Avances en la biosíntesis de ergotioneína mediante tecnología de adsorción y separación

¿Qué es la ergotioneína?

La ergotioneína es un aminoácido natural que Charles Tanret aisló por primera vez del hongo cornezuelo en 1909, quien posteriormente le dio nombre. En 1911, Barger y Ewins aclararon aún más su estructura y descubrieron que la ergotioneína deriva de la histidina betaína.

Tras una extensa investigación, los científicos han descubierto que el dimetilsulfóxido (DMSO) puede transformarse en el compuesto orgánico ergotioneína. La ergotioneína es un compuesto orgánico azufrado con propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, lo que le permite promover la reparación y regeneración tisular. Inicialmente, se utilizaba para tratar la artritis y otras enfermedades inflamatorias. Sin embargo, gracias a investigaciones científicas más profundas, se ha aplicado al cuidado facial y de la piel, prescribiéndose para tratar el acné, la cistitis, la inflamación cutánea y otras afecciones cutáneas, convirtiéndose en uno de los ingredientes más utilizados.

La edad de oro del crecimiento económico de la ergotioneína: la tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) supera el 30 %

Según datos de Market Watch, se proyecta que el mercado de la ergotioneína alcance los 171,9 millones de dólares para 2028, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 36,2 % entre 2022 y 2028. Entre los principales actores del mercado global se encuentran Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech, entre otros. Norteamérica posee actualmente la mayor cuota de mercado, con aproximadamente el 47 %, seguida de China y Europa. En cuanto a los segmentos de productos, la síntesis química es el más importante, con más del 87 % del mercado. En cuanto a las aplicaciones, el sector médico representa más del 50 % de la cuota de mercado.

Recientemente, ha aumentado el interés de los investigadores científicos por la ergotioneína. Desde 2011, PubMed ha publicado más de 300 artículos académicos sobre el tema, superando el número total publicado antes del año 2000.

El ingrediente estrella de la industria cosmética, ahora en expansión al sector alimentario.

Desde 2014, la ergotioneína está incluida en el Reglamento sobre la Supervisión y Administración de Cosméticos de la Administración Nacional de Productos Médicos de China. Como resultado, se ha utilizado cada vez más como ingrediente principal en diversos productos para el cuidado de la piel gracias a sus excepcionales propiedades antioxidantes, como las de Estée Lauder, PROYA, Clinique y otras marcas líderes.

Si bien la ergotioneína aún no ha sido aprobada para su uso en productos alimenticios en China, está cobrando impulso en las industrias alimentarias de Europa, América, Japón y otros países y regiones. Sus singulares propiedades antioxidantes la convierten en un ingrediente prometedor para su uso en diversos productos alimenticios.

En julio de 2017, la Unión Europea (UE) aprobó la ergotioneína como nuevo ingrediente alimentario, lo que permite su uso en suplementos dietéticos. La ingesta diaria autorizada para la población general es de 30 mg al día, mientras que los niños mayores de 3 años pueden tomar 20 mg al día. Sin embargo, se recomienda a las mujeres embarazadas y lactantes no consumir ergotioneína.

En 2018, la UE amplió aún más el alcance del uso de ergotioneína, permitiendo su uso en bebidas, barras de cereales y otros alimentos comunes, además de en suplementos dietéticos.

En agosto de 2019, la ergotioneína recibió la certificación Generalmente Reconocida como Segura (GRAS) de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU., lo que permite su aplicación en alimentos comunes.

Rompiendo la barrera de los altos precios: el papel de la biotecnología sintética

La ergotioneína es un nutriente esencial que el cuerpo humano no puede sintetizar y debe obtenerse de fuentes externas. Sin embargo, el costo actual de adquisición de la materia prima de ergotioneína ronda los 250.000 a 350.000 RMB por kilogramo, lo que dificulta que la mayoría de las marcas de cosméticos nacionales puedan afrontar este alto costo.

La síntesis química y la extracción biológica son dos métodos comunes para obtener materias primas de ergotioneína, pero ambos presentan limitaciones, como la alta dificultad de síntesis, la baja calidad y el alto costo. Para la producción industrial, el método más común es la fermentación biológica mediante tecnología de fermentación miceliar.

Sin embargo, debido a la tecnología inmadura, la calidad de los productos varía considerablemente, ya que la mayoría son compuestos con bajo contenido (0,5 %) o una mezcla de fermentación. El costo y la disponibilidad de estos productos también están limitados por la tecnología.

Las tecnologías avanzadas de adsorción y separación mejoran la producción de ergotioneína

Sunresin ha desarrollado la Resina de Intercambio Iónico de Partículas Uniformes mediante investigación y desarrollo específicos, equipos cromatográficos avanzados y un estricto control de calidad, utilizando nueva tecnología de biología sintética. Esta resina está diseñada para abordar las impurezas y el alto contenido de sal de los procesos de fermentación existentes para producir ergotioneína. Se utiliza para la desalinización, decoloración y purificación cromatográfica, logrando una tasa de eliminación de sales inorgánicas/orgánicas superior al 95 % en sistemas con alto contenido de sal, reduciendo la conductividad por debajo de 50 µs/cm.

Además, la uniformidad de las partículas de la resina permite una menor caída de presión en el lecho de resina, una mayor capacidad de procesamiento de líquidos en línea, una menor tasa de rotura de la resina y una mejor eliminación de impurezas y sales en comparación con las resinas convencionales. Esto se traduce en un mayor rendimiento y una mejora significativa de la eficiencia de producción, a la vez que reduce los costos de producción.

Aplicación del sistema de separación y purificación cromatográfica en el proceso de preparación de ergotamina

Sepsolut de Sunresin ®El sistema de cromatografía preparativa industrial de alto rendimiento se basa en el sistema de cromatografía monocolumna DAC y combina rellenos cromatográficos de polímeros de desarrollo propio con diferentes matrices y propósitos, gran capacidad de adsorción, alto rendimiento anticontaminante y regeneración resistente a los álcalis. Este sistema es capaz de aislar y purificar sustancias de alta pureza de mezclas en lotes, con ventajas como una alta eficiencia de separación y producción a escala industrial, lo que se traduce en importantes beneficios económicos. 

Las ventajas y características del equipo de cromatografía de lecho móvil simulado de Sunresin se resumen a continuación:
Adecuado para la separación de productos en la producción por lotes a gran escala.
Alta precisión, alto rendimiento y bajo consumo de agua.
El equipo ofrece una gran versatilidad, con un solo conjunto capaz de separar diferentes productos. Además, puede aumentar selectivamente el número de puertos según las necesidades del cliente para lograr la separación de 2 a 3 componentes diferentes.