Comment extraire le glutathion de la levure?

Leglutathion est un composé de tripeptide (l-y-glutamyl-cysteinyl-glycine) largement distribué chez les animaux, les plantes, les céréales et les graines oléagineuses, et l’une de ses fonctions cellulaires est de protéger contre diverses toxines et cancérogènes. Il est largement répandu chez les animaux, les plantes, les céréales et les oléagineux. Il a été démontré que le glutathion est complètement absorbé dans l’intestin grêle et que certaines cellules épithéliales peuvent utiliser du glutathion exogène pour la désintoxication, ce qui suggère que le glutathion alimentaire détermine l’étendue des dommages cellulaires dans le corps [1].

En plus d’être un agent antitoxique, le glutathion a un effet activateur sur certaines enzymes sulfhydryliques, peut être utilisé comme antioxydant pour protéger des enzymes et d’autres groupes de protéines sulfhydryliques, et joue un rôle dans l’oxydation biologique, le transport d’acides aminés, et la protection de l’hémoglobine [2]. En outre, le glutathion peut inhiber le vieillissement, prévenir le diabète et éliminer la fatigue. Récemment, on a également constaté que le glutathion inhibait le vih. Par conséquent, l’étude du glutathion est d’une grande importance pour la santé et la vie humaines.

1. Distribution du glutathion dans la Nature

Le glutathion est largement répandu dans la nature, principalement dans les tissus et le sang des animaux, mais aussi dans de nombreuses plantes telles que les légumes, les légumineuses, les céréales, les pommes de terre, les champignons, etc. En outre, la teneur en glutathion dans la levure est également élevée. Selon les estimations, la teneur en glutathion est de 50~200 mg/kg dans la viande non transformée, de 50~150 mg/kg dans les fruits et légumes frais [3], et d’environ 15% dans la levure séchée [4], tandis que la teneur est plus faible dans les produits laitiers, les céréales et les aliments cuits.

2. Propriétés et fonctions physiologiques du glutathion

2.1 propriétés du glutathion

Le poids moléculaire du glutathion est 307,33 et son point de fusion est 189 ~ 199. Le poids moléculaire du glutathion est 307,33, le point de fusion est 189 ~ 193 ℃ (décomposition), le cristal est une colonne allongée incolore et transparente (plaque), et le point isoélectrique (PI) est 5,93. Il se décompose facilement dans la lumière, et la forme cristalline est incolore et transparent. Il est facilement décomposé par la lumière et facilement oxydé. La molécule de glutathion a une liaison spéciale de δ - peptide, qui est formée par la condensation de δ - COOH d’acide glutamique et α - NH2 de cystéine.

Cette liaison peptidique est différente de la liaison peptidique formée par la condensation de α-COOH d’un acide aminé et de α-NH2 d’un autre acide aminé dans une molécule de protéine. Puisque le glutathion contient un groupe sulfhydryle vivant qui est facilement oxydé, 2 molécules de glutathion réduit (GSH en abrégé) sont déshydrogénées et liées par une liaison disulfure (S S) pour devenir du glutathion oxydé (GSSG en abrégé). Par conséquent, le glutathion peut être divisé en deux groupes principaux: oxydé et réduit, le glutathion réduit joue un rôle important dans la fonction des organismes vivants.

2.2 fonctions physiologiques du glutathion

Les fonctions physiologiques du glutathion se manifestent principalement sous 6 aspects:

(1) maintenir l’intégrité de la membrane érythrocytaire.

(2) (2) protéger et restaurer l’activité des enzymes qui nécessitent des groupes sulfhydryle.

(3) le glutathion est le cofacteur et le coenzyme de beaucoup d’enzymes.

(4) impliqués dans l’absorption et le transport des acides aminés.

(5) impliqués dans la réduction de la méthémoglobine et la promotion de l’absorption du fer.

(6) élimine les poisons et les métabolites nocifs du corps.

3. La Production De glutathion

Le glutathion peut être préparé par une variété de méthodes, qui peuvent être classées en gros dans l’extraction, la fermentation, la méthode enzymatique et la synthèse chimique. A l’heure actuelle,Le glutathion est principalement extrait de la levure....... Bien que les foies des bovins et des porcs soient relativement riches en glutathion, les foies ont des saveurs uniques et l’oxydation des lipides et ne sont pas très appétissantes, de sorte que la levure est généralement utilisée comme matière première pour l’extraction du glutathion.

3.1 Extraction du glutathion à partir de la levure

3.1.1 préparation de la Solution d’extraction du glutathion

Puisque le glutathion existe dans les cellules de la levure, le problème clé de l’extraction du glutathion de la levure est de produire du glutathion libéré par les cellules, et les méthodes utilisées jusqu’à présent peuvent être divisées en trois catégories:

(1) méthode de traitement enzymatique

① méthode d’autolyse naturelle: la levure est placée dans une température, un pH et un tampon appropriés, après une certaine période, le système d’enzymes d’autolyse intracellulaire est activé, et agit sur la paroi cellulaire et la membrane cellulaire de la levure pour la faire dissoudre et libérer des substances intracellulaires.

② ② Autolyse induite: en ajoutant de la saccharase et de la protéase pour dissoudre la paroi cellulaire de levure et les macromolécules intracellulaires, les substances intracellulaires peuvent être dissoutes en douceur.

(2) Méthode de traitement chimique

Traitement principalement solvant. L’utilisation de certains réactifs chimiques inorganiques ou organiques pour dissoudre la structure de surface de la paroi cellulaire et de la membrane de la levure ou modifier la perméabilité de la membrane cellulaire, de sorte que l’efflux de substance cellulaire de la levure, les méthodes couramment utilisées sont: extraction à l’eau chaude, extraction à l’acide formique, extraction à l’éthanol, extraction à l’acide trichloroacétique et extraction mixte à l’acide organique, etc. [5].

(3) méthode de concassage mécanique

La méthode est la plus largement utilisée, en particulier la méthode d’homogénéisation à haute pression et la méthode de broyage à grande vitesse de broyeur à billes. Le premier est l’utilisation d’un écoulement de fluide à grande vitesse, dans la tête d’homogénéisateur de l’espace, produisant un effet de cisaillement fort et faisant les cellules de levure brisées, et la méthode de broyage à grande vitesse de broyeur à billes est la boue de levure placée dans le broyeur à billes contenant des billes de verre broyage.

Le plus grand obstacle à l’extraction du glutathion de la levure est la paroi cellulaire. Du point de vue de la réduction des coûts et de la simplicité, les fabricants étrangers utilisent couramment les ultrasons et les rayonnements ionisants pour traiter la levure de bière usée sans détruire les substances actives intracellulaires. Cette méthode est sûre, hygiénique et facile pour la production en série. En outre, l’autolysat de levure fraîche a également un effet promotionnel évident sur l’autolyse de la levure, qui est probablement due au fait que les différents systèmes enzymatiques contenus dans l’autolysat aident à dissoudre la paroi cellulaire.

3. 2.1. Isolement et Purification du glutathion

Jusqu’à présent, il existe quatre méthodes principales rapportées pour la séparation et la purification du glutathion, la méthode du sel de cuivre [6] est la méthode traditionnelle, et a une valeur pratique, mais la pollution est importante; La méthode d’échange d’ions [7], les avantages économiques sont plus élevés, il est prévu de remplacer complètement la méthode du sel de cuivre; De plus, il y a l’utilisation de la méthode de résine synthétique de mercure pour effectuer la chromatographie d’affinité organomercury, le taux de récupération de cette méthode peut atteindre 82,96% [8]; Selon les derniers rapports peut être combiné avec la séparation de phase induite par la température en utilisant le partage biphasique, cette méthode peut également être plus de 80% récupération de glutathion. 96% [8]; Selon le dernier rapport, il peut être combiné avec la séparation de phase induite par la température par le cloisonnement biphasique, et le taux de récupération du glutathion peut être supérieur à 80% par cette méthode, qui est également une meilleure méthode [9].

3.2.2 Fermentation pour la Production de glutathion

La production de glutathion par fermentation a été étudiée en profondeur au Japon et dans d’autres pays, et le processus de production consiste à contrôler la synthèse de la Y-glutamate cystéine synthétase et de la glutathion synthétase, ainsi que l’activité de dégradation de la glutamyl transpeptidase pour améliorer le rendement de glutathion; La glutathione synthétase obtenue en appliquant la technologie de clonage de gènes à Escherichia coli a été utilisée pour améliorer le rendement en glutathion. La Glutathione synthétase obtenue par clonage génétique chez E. coli a été étudiée pour augmenter la production de glutathion.

Pour changer la perméabilité du glutathion dans la cellule, de sorte que l’excrétion intracellulaire de glutathion à l’extracellulaire, peut être ajouté à certaines des substances (telles que l’éthanol, etc.) qui affectent la structure et la fonction de la membrane cellulaire, en particulier la membrane protoplaste. Ces dernières années, pour améliorer la production de glutathion, l’application de bactéries biomodifiées a également fait de grands progrès.

La Fermentation est la méthode la plus prometteuse pour la production de glutathion. Le Japon et certains pays occidentaux ont réalisé la production industrielle de glutathion. Ils ont fait plus de recherches sur la biosynthèse du glutathion et ont appliqué des méthodes de génie génétique à la production de glutathion. Parmi elles, la méthode la plus courante pour produire du glutathion est d’obtenir une teneur élevée en levure par mutagénèse, et les levures utilisées sont saccharcomyces cystl-norolens KNc-1, candida petrophilum AI0-2, candida utilis ER388 et candida uilis. ER388 et candida uilisn 74-8.

En Chine, il existe peu d’études sur le glutathion et sa biosynthèse, à l’exception des études sur l’extraction du glutathion à partir de la levure par Zhuo Zhaowen [10] et d’un screening réussi d’une souche à haut rendement de Pseudohyphae glutathion par Zhan Guyu [11] et d’un rapport récent sur la synthèse du glutathion par Brewer' S, c’est-à-dire sélection et mise au point d’une souche à haut rendement de Brettanomyces cerevisiae variant M - 05. Cette souche contient 14,43 mg de glutathion par gramme de cellules séchées, ce qui est plus élevé que la souche précédente. Cette souche contient 14,43 mg de glutathion par gramme de cellules séchées, soit 68,4 % de plus que la souche précédente [12].

4. Applications de glutathion

Le glutathion est un dérivé d’acide aminé très important avec un large éventail d’applications. Comme réactif, le glutathion est largement utilisé dans la recherche et la détermination biochimiques, médicales, biologiques et chimiques. Cliniquement, il peut être utilisé dans le traitement adjuvant de l’hépatite, la désintoxication des substances organiques et des métaux lourds, la protection de la radiation du cancer et de la chimiothérapie, l’inhibition des cataractes et du vih, la protection des membranes cellulaires, et l’amélioration de la fonction sexuelle, etc. Dans la transformation des aliments, le glutathion peut être utilisé comme additif alimentaire pour améliorer la nutrition, améliorer la saveur des aliments et prévenir la détérioration; Il peut également être transformé en une combinaison de médicaments thérapeutiques et de soins de santé utilisés dans la santé humaine.

En raison de la faible stabilité de conservation du glutathion, il est difficile de commercialiser le glutathion. La raison principale de la diminution de la teneur en glutathion dans les boissons a été clarifiée, et un extrait de levure contenant du glutathion avec une stabilité à long terme dans les boissons a été développé avec succès, c’est-à-dire que la stabilisation du glutathion est effectuée et que deux molécules de glutathion sont composées en une seule molécule de glutathion stabilisé dans certaines conditions. Ce glutathion stabilisé est très stable et peut être utilisé dans une variété d’aliments. Lorsqu’il est ingéré dans le corps, il est réduit en glutathion dans la partie supérieure de l’intestin grêle et a les mêmes effets physiologiques que le glutathion.

Avec l’approfondissement de la recherche sur le glutathion, le glutathion aura plus d’applications dans les domaines clinique et pharmaceutique. En outre, le glutathion est un additif idéal pour la préparation d’aliments fonctionnels, et il peut être ajouté aux produits laitiers, à la viande, aux pâtes, aux boissons, aux confiseries et aux aliments fermentés en tant qu’agent de soins de santé et d’enrichissement en nutriments, par conséquent, il a un large éventail d’applications dans l’industrie de transformation des aliments, et il a été largement utilisé dans l’industrie de transformation des aliments. En tant qu’additif alimentaire, le glutathion est supérieur aux autres conservateurs et antioxydants et est bénéfique pour la santé humaine.

Références:

[1] Cao Xinzhi. Méthode de séparation et de séchage du glutathion. Science et technologie d’industrie alimentaire de Guangzhou, 1996 (2), 44 ~ 45

[2] China Food Magazine. Collection de célèbres aliments chinois. Beijing: maison d’édition Prospect, 1998

[3] Shen Beiying, Jiang Zhiwei. Le glutathion, un nouvel additif alimentaire fonctionnel à activité biologique. Céréales et graisses, 1993(2):27 ~ 32

[4] Jiang M-F. Développement d’extraits de levure contenant de la cystathionine. Fermentation alimentaire de Shandong, 1992 (4)

[5] Zhou ND, Li Y et al. Etude préliminaire sur l’extraction du glutathion de la levure. Biotechnologie, 1997, 7(4):31

[6] Yoshikazu Isowa acide aminé dermentation contre glutathion Hakko à Koggo, 1981, 40(7): 631 ~ 636

[7] Haruhiko Maki Hideki Fukuda la séparation du glutathion et de l’acide glutamique à l’aide d’un système simulé d’absorbeur noving - bed. J Fermend. 1987, 65(1): 61 ~ 70

[8] Wang F, Feng WX. Séparation et purification du glutathion par résine contenant du mercure. Journal of East China University of Science and Technology, 1996, 22(6)

[9] MEI Donghe, LIN Leqiang, ZHU Ziqiang. Extraction du glutathion de la levure par séparation aqueuse biphasique couplée à une séparation de phase induite par la température. Journal of Chemical Engineering, 1998, 49(4)

[10] Zhuo Zhao-Wen, Zhou Jin-Xin et al. L’invention concerne un procédé modifié de cristallisation du glutathion réduit à partir de levure. Journal des acides chlorogéniques, 1988(3): 6 ~ 9

[11] Zhan Guyu, Tian Ping et al. Biosynthèse du glutathion par Saccharomyces cerevisiae. Journal of Pharmacy, 1990, 25(7): 494 ~ 499

[12] Shi BJ, Huang JZ et al. Synthèse du glutathion par Brewer' S levure (saccharomyces cererisiae) M-05 variante I. I. sélection et sélection des souches. Journal of Fujian Normal University (édition des sciences naturelles), 1996, 12(4): 91 ~ 95