorbe completamente en el intestino delgado y que algunas células epiteliales pueden utilizar el glutatión exógeno para la desintoxicación, lo que sugiere que el glutatión dietético determina el grado de daño celular en el cuerpo [1].

Además de ser un agente antitóxico, el glutatión tiene un efecto activador en algunas enzimas sulfhidrilo, puede ser utilizado como un antioxidante para proteger las enzimas y otros grupos sulfhidrilo de proteínas, y juega un papel en la oxidbiológica, transporte de aminoácidos, y la protección de la hemoglobina [2]. Además, el glutatión puede inhibir el envejecimiento, prevenir la diabetes y eliminar la fatiga. Recientemente, el glutatión también se ha encontrado que inhiel VIH. Por lo tanto, el estudio del glutatión es de gran importancia para la salud y la vida humana.

1. Distribución del glutatión en la naturaleza

El glutatión está ampliamente distribuido en la naturaleza, principalmente se encuentra en los tejidos animales y la sangre, pero también en muchas plantas como verduras, legumbres, cereales, patatas, setas, etc. Además, el contenido de glutatión en la levadura también es alto. De acuerdo con la estimación, el contenido de glutatión es de 50~200 mg/kg en la carne no procesada, 50~150 mg/kg en frutas y verduras frescas [3], y alrededor del 15% en levadura seca [4], mientras que el contenido es menor en productos lácteos, cereales y alimentos cocinados.

2. Propiedades y funciones fisiológicas del glutatión

2.1 propiedades del glutatión

elPeso molecular del glutatiónEs 307.33 y su punto de fusión es 189 ~ 199. El peso molecular del glutatión es 307.33, el punto de fusión es 189 ~ 193 ℃ (descomposición), el cristal es una columna alargada incoly transparente (placa), y el punto isoeléctrico (PI) es 5.93. Se descompone fácilmente a la luz, y la forma cristalina es incolora y transparente. Es fácilmente descompuesto por la luz y fácilmente oxidado. La molécula de glutatión tiene un enlace especial − - péptido, que se forma por la condensde − - COOH del ácido glutámico y − - NH2 de la cisteína.

Este enlace peptídico es diferente del enlace peptídico formado por la condensde − -COOH de un aminoácido y − -NH2 de otro aminoácido en una molécula de proteína. Dado que el glutatión contiene un grupo sulfhidrilo vivo que se oxifácilmente, 2 moléculas de glutatión reducido (GSH para abreviar) son deshidrogeny Unidas por un enlace disulfur(SS) para convertirse en glutatión oxioxi(GSSG para abreviar). Por lo tanto, el glutatión se puede dividir en dos grupos principales: oxidado y reducido, glutatión reducido juega un papel importante en la función de los organismos vivos.

2.2 funciones fisiológicas del glutatión

Las funciones fisiológicas del glutatión se manifiestan principalmente en 6 aspectos:

(1) mantener la integridad de la membrana de eritrocitos.

(2) proteger y restaurar la actividad de enzimas que requieren grupos sulfhidrilo.

(3) el glutatión es el cofactor y coenzima de muchas enzimas.

(4) interviene en la absorción y transporte de aminoácidos.

(5) participa en la reducción de la metahemoglobina y en la promoción de la absorción de hierro.

(6) elimina los venenos nocivos y metabolidel cuerpo.

3. producción glutatión

El glutatión puede ser preparado por una variedad de métodos, los cuales pueden ser categorizados en extracción, fermentación, método enzimy síntesis química. Actualmente,El glutatión se extrae principalmente de la levadura. Aunque los hígados de bovinos y cerdos son relativamente ricos en glutatión, los hígados tienen sabores únicos y oxidlipíy no son muy apetitosos, por lo que la levadura se utiliza generalmente como materia prima para la extracción de glutatión.

3.1 la extracción de glutatión de la levadura

3.1.1 preparación de una solución de extracción de glutatión

Dado que el glutatión existe en las células de levadura, el problema clave de extraer el glutatión de la levadura es hacer que el glutatión se libde las células, y los métodos utilizados hasta ahora se pueden dividir en tres categorías:

(1) método de tratamiento enzimático

Método de autolisis Natural: la levadura se coloca en una temperatura adecuada, pH y tampón, después de un cierto período, el sistema enzimde autolisis intracelular se activa, y actúa sobre la pared celular y la membrana celular de la levadura para que se disuelva y libsustancias intracelulares.

i Mediante la adición de sacsacasa y proteasa para disolla pared celular de la levadura y las macromoléculas intracelulares, las sustancias intracelulares pueden ser disuelsin problemas.

(2) Método de tratamiento químico

Principalmente tratamiento con disolventes. El uso de algunos reactivos químicos inorgánicos u orgánicos para disolver la estructura de la superficie de la pared celular de la levadura y la membrana o cambiar la permede la membrana celular, de modo que la sustancia de la célula de levadura efflux, métodos utilizados comúnmente son: extracción con agua caliente, la extracción de ácido fórmico, la extracción de etanol, la extracción de ácido tricloroacético y la extracción mixta de ácido orgánico, etc [5].

(3) método de trituración mecánica

El método es el más ampliamente utilizado, especialmente el método de homogeneide alta presión y el método de molienda de molino de bolas de alta velocidad. El primero es el uso del flujo de fluido a altas velocidades, en la cabeza homogeneide la brecha, produciendo un fuerte efecto de cizallamiento y haciendo que las células de levadura se romp, y de alta velocidad molino de bolas método de molienda es el purín de levadura colocado en el molino de bolas que contiene bolas de vidrio molienda.

El mayor obstáculo para extraer el glutatión de la levadura es la pared celular. Desde la perspectiva de la reducción de costos y la simplicidad, los fabricantes extranjeros han utilizado comúnmente el ultrasonido y la radiación ionizante para tratar la levadura de cerveza gastsin destruir las sustancias activas intracelulares. Este método es seguro, higiénico y fácil de producir en masa. Además, el autolisado de levadura fresca también tiene un evidente efecto de promoción sobre la autolisis de la levadura, que se cree que se debe al hecho de que los diversos sistemas enzimcontenidos en el autolisado ayudan a disolver la pared celular.

3. 2.1. Aislamiento y purificación del glutatión

Hasta ahora hay cuatro métodos principales para la separación yPurificación del glutatión, el método de la sal de cobre [6] es el método tradicional, y tiene valor práctico, pero la contaminación es grande; El método de intercambio iónico [7], los beneficios económicos son mayores, se espera que sustitucompletamente el método de la sal de cobre; Además, se utiliza el método de la resina de mercurio sintético para llevar a cabo la cromatode afinorganomercurio, la tasa de recuperación de este método puede ser de hasta 82,96% [8]; Según los últimos informes se puede combinar con la temperatura inducida por la separación de fase utilizando la partición bifásica, este método también puede ser más del 80% de recuperación de glutatión. 96% [8]; Según el último informe, se puede combinar con la separación de fase inducida por la temperatura mediante la partición bifásica, y la tasa de recuperación de glutatión puede ser superior al 80% por este método, que también es un método mejor [9].

3.2.2 fermentación para la producción de glutatión

La producción de glutatión por fermentación se ha estudiado en profundidad en Japón y otros países, y el proceso de producción consiste en controlar la síntesis de y-glutamato cisteína sintetasa y glutatión sintetasa, así como la actividad de degradación de glutamil transpeptidasa para mejorar el rendimiento de glutatión; La glutatión sintetasa obtenida mediante la aplicación de la tecnología de clonación de genes en Escherichia coli se ha utilizado para mejorar el rendimiento de glutatión. La glutatión sintetasa obtenida por clonación de genes en E. coli se ha estudiado para aumentar la producción de glutatión.

Para cambiar la permeabilidad del glutatión en la célula, de modo que la excreción de glutatión intraca la extracelular, se puede añadir a algunas de las sustancias (tales como etanol, etc.) que afectan a la estructura y la función de la membrana celular, especialmente la membrana de protoplast. En los últimos años, para mejorar la producción de glutatión, la aplicación de bacterias de bioingeniería también ha hecho grandes progresos.

La fermentación es el método más prometedor para la producción de glutatión. Japón y algunos países occidentales han realizado la producción industrial de glutatión. Han hecho más investigación sobre la biosíntesis de glutatión y han aplicado métodos de ingeniería genética para la producción de glutatión. Entre ellos, el método más común para producir glutatión es obtener un alto contenido de levadura por mutagenesis, y las levaduras utilizadas son saccharcomyces cystl- norolens KNc-1, candida petrophilum AI0-2, candida utilis ER388, y candida uilis. ER388 y candida uilisn 74-8.

En China, hay pocos estudios sobre el glutatión y su biosíntesis, a excepción de los estudios sobre la extracción de glutatión de la levadura por Zhuo Zhaowen [10] y una detección exitosa de una cepa de alto rendimiento de Pseudohyphae glutatión por Zhan Guyu [11] y un reciente informe sobre la síntesis de glutatión por Brewer's levadura, es decir, la selección y el desarrollo de una cepa de alto rendimiento de Brettanomyces cerevisiae variante M - 05. Esta cepa contiene 14,43 mg de glutatión por gramo de células secas, que es superior a la cepa anterior. Esta cepa contiene 14,43 mg de glutatión por gramo de células desecadas, que es un 68,4% superior a la cepa anterior [12].

4. Aplicaciones del glutatión

El glutatión es un derivado aminoácido muy importante con una amplia gama de aplicaciones. Como reactivo, el glutatión es ampliamente utilizado en la investigación y determinación bioquímica, médica, biológica y química. Clínicamente, se puede utilizar en el tratamiento adyuvante de la hepatitis, la desintoxicación de sustancias orgánicas y metales pesados, la protección de la radiación del cáncer y la quimioterapia, la inhibición de las cataratas y el VIH, la protección de las membranas celulares, y la mejora de la función sexual, etc. En el procesamiento de alimentos, el glutatión puede usarse como aditivo alimentario para mejorar la nutrición, mejorar el sabor de los alimentos y prevenir su deterioro; También se puede hacer en una combinación de medicamentos terapéuticos y de salud utilizados en la salud humana.

Debido a la mala estabilidad de preservación del glutatión, es difícil comercializar el glutatión. La principal razón de la disminución del contenido de glutatión en las bebidas se ha aclar, y un extracto de levadura que contiene glutatión con una estabilidad a largo plazo en las bebidas se ha desarrollado con éxito, es decir, la estabilización de glutatión se lleva a cabo, y dos moléculas de glutatión se componen en una sola molécula de glutatión estabilibajo ciertas condiciones. Este glutatión estabilizado es muy estable y puede usarse en una variedad de alimentos. Cuando se ingien en el cuerpo, se reduce a glutatión en la parte superior del intestino delgado y tiene los mismos efectos fisiológicos que el glutatión.

Con la profundización de la investigación sobre el glutatión, el glutatión tendrá más aplicaciones en los campos clínicos y farmacéuticos. Además, el glutatión es un aditivo ideal para la preparación de alimentos funcionales, y se puede añadir a los productos lácteos, carne, pasta, bebidas, confitería y alimentos fermentcomo un agente de fortipara el cuidado de la salud y nutrientes, por lo tanto, tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria de procesamiento de alimentos, y ha sido ampliamente utilizado en la industria de procesamiento de alimentos. Como aditivo alimentario, el glutatión es superior a otros conservantes y antioxidantes y es beneficioso para la salud humana.

Referencias:

[1] Cao Xinzhi. Método de separación y secado del glutatión. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria de Guangzhou, 1996 (2), 44 ~ 45

[2] China Food Magazine. Colección de comida China famosa. Beijing: Prospect Publishing House, 1998

[3] Shen Beiying, Jiang Zhiwei. El glutatión, un nuevo aditivo alimentario funcional con actividad biológica. Grano y grasas, 1993(2):27 ~ 32

[4] Jiang M-F. Desarrollo de extractos de levadura que contienen cistationina. Fermentación de los alimentos de Shandong, 1992 (4)

[5] Zhou ND, Li Y et al. Un estudio preliminar sobre la extracción de glutatión de la levadura. Biotecnología, 1997, 7(4):31

[6] Yoshikazu Isowa aminoácido dermentation V glutatión Hakko To Koggo, 1981, 40(7): 631 ~ 636

[7] Haruhiko Maki Hideki Fukuda la separación de glutatión y ácido glutámico usando un sistema de absorción de lecho innovador simul. J Fermend. 1987, 65(1): 61 ~ 70

[8] Wang F, Feng WX. Separación y purificación del glutatión mediante resina que contenga mercurio. Revista de la universidad de China oriental de ciencia y tecnología, 1996, 22(6)

[9] MEI Donghe, LIN Leqiang, ZHU Ziqiang. Extracción de glutatión de la levadura por partición acuosa de dos fases acoplcon la temperatura inducida por la separación de fase. Revista de ingeniería química, 1998, 49(4)

[10] Zhuo Zhao-Wen, Zhou Jin-Xin et al. Un método modificado para la cristalización de glutatión reducido de la levadura. Revista de ácidos clorogénicos, 1988(3): 6 ~ 9

[11] Zhan Guyu, Tian Ping et al. Biosíntesis de glutatión por Saccharomyces cerevisiae. Journal of Pharmacy, 1990, 25(7): 494 ~ 499

[12] Shi BJ, Huang JZ et al. Síntesis de glutatión por Brewer's levadura (Saccharomyces cererisiae) M-05 variante I. I. selección y mejoramiento de cepas. Journal of Fujian Normal University (Natural Science Edition), 1996, 12(4): 91 ~ 95