¿Cómo extraer ficocianina de espirulina?
Phycocyanin(PC) is untype dephycobiliprotein, formed porelcombinatieldeelblue phycocyanin(phycoerythrin) ysoluble protein. Phycocyanin(phycoerythrin) is a type deaccessory photosynthetic Proteínas proteínasfound in cyanobacteria, red algae, cryptophytes ydinoflagellates. Comprende una proteína portadora y un grupo auxiliar cromóforo (un compuesade tetrapirrol linealmente extendido, ver figura 1) para formar una proteína compleja.
La proteína portadora y el cromóforo están Unidos por un enlace sulfur. Cada molécula de ficobiliproteína contiene dos cadenas peptídicas, − y −, y cada cadena peptcontiene uno o más cromóforos Unidos coval[1-2]. La molécula de ficobiliproteína contiene tres cromóforos, que están Unidos a las posiciones − -84, − -84 y − -155. El peso molecular de la ficobiliproteína es de 44 kDa, el punto isoeléctrico (pI) es de 4.3, y la máxima longitud de onda de absorción es de 620 nm. La pureza de ficocianina a menudo se expresa como A620 nm/A280 nm, y ficocianina se divide en tres tipos de acuerdo cella pureza (P): grado alimentario (P > 0.7), grado reactivo (0.7 < P < 3.9), y grado analítico (P > 4.0) [3].
Ficocianina es inestable a la luz y el calor. Después de 10 días de almacenamiento a temperatura ambiente bajo la luz, la tasa de retención del pigmento en una solución acuosa de 100 mg/L de ficocianina fue de solo 19,34%. Después de 10 días de almacenamiento a 40 °C en la oscuridad, la tasa de retención del pigmento fue de solo 24,89% [4]. Es térmicamente estable por debajo de 50 °C, pero su estabilidad térmica disminuye significativamente cuando la temperatura alcanza o supera los 60 °C.Cuando la temperatura se eleva a 70 °C, la solución de ficocianina se desvaninmediatamente a incoloro y un precipitfloculde de color gris azulado aparece [5]. Ficocianina es sensible al pH. a pH 3 y pH 5, la solubilidad de ficocianina es relativamente baja. unpH 5 a 9, puede inhibir mejor la oxidlipí, pero la estabilidad emulsificante de ficocianina es mejor a pH 3 y pH 11[6].
Phycocyanin has funcionalactividadessuch as anti-tumor, anti-oxidation, anti-inflammatielyimmunity enhancement. Phycocyanin can inhibit the in vitro migratieldelung cancer LTEP-a-2 cells by regulating apoptosis genes [7]. It can enhance the therapeutic Efecto efectoderadioactive colelcancer by inhibiting the expressieldeCOX-2 [8]. It can significantly increase the SOD enzyme activity in the plasma yliver demice after radiation, increase the activity deGSH-PX, reduce the content dereactive oxygen species (ROS) in liver tissue, yreduce the oxidative damage caused by radiation to the body [9]. In addition, the protein ychromophore parts dephycocyanincan exert antioxidant efectosthrough diferentespathways [10]. Phycocyanin can alleviate X-ray-induinduindupneumonia through the TLR-MyD88-NF-κB signaling pathway[11], promote the proliferation demouse splenic lymphocytes, yenhance immune activity[12]. Phycocyanin can also inhibit the transformation deosteoblasts into osteoclasts yspecific osteoclasts[13]. Phycocyanin is widely used as a natural coloring agent in cosmetics, beverages, ice cream, chewing gum ydairy products [14]. As a functional ingredient, it has attracted widespread attention desdethe industry.
Ficocianina puede ser hasta el 20% del peso seco de espirulinaplatensis[3,15], que es significativamente mayor que el 6% de cianobacteridel lago Chaohu [16]y el 7% de Arthrospira maxima [17]. El éxito del cultivo intensivo de espirulinaplatensisla ha convertido en la materia prima preferida para la producción industrial de ficocianina. La extracción a gran escala, purificación y estabilización de ficocianina siempre ha sido el foco del procesamiento profundo de espirulina. Este documento revisa el progreso de la investigación en la extracción, purificación y preparación de ficocianina en espirulina en los últimos cinco años, con el fin de proporcionar una comprensión sistemática del desarrollo profundo y la aplicación de ficocianina.
1 avance de la investigación en la extracción de ficocianina
elcontent phycocyaninis closely related to the cultivation condicionesyprocessing tecnologíadespirulina. elphycocyanincontent despirulina obtained desdedifferent nitrogen sources in the culture medium is different [18], ythe phycocyanincontent despirulina irradiated with red light is 42% higher than thendespirulina irradiated with blue light [19]. espirulinacultivadain spring ysummer has a higher phycocyanincontent than spirulina cultivated in autumn [20]. Spirulina is commonly dried in several ways: cool drying, sun drying, oven drying, microwave drying, vacuum drying, freeze drying, yspray drying. eldrying métodosthat help to stabilize phycocyanin are freeze drying, cool drying, yspray drying. Other drying methods result in a loss dephycocyanin ranging desde40% to 80% [21]. Phycobiliproteins are intracellular proteins, ytheExtractos extractos extractosion effect is related to the cell wall breaking métodoythe Extracción de extracciónprocesoparameters.
1.1 métodos de ruptura de pared celular
Los métodos mecánicos comunes incluyen hinchazón, congelación y descongelación repetida, interrupción celular asistida por ultrasonidos, homogeneide alta presión, molienda de tejidos, etc.; También hay métodos de disolventes químicos y métodos de enzimas biológicas. Los campos eléctricos pulsados y los métodos de calentamiento por resistencia también se han utilizado en los últimos años para extraer ficocianina por interrupción celular. En la práctica, varios métodos de interrupción celular se pueden utilizar en combinación para lograr el efecto deseado.
Método de inflamación 1.1.1
Spirulina dry powder is soaked in an aqueous solution. Due to the difference in osmotic pressure inside youtside the cell, water enters the cell, bursts the cell wall, and the phycobiliprotein is released. elswelling method requires simple equipment and is easy to operate. eldisadvantage is that it takes a long time. Yu Jianfeng etAl.[22]added spirulina dry powder to a phosphate buffer solution with a pH de7.0 and allowed it to swell para6 h. El rendimiento de ficocianina fue de 8.08%. MARIetAl.[23]empapado espirulina seca polvo (líquido-polvo relación = 1:250, m:V) en agua desionzed y solución de fosfato (pH 7.0), y midió el contenido medio de ficocianina en espirulina polvo para ser 151,80 mg/g.
1.1.2 método repetido de congelación y descongelación
El uso de un ambiente de baja temperatura de congelación para congelar una espirulina suspensión, seguido de deshielo a temperatura ambiente, se puede repetir varias veces para lograr el efecto de la interrupción celular. Las células se rompy ficobiliproteínas se liberan. El método repetido de congelación y descongelación es fácil de implementar, pero la desventaja es que la producción a gran escala toma mucho tiempo y es difícil de lograr. Yang Ying [24]espirulina dispersa polvo en 0,01 mol/L de fosfato de buffer (pH 7.0), repiel proceso de congelación y deshielo 3 veces, y la pureza del extracto crudo ficocianina fue de 0,97.
1.1.3 método de interrupción de la pared celular por ultrasonidos
El principal método consiste en utilizar el efecto cavitación de la transmisión ultrasónica para generar fuerza de cizallamiento y ondas de choque, que altercompletamente la pared celular y liberar proteínas intracelulares. El método ultrasónico de ruptura de la pared celular tiene las ventajas de un ciclo experimental corto y una alta tasa de aplastcelular. Sin embargo, la desventaja es que el consumo de energía de la producción de la fábrica es alta, y el calor generado durante el proceso de ruptura de la pared celular ultrasónica hace que la temperatura del material para aumentar, Que puede causar fácilmente la desnaturalización de proteínas. CHENEt al.[25]utilizó 20 kHz de ultrasonido para 60 s, con intervalos de 60 s, a 4 ℃ durante 20 min para procesar espirulina en polvo solución (líquid-sólido relación 1:100, m:V), la obtención de un extracto crudo de ficocianina con una concentración de 0,73 mg/mL.
1.1.4 homogeneia alta presión
Cuando el material en el homogeneide alta presión pasa a través de la válvula de homogeneide alta presión, el corte de alta velocidad y los fenómenos de impacto generados durante el proceso de presurización y descompresión repentina causan materiales experimentales líquido-líquido o líquisólido inmiscibles para formar una emulsión extremadamente fina y uniforme. Mari etAl.[23] utilizaron la homogeneia presión de 1600 bar para romper las paredes celulares, y el contenido de ficobiliproteínas en el extracto crudo fue (291,9 ± 6,7) mg/g.
1.1.5 método de corte a alta velocidad
La fuerte fuerza de corte generada por la hoja rotatoria de alta velocidad hace que el material roto transfiera completamente sustancias con el medio solvente durante el flujo de alta velocidad, promoviendo la disolución de sustancias solubles. Shen Xiangyang etAl.[15]dispersó la espirulina platensisa 10.000 r/min y homogeneila mezcla para un total de 40 minutos en tres lotes, El rendimiento de ficocianina fue de 213.32 mg/g. La fuerza mecánica generada por un molino coloide, molino de bolas, etc se utiliza para destruir la pared celular de espirulina. POTT etAl.[26]utilizado cuentas de óxido de zirconio para moler continuamente una suspensión de espirulina fresca durante 48 h, y el 90% de la ficocianina en la espirulina platensis se disol.
1.1.6 método de reactivo químico
Reactivos químicos [2-(N-morpholino) ácido etanesulfónico, clorde calcio, etc.] pueden destruir directamente la estructura del tejido de la pared celular, aumentar la permeabilidad, y causar que las proteínas fluyan fuera de la célula. La muestra tratada contiene menos impurezas celulares, pero la introducción de reactivos químicos no conduce a la purificación posterior, y los reactivos químicos pueden causar daños a la estructura de la proteína. PUROHIT,etc. [27]espirulina tratada con 2-(N-morpholino) etthanesulfonic buffer ácido, y la pureza de ficobiliproteína en el extracto crudo fue de 0,64. KHAZYo,etc. [18]utilizó una solución de clorde calcio al 1,5% para empapespirulina para 12 h, y la pureza de la ficobiliproteína alcanzó 1,18.
1.1.7 método enzimático biológico
La pared celular es tratada con una enzima biológica para promover la disolución de sustancias intracelulares. TAVANANDIetAl.[28]espirulina tratado con 1% lisozema, y la pureza de ficocianina fue de 1,19. El tratamiento enzimasistido por ultras(0,6% de lisozamina, temperatura 37 °C − 2 ± C) es más eficiente que el uso de surfac(tritón X-100, Tween 20, Tween 80) y enzimas solas. La eficiencia de extracción de ficobiliproteínas alcanzó 92.73 mg/g, Con una pureza de 1,09. IZADI etAl.[29]tratados con una suspensión de espirulina en polvo con 100 μg/mL de lisozima durante 24 h, y la pureza del extracto crudo de ficocianina fue de 0,70, y la concentración de proteína fue de 0,23 mg/mL.
Método de campo eléctrico de impulsos 1.1.8
La exposición de las células a un campo eléctrico pulsado provoca que se forme tensión transmembrana dentro y fuera de la célula. Esto causa daño a la membrana celular, que a su vez causa que el material intracse disuelva. AKABERIetAl.[30]utilizaron un campo eléctrico pulsado (40 kV/cm, 1 μs) para tratar espirulina cultivada en pH 8 tampón para obtener un extracto crudo ficobiliproteína pureza de 0,51. AOUIR etAl.[31]usaron un campo eléctrico pulsado y ultrasonido para extraer ficobiliproteínas. La pureza de las ficobiliproteínas extraídas por el método del campo eléctrico pulsado (P=0.50) fue mayor que la del método ultrasónico (P=0.44). La pureza de ficobiliproteínas en el extracto crudo fue menor que la de la extracción tradicional, pero la eficiencia fue mayor.
1.1.9 método de calentamiento por resistencia
A suitable Eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctricocampois used to provide resistance through a semiconductor material, which directly generates heat inside the material, causing the membrane to become disordered and produccióna polar pattern,which ultimately causes the intracellular components to Flujo de flujoout. PEDROetAl.[32]treated a spirulina powder solution by resistance Calefacción calefacciónat room temperature and measured the spirulina powder phycocyanin content to be (45.54±1.93) mg/g, which is 51% higher than that obtained by directly heating the spirulina solution to extract phycocyanin.
Hou Zhaoquan etAl.[33]compararon el método de congelación-deshielo, el método ultrasónico usado solo y la combinación de congelación-deshielo y ultrasónico, y encontraron que la tasa de extracción de la combinación era 3,07% más alta que la del método ultrasónico usado solo. Yu Jianfeng et al. [22] compararon el método de hinchazón, el método de cizallamiento ultra-fino, el método ultrasónico, el método de congelación y descongelación repetida, el método de cizallamiento hinchultrafino y el método ultrasónico de cizallamiento hinchultra-fino para extraer ficobiliproteínas y encontraron que el método de cizallamiento ultra fino acoplamiento hinches es adecuado para la extracción de ficobiliproteínas y la tasa de extracción puede ser tan alta como de 9,22%. En general, cuanto más completa sea la interrupción celular, mayor será la tasa de disolución de la ficobiliproteína, pero la disolución de los polisacáride de la vaina celular espirulina y similares hace la posterior separación y purificación de ficobiliproteínas más difícil.
1.2 proceso de extracción
Disolvente de extracción
Pang Xiaoyu [34]utilizó el método de congelación y descongelación para comparar el efecto de 0,3% (m:V) de Acolectin-CHAPS(AC) de buffer (pH 6,7), 0,1 mol/L de buffer fosfato (pH 7,0), y 0,1 mol/L de buffer Tris-HCl (pH 7,0) en la extracción de ficobiliproteínas. where AC buffer was the most effective, phosphate buffer was second, and Tris-HCl buffer was the least effective. KHAZIet al. [18] used a 1.5% calcium chloride solution to extract phycocyaninY la pureza de lacrucrucruphycocyanin extract1,18.
1.2.2 relación líquido-material
Wanida et al. [35]compared the experiments of extracting phycocyaninA tres diferentes relaciones líquido-material de 0.06, 0.04, y 0.02 g/mL. Las concentraciones de ficobiliproteínas en los extractos crudos fueron de 6.64, 4.18y 2.19 mg/mL,respectivamente. Liu Yuhuan et al. [36]extraído bajo las condiciones de un tampón de ácido fosfido-cítrico de sodio a pH 7,0 y 30 °C para 1,5 h, y se compararon las concentraciones de espirulina solución en varias relaciones líqui-material de 1:20 a 1:60 (m:V). 30 ℃ condiciones, Extraído por 1.5 h, En comparación con la relación de la solución de material de 1:20~1:60 1:60 (m:V) varias concentraciones de espirespirsolución encontró que, Cuando la relación de la solución del material es mayor que 1:50 (m:V), El importe dephycocyanin (A618 nm) does not increase significantly. A higher liquid-to-material ratio results in a higher concentration of phycobiliproteins in the crude extract, but the rendimientoof phycobiliproteins decreases. A lower liquid-to-material ratio results in more complete protein dissolution and a higher yield of phycobiliproteins, but the subsequent protein concentration and Purificación purificaciónwork increases.
1.2.3 fuerza de iones
LIet al. [37]encontraron que la fuerza iónica del NaCl es mayor de 5 g/L para reducir más efectivamente la clorofila extraída al mismo tiempo. POTT et al. [26] compararon el efecto de 0,1 — 0,8 mol/L de solución de clorcálcico en la extracción de ficobiliproteínas y encontraron que 0,5 mol/L de clorcálcico y 0,35 mol/L de amortigude acetato a pH 6,0 dieron los mejores resultados.
1.2.4 pH
El estado de polimeri(monómero, trímero, hexamer u otros oligómeros) de ficobiliproteínas está relacionado con el pH. a pH 7,0, 82% de ficobiliproteínas existen en la forma trímero [38]. Shen Xiangyang et al. [15] compararon los efectos de diferentes sistemas tampón pH (5,0 — 9,0) en la extracción de ficobiliproteínas y encontraron que el rendimiento de ficobiliproteínas a pH 7,0 puede alcanzar 157,75 mg/g.
1.2.5 temperatura
Es de conocimiento común que las proteínas son sensibles a la temperatura. Bocker et al. [5]encontraron por calorimetría de barridiferencial quephycocyaninExperimentan una rápida despolimerización y desnaturalización a 50-70 °C, y esophycocyaninLos trímeros son más propensos a la desnaturalización que los hexámeros. WANIDAet al. [39]encontró por comparación que 0,06 g/mL espirulina hinchen 0,1 mol/L de fosfato de memoria a 25, 4 y -20 ℃ para 12 h, Las concentraciones dephycocyaninEn los extractos crudos fueron 7.52, 6.25 y 4.06 mg/mL,respectivamente. El aumento de la temperatura de extracción dentro de un rango adecuado ayudará a aumentar la tasa de extracción dephycocyanin.
2 Progreso de la investigación en la purificación de ficobiliproteínas
Spirulina crude extracts contain a wide range of components, including polysaccharides, proteins, mineral salts, and other functional components (chlorophyll, carotene, vitamins, γ-linolenic acid, etc.). The phycocyaninS en los extractos crudos necesitan ser puria un cierto grado de pureza para satisfacer diferentes necesidades. Los métodos comunes de purificación de ficobiliproteínas incluyen precipitación de salida de la sal, filtración por membrana, extracción de dos fases, electroforesis de flujo libre, cromatode columna, etc. El uso combinado de varios métodos de purificación puede obtener alta purezaphycocyanin.
2.1 método de precipitación salina
Una solución de sulfato de amonio de baja concentración (saturmenos del 25%) puede precipimpurezas tales como ácidos nucle, clorofila, y algunas proteínas diversas, mientras que una solución de sulfato de amonamonde de alta concentración (saturmayor del 40%) puede precipficobiliproteínas. Ambos métodos pueden usarse para preciparphycocyaninEn un solo paso. Zhu Xiaochen [40]utilizó una solución de sulfato de amonio satural 40% para salar en un solo paso para aumentar la pureza del extracto crudo de ficobiliproteína de 0,56 a 1,08. Ficobiliproteína también puede ser purimediante el uso de una solución de sulfato de amonio de baja concentración y una solución de sulfato de amonio de alta concentración en múltiples pasos. En el primer paso, algunas de las impurezas en el extracto crudo se eliminan, y en el segundo paso, se recoge la ficobiliproteína. Xu Run [41]usó sulfato de amonio satural 10%/40% para aumentar la pureza de ficobiliproteína de 0,59 a 1,62. Shen Xiangyang [42]usó 20%/50% sulfato de amonio saturpara aumentar la pureza de ficobiliproteína de 0.3 a 2.3 en dos pasos.
Al purificar ficobiliproteínas con sulfato de amonio, el sulfato de amonio introducido en elphycocyaninSolución causa problemas en el procesamiento posterior.
Filtración por membrana 2.2
El proceso de filtración por membrana se ha utilizado a gran escala en campos como el tratamiento de aguas, extractos de plantas y procesamiento de alimentos. Grado alimentario o superiorphycocyaninSe puede obtener utilizando filtración por membrana.
García-López et al. [20]usaron una membrana de microfiltración de 0,2 μm para filtrar el extracto crudo de ficobiliproteína, y luego usaron una membrana de ultrafiltración de 10 kDa para filtrarlo. La pureza de ficocianina aumentó de 2,65 a 3,72. Qin Song et al. [43]utilizaron membranas de ultrafiltración de 300~200 kD y 100~50 kD para puriel concentrado de ficocianina de manera gradual, y la pureza fue > 1.0.
2.3 método de extracción con disolvente en dos fases
Qi Qinghua et al. [44]preparó una suspensión de polvo espirulina y utilizó un método repetido de congelación y descongelación para romper la pared celular y añadir un disolvente de dos fases (PEG 2000 sulfato de magnesio) para la extracción. elPureza de phycocyanin was increased desde0.78 to 2.64.
Zhu Xiaochen [40] purificadophycocyaninMediante salsalde en un solo paso con sulfato de amonio, y luego se extrae con una doble fase acuosa de PEG 4000-fosfato. La pureza dephycocyaninSe incrementó de 1,08 a 3,47.
El método de extracción de dos fases puede separarse eficazmentephycocyaninDe impurezas, pero el coste del material bifásico limita su aplicación en la producción industrial. Además, las impurezas recién introducidas en ficobiliproteínas dificulla la posterior separación.
2.4 electroforesis de flujo libre
Yang Ying [24] utilizó dos etapas de precipitación de sulfato de amonio para precipel crudophycocyaninExtraer, y luego se utiliza la electroforesis de flujo libre (temperatura 14 °C, volta500 V, velocidad de flujo de la muestra 200 μL/min) para puri.phycocyaninY la pureza dephycocyaninSe incrementó de 2,19 a 4,60.
Cromatografía de 2,5 columnas
Shen Xiangyang [42] utilizó dos pasos de precipitación de sulfato de amonio para puriuna solución de 2,3% dephycocyaninY luego purielphycocyaninUsando cromatode intercambio aniónico débil en DEAE Tanrose FF,alcanzando una pureza máxima del 4,0%.
Shao Mingfei [45]añadió 1,25 mol/L de sulfato de amonio al extracto crudo de ficocianina para salar, y luego usó macroprep Methy1 HIC (cromatode columna hidrofóbica de éster de metacrilamida) cromatode columna de un paso para aumentar la pureza de ficocianina de 0.506 a 4.017.
Zhang Xiaomeng et al. [46]utilizaron una combinación de cromatode columna de hidroxiapatiy carbón activado en polvo para aumentar la pureza dephycocyaninDe 0.77 a 4.51 utilizando 1.0 mg/mL de extracto crudo de ficobiliproteína.
El proceso de cromatode columna tiene una capacidad pequeña y baja eficiencia, y la tecnología de regeneración verde de la resina se enfrenta a desafíos, por lo que es adecuado para la producción de alta purezaphycocyanin.
2.6 combinación de varios métodos
PUROHIT, etc. [27] utiliza un tampón que contiene 2-morpholineethanesulfonic ácido para hinchespirulina fresca. Después de la diálisis del extracto bruto, la pureza dephycocyaninAumentó de 0,64 a 1,34, y la pureza alcanzó 6,17 después de la cromatode DEAE.
Zhang Fayu [16] utilizó repetidas congelaciones y descongelcon 1,0 y 1,8 mol/L de sulfato de amonio en dos pasos para aumentar la pureza del extracto crudo de ficobiliproteína de 0,40 a 1,69. Después de la salida en dos etapas, la solución de ficobiliproteína se extracon una PEG/(NH4)2SO4 fase aqueuos, la pureza de ficobiliproteína aumentó de 1,69 a 2,62; La sal de dos pasos se extraephycocyaninLa solución se pasó sucesivamente a través de una cellufina A-500 y la columna de HA,y la pureza dephycocyaninPodría llegar a 4,59.
3. Progreso de la investigación en la estabilización de ficocianina
Phycocyanin is available in Ficocianina líquida, phycocyanin powder, phycocyanin tablets, Microcápsulas de phycocyaninY otras preparaciones. El mantenimiento de la actividad fisiológica de ficocianina está estrechamente relacionado con su estado de existencia. En la actualidad, los métodos para mejorar la estabilidad física y química de la ficocianina incluyen ajustar el pH, añadir estabilizadores o conservantes, y preparar microcápsulas o nanopartículas de ficocianina.
3.1 ajustar el pH
Qi Qinghua et al. [44] encontraron que una solución pura de ficocianina de 0,78% es más estable cuando se almacena a bajas temperaturas, con una estabilidad que disminuye rápidamente después de > 40 °C. La estabilidad es mejor a pH 4-7, con la mejor estabilidad a pH 5. La absortividad de ficocianina no cambia después de ser almacenada en la oscuridad durante 7 h.
3.2 añadir estabilizadores o conservantes
Xu Run et al. [47]encontraron que cuando la solución de floroglucinol se almacenó en condiciones neupor debajo de 40 °C en la oscuridad, y se agregglucosa, clorde sodio y sorbato de potasio y luego se dejó durante 72 h, la tasa de preservación de floroglucinol se incrementó en 53,4%, 31,7% y 35,7%, respectivamente.
WANIDA et al. [39] compararon dos soluciones: una que contenía 1 mg/mL de ficobiliproteína en 0,4% de ácido cítrico y la otra sin ácido cítrico. Después de ser colocado a 80 °C durante 1 h, la concentración de ficobiliproteína en la solución con ácido cítrico disminuyó de 65% a 19%, Y la concentración de la solución sin ácido cítrico disminuyó de 51% a 11%.
«FAIETA»et al. [48]estudiaron el efecto del azúcar en la estabilidad de la cianina mediante espectrofotometría y dicroismo circular, y encontraron que con la extensión del tiempo de almacenamiento, el color de la solución de cianina se perdió gradualmente y la estructura se volvió inestable. La solución de cianina con sacarosa añadiera era más estable, The algin protein is more stable in a 70% sucrose solution than in 20% and 40% sucrose solutions when stored at 65 °C para1 h.
3.3 microencapsulación
SCHMATZ et al. [49]utilizaron la electropulverización para producir microcápsulas de ficocianina, que protela actividad de la ficocianina. Las partículas ultrafinas PC-PVC (ficocianin-alcohol polivinílico) producidas aumentaron la temperatura de tolerancia de la ficocianina a 216 °C, mientras que la tasa de absorción de DPPH disminuyó de 27% para la ficocianina a 9,2% para las microcápsulas.
«FAIETA»et al. [50]usaron polvo mezclado puro de trehalosa/trehalosa y maltodextrina, ficocianina (contenido de 0,5%) para producir microcápsulas de ficocianina por liofilización y secado por pulveri. Se encontró que las microcápsulas preparadas por liofilización tenían un 89% de ficocianina, mientras que el secado en aerosol tenía un 77% de ficocianina. Cuanto más trehalosa había, mejor era la protección de ficocianina. Cuando las microcápsulas de ficocianina se colocaron a 80 °C durante 1 h, el contenido de ficocianina de las microcápsulas liofilizdisminuyó a 64% del valor original, mientras que el contenido de ficocianina de las microcápsulas desecadas en aerosol disminuyó a 90% del valor original.
GUSTININGTYAS et al. [51]usaron nanopartículas solubles de quitosano para preparar microcápsulas de ficocianina. Cuando la relación de masa de quitosano a ficocianina era 1:0.75, las microcápsulas de ficocianina podían ser almacena 50 °C durante 90 min, y la absorción de luz a 620 nm se mantuvo básicamente sin cambios.
3.4 modificación química
MUNAWAROH et al. [52]modificaron ficobiliproteínas con formaldehído. La longitud de onda máxima de absorción del complejo ficobiliproteína-formaldehído se desplazó a 611 nm. Después de ser expuesto a la luz amarilla durante 5 h, la absorción de luz del complejo ficobiliproteina-formaldehído en 612 nm disminuyó en un 3,95%, y la absorción de luz de la ficobiliproteína en 620 nm disminuyó en un 5,71%. Ficocianina modificada con formaldemodificado es más estable que ficocianina no modificada; Sin embargo, no es estable bajo luz blanca o UV-A (320-400 nm).
Ou et al. [53]modificaron ficocianina con polietilenglicol (PEG). Cuando la relación molar de PEG a ficocianina fue 5, La tasa de modificación de ficocianina fue de 55%. En un experimento simulen en ratas, las vidas medias de PEG-PC y PC se encontraron en (1366 × 55) min y (817 × 42) min, respectivamente.
En general, la ficocianina en polvo es más estable que la ficocianina líquida, y la ficocianina microencapsuly químicamente modificada es aún más estable. Actualmente, la ficocianina generalmente incluye dos formas de administración:liquid phycocyanin and powder phycocyanin. Powder phycocyanin is generally produced by spray drying or freeze drying. The main excipients in the product are trehalose, glucose and maltodextrin.
4 conclusión
In recent years, some progress has been made in the Extracción de extracciónand separation of phycocyanin, but there are still some problems such as low producciónefficiency and altoenergy consumption. Research and development is still needed paraefficient wall-breaking tecnologíafor spirulina and specific purification technology for phycocyanin. The unstable nature of phycocyanin itself limits its aplicaciónin downstream industries to a certain extent. The technology for stabilizing and maintaining the activity of phycocyanin is still focused on the estabilidadof phycocyanin ingredients. The estabilidadof phycocyanin ingredients after stabilization in La comidaapplications still needs to be studied in depth in order to further develop the deep processing and application of phycocyanin.
Referencia:
[1] PAN ZK,HU LL. Revisión sobre la composición química, actividad biológica y aplicación de espirulina [J].Biol Teach, 2020,45(2): 2-3.
[2] HSIEH LM, CASTILLO G, MOJICA L, et al. Phycocyanin Y ficoeritrina: estrategias to mejorar producción yield and Estabilidad química [J].Algal Res, 2019, 42: 101600.
[3] KANNAUJIYA VK,SINHA RP.Estabilidad termocinética de ficocianina Y ficoeritrina en conservantes alimentarios [J].JAppl Phycol, 2016, 28: 1063-1070.
[4] LV PP, LICM,YANG DL,et al. Estudio Experimental sobre la estabilidad de ficocianina en espirulina [J].Guangdong Chem Ind, 2019, 46(5): 60-61.
[5] BOCKER L, HOSTETTLER T, DIENER M, et al. Tiempo - temperature-resolved functional and estructural cambios Ficocianina extrade Arthrospira platensis/Spirulina [J].La comidaChem, 2020,316: 126374.
[6] CHENXH. Efecto del pH sobre la actividad emulsificante de la C-ficocianina [J].Mod La comidaSci Technol, 2020, 36(9): 117-125.
[7] YANY,HAO S,LIS,et al. Función In vitro de ficocianina en células LTEP-a-2 de cáncer de pulmón [J].J Chin Inst Food (en inglés) Ciencia y tecnología, 2018, 18 (8): 24-32.
[8] KEFAYAT A, GHAHREMANI F, El SAFAVI A, et al. C-ficocianina: un producto natural con propiedad sensibilipor radio para aumentar la eficacia de la radioterapia contra el cáncer de colon mediante la inhibición de la expresión de COX-2 [J]. Sci Report, 2019, 9(1): 19161.
[9] LIU: Q, LI WJ, LU En, et al. protección effect of phycocyanin Sobre el daño oxidativo inducido por la radiación en ratones [J]. Nuclear Technol, 2018, 41 (1): 1-6.
[10] MEI X, WANG G,CHENG C, et al. Estudios sobre las propiedades antioxidantes de cinco ficocianinas diferentes con diferente pureza [J]. Ciencia alimentaria, 2020,
DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20200209-059.
[11] LIU: Q, LI W J, LU L, et al. Phycocyanin atenuatenuos Inflamación pulmonar inducida por rayos x a través de la vía de señalización TLR2-MyD88-NF-κB [J]. J Oceanol Limnol, 2019, 37(5): 1678-1685.
[12] ZHAO XX, QIU LJ,XUAN CR,et al. Extracto de subunidades de ficocianina y actividad inmun[J]. Chin J Surg Integr Tradit Western Med, 2016, 22(2): 156-160.
[13] MOHAMMED MOHAMMED S A, HANAN A, SUNIPA M, et al. C-ficocianina se atenúa RANKL induced osteoclastogé and bone reabsorción In vitro mediante la inhibición de los niveles de ROS, activación de NFATc1 y NF-κB [J]. Sci Rep, 2020, 10(1): 2513.
[14] KISSOUDI M, SARAKATSIANOS I, SAMANIDOU V. Aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento Purificación y purificación de C-ficocianina de grado alimenticio de Arthrospira platensisy su determinación en confitería por HPLC con detección de matriz de diodo [J]. J Sep Sci,2018, 41(4): 975 × 981.
[15] SHEN XY,LIANG X, FU Y,et al. Estudio del proceso de extracción de ficocianina de Spirulina platensis [J]. Mod Food Sci Technol, 2019, 35(7): 198−204, 136.
[16] ZHANG ZHANGFY. Estudio sobre la tecnología de extracción y purificación de reactivos Grado ficocianina y análisis espectral [D].Hefei: universidad de tecnología de Hefei, 2016.
[17] RAY K, MUKHERJEE C. An mejorado method for Extracción de extracción Y cuantide gránulos de polifosfato a partir de células microbi[J]. Protocolo de intercambio, 2015, 7(1): 67.
[18] KHAZI MI, DEMIREL Z, DALAY MC. evaluación of crecimiento Y ficobiliproteína composición of cianobacteria aislados cultivated En diferentes fuentes de nitrógeno [J]. J Appl Phycol, 2018, 30: 1513 × 1523.
[19] WICAKSONO HA,SATYANTINI WH, MASITHAH ED. El espectro de la luz y los nutrientes necesarios para aumentar la producción de phycocyanin Spirulina platensis [J]. IOP Conf Series Earth Environ (en inglés) Ciencia, 2019, 236,
DOI: 10.1088/1755-1315/236/1/012008.
[20] García-López DA, olguín EJ, gonzález-portela RE, et al. Un novebioproceso de dos fases para la producción de Arthrospira (espirulina) maxima LJGR1 at Piloto piloto La planta scale durante different Las estaciones and for phycocyanin inducción en controlada conditions [J]. biorecurso Tecnol, 2020, 298: 122548.
[21] NOURI E, ABBASI H, RAHIMI E. los efectos del tratamiento sobre la estabilidad del agua - and Solusolusolusolusolusolusolusolusolusolusolusolusolusolusolusoluble en grasas Vitaminas, pigmentos (C-ficocianina, Carotenoides, clorofilas) y las características de color de Spirulina platensis [J]. Qual Assusaf Crop, 2018, 10(4): 335 × 349.
[22] YU JF, FU J, MAX, et al. Comparación de métodos de interrupción celular para la extracción de ficocianina de Spirulina platensis [J]. Food Mach, 2017, 55(5): 173−177.
[23] MARI CR, MARJORIE J, ELENA M. Rapid verde extracciones Of C-phycocyanindesdeArthrospira maxima for functional applications [J] (en inglés). JAppl Phycol, 2019, 9(10), 1987.
[24] YANG Y. investigación metodológica sobre la separación rápida y la purificación de ficocianina vía libre flow electroforesis [D]. Cantón: Universidad de tecnología del sur de China, 2016.
[25] CHEN KH, WANG SS, SHOW PL, et al. Una técnica rápida y eficiente para directo Extracción de extracción of C-phycocyanin desde alto Turquía Spirulina platensis algas usando cromatode interacción hidrofóbica en lecho fluidizagit[J]. Biochem Eng J, 2018, 140: 47−56.
[26] POTT RWM. La liberación del pigmento biológico azul C-ficocianina a través de citolliasistido por calcio de espirulina sp. [J]. Color Technol, 2018, 135(1): 17−21.
[27] PUROHIT A, KUMAR V, CHOWNK M,et al. Extracelular independiente del proceso production of high La pureza C-phycocyanin desde Spirulina platensis [J]. ACS Biomater Sci Eng, 2019, 5(7): 3237 × 3245.
[28] TAVANANDI HA, RAGHAVARAO KSMS. Enzimasistida por ultrasonido Extracción de extracción Fabricación natural La comida Colorantes colorantes C-phycocyanin from Biomasa seca de Arthrospira platensis [J]. Leche y productos lácteosSci Technol, 2020, 118:
108802.
[29] IZADI M,FAZILATI M. extracción y purificación de ficocianina a partir de Spirulina platensis y evaluación de su actividad antioxidante y anti-inflamatoria [J]. Asian J Green Chem, 2018, 2(4): 364-379.
[30] AKABERI S, KRUST D, müller G, et al. Impacto impacto of Condiciones de incub on protein and C-phycocyanin recuperación from Arthrospira platensis post-pulsed Eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico eléctrico campo Tratamiento tratamiento [J]. biorecurso Tecnol, 2020, 306: 123099.
[31] AOUIR A, AMIALI M, KIRILOVA-GACHOVSKA T, et al. El efecto de pulsado electric field (PEF) and Ultrasonido. (US) tecnologías on La extracción de ficobiliproteínas de Arthrospira platensis [C]//. Ottawa: Canada IEEE International Humanitarian Technology Conference, 2015 (en inglés).
[32] PEDRO FS, RAFAELA N, CRISTINA MR. influencia otras Y eléctrico effects of Mis mis mis mis mis mis mis mis mis mis mis mis mis mis mis mis heating on C-phycocyanin propiedades biocompuestos recuperación from Spirulina platensis [J]. LWT-Food Ciencia tecnológica, 2020, 128: 109491.
[33] HoZQ, LIU:XY, SHI C, et al. La investigación del procedimiento de extracción mediante el uso de método de congelación-descongelación y frocesrotas ultrasónicas para extraer ficocianina de algas espirulina [J]. J Inner Mongolia Agric Univ (Nat Sci Ed), 2017, 38(2): 69 × 75.
[34] PANG XY. estudio and Comparación comparación of the Extracción de extracción methods En el caso de la ficocianina y la tecnología de la información (ti,s applicationin Remote sensing [D].Xi'an: Northwest University, 2013.
[35] WANIDA PU, depósito K, sirisuerte Yo. Extracción de extracción De la C-ficocianina de Arthrospira (espirulina) y su estabilidad térmica con ácido cítrico [J]. J Appl Phycol, 2017, 30: 231−242.
[36] LIU: YH, LI CX, LI DL. Extracción de extracción technology and estabilidad De ficocianina a partir de espirulina maxima por liofilización al vacío [J]. Food Nutr Chin, 2016, 22(9): 51−55.
[37] LI Y, ZHANG Z, PACIULLI M, et al. Extracción de extracción De ficocianina-un colorazul natural de la biomasa espirulina seca: influencia de los parámetros de procesamiento and Extracción de extracción Las técnicas [J]. J Food Sci, 2020, 85(3): 727 × 735.
[38] AFTARI RV, REZAEI K, MORTAZAVI A, et al. The Concentración optimi and La pureza of Spirulina platensis C-phycocyanin: un estudio on Asistido por microondas and Métodos de extracción asistida por ultrasonido [J]. J Food Proc Preserv, 2016, 39(6): 3080 × 3091.
[39] WANIDA PU, SIRILUCK I. extracción física y atrappor extrude de C-ficocianina de Arthrospira platensis [J]. J King Saud Univ Sci, 2019, 31: 1535-1542.
[40] ZHU XC. Preparación preparación of C-phycocyanin and polisacáridos De Spirulina platensis and su Biológica biológica activities [D]. Yantai: Universidad de Yantai, 2018.
[41] XUR. investigación de la estabilidad de almacenamiento de ficocianina a partir de Spirulina platensis [D]. Tianjin: revista of Tianjin universidad of ciencia & Tecnología, 2017.
[42] SHEN XY. estudio on extraction and purification of phycocyanin A partir de espirulina platensis y su aplicación [D]. Nanning: universidad de Guangxi, 2019.
[43] QIN S, LIU B, YAN Mi, et al. The camino of produce a La comida Grado phycocyanin: China, CN 101942014 A [P]. 2011-01-12.
[44] QI QH, CHEN YX, YE Z. The extraction of C-phycocyanin Y los polisacáridos de espirulina utilizando sistema acuoso de dos fases [J]. Wuyi Sci J, 2015, 31: 154-160.
[45] SHAO MF. Estudio sobre la extracción y purificación de ficocianina y preparación piloto technology of food grado phycocyanin from Arthrospira (Spirulina) platensis [D]. Nanjing: universidad agrícola de Nanjing, 2013.
[46] ZHANG XM, ZHANG FY, WANG JQ, et al. Extracción y purificación de C-ficocianina a partir de algas azules mediante la utilización combinada de tratamiento con carbón activado en polvo y cromatoen columna [J]. J Anhui Agric Univ, 2020, 47(4): 554-558.
[47] XU R, CHEN Y, sol P. The investigación of the Almacenamiento de almacenamiento estabilidad De phycocyanin a partir de Spirulina platensis [J]. Food Res Dev, 2017, 38(12): 25-30.
[48] FAIETA M, NERI L, SACCHETTI G, et al. función of sacáridos Sobre la estabilidad térmica de ficocianina en soluciones acuosas [J]. Food Res Int, 2020, 132: 1-9.
[49] SCHMATZ DA, MASTRANTONIO DJDS, COSTA JVA. Encapsulación de phycocyanin by Electroproyección: A promete enfoque for La protección Sensibles o sensibles Compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos compuestos [J]. Food Bioprod Proc, 2020, 119: 206-215.
[50] FAIETA M, CORRADINI MG, MICHELE AD, et al. Efecto efecto De encapsulación process on technological funcionalidad and stability Extracto de espirulina platensis [J]. Food Biophy, 2020, 15(1): 50-63.
[51] GUSTININGTYAS A, SETYANINGSIH I, HARDININGTYAS SD, et al. mejora stability of phycocyanin from Spirulina platensis Encapsulado por nanopartículas de quitosano solubles en agua [J]. IOP Conf Seri, 2020, 414(1): 012005.
[52] MUNAWAROH HSH, GUMILAR GG, SHOW PL. Fotoestabilización de ficocianina a partir de Spirulina platensis modificada por formaldehído [J]. Proc Biochem, 2020, 94: 297-304.
[53] OU Y, GAO B, MA P. Preparación preparación and Farmacéutico farmacéutico application De ficocianina modificada por polietilenglicol: China, CN 109535247 A [P]. 2019-03-29.