Уникальная технология производства коэнзима Q10 и каротиноидных пигментов
Исследователи из Университета Вальядолида в Испании разработали инновационный способ применения пурпурных фототрофных бактерий для получения коэнзима Q10 и каротиноидных пигментов. Опубликованное в журнале Environmental Science & Technology исследование демонстрирует возможность производства ценных биодобавок без значительного расхода земельных и водных ресурсов. В основе метода лежит использование углекислого газа и промышленных отходов в процессе биосинтеза.
Эксперименты в лаборатории и ключевые результаты
В ходе лабораторных испытаний специалисты отобрали восемь микробных штаммов, из которых шесть успешно развивались в среде с CO₂ и водородом. Максимальную продуктивность показал штамм Rhodospirillum rubrum DSM 107, способный вырабатывать 9,6 мг коэнзима Q10 на грамм сухой клеточной массы. Другой штамм, Rhodospirillum rubrum DSM 467, производил 5,9 мг CoQ10 на грамм клеток, используя угарный газ. Штамм Marichromatium purpuratum выделился эффективным усвоением тиосульфата. Все шесть активных штаммов демонстрируют способность синтезировать каротиноидные пигменты.
Традиционные промышленные технологии получения коэнзима Q10 требуют значительных затрат сельскохозяйственных ресурсов, включая землю, воду и удобрения. В отличие от них, пурпурные фототрофные бактерии можно культивировать в компактных герметичных фотобиореакторах при низком уровне освещения, что существенно снижает потребности в ресурсах. Тем не менее, перед масштабированием производства остаются нерешёнными задачи:
- наличие примесей в промышленных выбросах,
- низкая растворимость газов,
- обеспечение достаточного проникновения света,
- совершенствование методов извлечения продукта,
- и экономическая эффективность технологии.
Таким образом, предложенный способ имеет значительный потенциал для устойчивого выпуска коэнзима Q10 и каротиноидов, востребованных в пищевой и фармацевтической сферах. Результаты исследования были опубликованы 11 ноября 2023 года, а в журнале Environmental Science & Technology также опубликованы фотографии производственного процесса.
Применение пурпурных фототрофных бактерий для биосинтеза коэнзима Q10 и каротиноидов может существенно повысить экологическую устойчивость производства. — Источник: Environmental Science & Technology
Использование углекислого газа и отходов промышленного производства способствует сокращению экологического воздействия в сравнении с традиционными методами, требующими больших природных ресурсов. Однако для выхода новой технологии на промышленный уровень необходимо преодолеть текущие технические и экономические барьеры.
Для русскоязычных специалистов и предприятий биотехнологической отрасли данное открытие может стать отправной точкой для развития более экологичных и экономичных методов производства биодобавок, что особенно актуально на фоне глобальных вызовов устойчивого развития.
В то время как исследователи из Испании предлагают новый метод получения коэнзима Q10 с использованием фототрофных бактерий, шведские учёные также работают над улучшением фотосинтетических процессов. Их инновации в модификации ключевого фермента Рубиско могут значительно повысить эффективность фотосинтеза, что, в свою очередь, открывает новые горизонты для устойчивого производства. Узнайте больше о том, как эти разработки могут изменить подход к сельскому хозяйству и экологии, в нашей статье о модификации фермента Рубиско.