¿Cuál es el uso de polvo de ficocianina?

Phycocyanin is unnatural pigment Proteínasproteínasconununique structure yremarkable biological activity. It is widely found enAlgasalgassuch asspirulinunyanabaena[1], ynot only hasa charming Azul azulcolor, but also contains rich nutritional ymedicinal value. In elLa comidaindustry, phycocyaninpowder can be used asa natural Azul azulcoloring additive to add attractive color to foods. In elpharmaceutical industry, elantioxidant yanti-tumor biological activities dephycocyaninmake it a potential therapeutic drug ingredient [2]. However, extractielypurificatieltecnologíais crucial to the efficient usodephycocyanin. Therefore, in-depth investigaciónyoptimizatieldethe Extracción de extracciónyPurificación purificacióntechnology dephycobiliproteins, ythe development denew, efficient, economical, yenvironmentally friendly Purificación purificaciónprocesses, are degreat significance parapromoting the aplicacióndeficobiliproteínasenvarious fields. Most dethe existing reviews on the Extracción de extracciónand Purificación purificaciónprocesses dephycobiliproteins introduce a single wall-breaking or Extracción de extraccióntechnique, lacking an analysis and discussion dethe overall process flow [3].

This paper provides a detailed description dethe working principles, advantages and disadvantages devarious processes. It also discusses the freeze-thaw method and enprocesses that are expected to meetthe requirements delarge-scale industrial production. uncomprehensive review dethe extraction Ypurificacióntechnology dephycobiliproteins is also provided, analyzing the advantages and disadvantages of various métodosand exploring future development trends. elcurrent status of the application phycocyaninis summarized, pointing out the current deficiencies and methods parafurther improvement, with the aim of providing a reference pararelated research and industrial applications.

1 propiedades de laPhycocyanin

Phycocyanins are natural, highly fluorescenteproteins that are the main light-harvesting color proteins in marine algae. They can be divided into phycocyanin(PC), phycoerythrin (PE) and allophycocyanin(APC) according to their composition and structure. Asshown in Figure 1, these proteins are located on the thylakoid membrane and assembled on the surface of the thylakoid membrane.

Polvo de ficocianinaEs una proteína soluble en agua que es fácilmente soluble en agua pero insoluble en alcohol y aceite. Contiene el cromóforo ficobiliy aparece como un polvo azul brillante en forma sólida. Una solución acuosa de ficocianina tiene tres picos de absorción ultravioleta en 280, 348 y 620 nm. El pico de absorción más fuerte a 620 nm es característico de ficocianina, mientras que los picos más débiles a 280 y 348 nm se atribuyen a las moléculas de aminoácidos aromáticos y cromóforos en la ficocianina, respectivamente. La pureza de ficocianina se determina basándose en la relación de absorbancia a 620/280 nm (A620/A280), que se puede dividir en grado alimentario (A620/A280 − 0.7), grado reactivo (0.7 − A620/A280 − 3.9) y grado analítico (A620/A280 − 4.0) [4].

La molécula de ficocianina (figura 2) está compuesta por una proteína desprotonada y un cromóforo con una estructura de tetrapirrol enlazcovalentemente a través de un enlace sulfur. La ficocianina contiene dos subunidades polipeptdiferentes, la pequeña subunidad de masa molecular relativa − (12-19 kDa) y la gran subunidad de masa molecular relativa − − (14-21 kDa). Estas dos subunidades pueden formar monómeros − − a través de fuerzas intermoleculares y agregpara formar polímeros (− −)n. Las ficobiliproteínas se encuentran generalmente en las formas trimérica (− −)3 y (− −)6 y otras formas poliméricas [5].

2 extracción y purificación de aguaPhycocyanin

Cómo extraer de manera eficiente y precisa ficobiliproteínas es un requisito previo para su valor. El proceso de extracción de ficobiliproteínas es complejo y afectado por muchos factores, tales como la elección de algas y los medios de interrupción celular [6]. La eficiencia de la extracción de ficobiliproteína depende en gran medida del grado de destrucción de las células de algas. El método de interrupción de las células de algas puede afectar en gran medida la eficiencia y pureza de la extracción de ficobiliproteína. El proceso de romper física, química o enzimáticamente las paredes celulares y membranas celulares de algas adecuadas para liberar ficobiliproteínas de las células se llama ficobiliproteína crudo extracción.

2.1 extracción de ficobiliproteína cruda

En la actualidad, hay muchos métodos que pueden aislar ficocianina de células de algas complejas. Estos procesos de extracción de crudo se utilizan a menudo como pretratamiento para el aislamiento y la purificación de ficobiliproteínas, incluyendo métodos tradicionales como la molienda, la homogeneia alta presión, y la congelación y descongelación, así como el método ultrasónico emergente. Los diferentes procesos tienen diferentes principios de trabajo, ventajas y desventajas, y por lo tanto los escenarios de aplicación adecuados también son diferentes (tabla 1).con el fin de obtener un proceso de extracción más rentable, los principios, ventajas y desventajas de los diversos métodos se exploran en profundidad.

Chen Yu [11] comparó los resultados a través de experimentos de un solo factor y finalmente determinó que la combinación del método de congelación y descongelación y la homogeneia alta presión puede evitar efectivamente el problema de la desnaturalización de ficobiliproteína causada por el uso de la homogeneia alta presión sola. Debido a que la tecnología de extracción de alta presión puede procesar eficientemente grandes cantidades de material a la vez, a menudo se combina con otros procesos de temperatura controlada para la trituración a gran escala de espirulina en las fábricas. Hou Zhaoquan Et al.[12] llevó a cabo un estudio en profundidad sobre el efecto del número de ciclos en el rendimiento y la pureza de ficobiliproteínas extraídas de espirulina, y encontró que la mejor condición fue 4 ciclos de congelación-deshielo.

SARANEt al.[13] usaron el modelo deespirulinaplatensisto explore the effects of citrate (pH=5.0), acetate buffer (pH=6.0) and sodium phosphate buffer (pH=7.0) as solvents on the extraction rate of phycobiliproteins. elestudiofound that the sodium phosphate buffer had the best extraction effect, with an extraction rate of 146.0 mg/g of phycobiliprotein. Yu Xiaolei [14] extracted phycobiliprotein with the aid of ultrasound technology, effectively reducing the working time. It was found that ultrasound technology has the characteristics of good reproducibility, low solvent consumption and low temperature operation, and can maintain the activity of phycobiliprotein to the greatest extent.

2.2 purificación de ficobiliproteína

El extracto crudo obtenido por la serie de operaciones anteriores contiene una gran cantidad de proteínas de impurezas. Sin embargo, para algunas industrias específicas, las materias primas de ficocianina utilizadas deben estar por encima del grado de reactivo. Por lo tanto, después del pretratamiento de algas, el extracto crudo necesita ser separado y puripara obtenerFicocianina de mayor pureza. En la actualidad, los métodos comúnmente utilizados para la purificación de ficobiliproteínas incluyen cromato, extracción de dos fases, extracción de tres fases, y adsorde carbón activado.

cromatografía

Como el método más comúnmente utilizado para puriproteínas, la cromatoahora ha cumplido básicamente los requisitos para la producción industrial de puri.Extracto de espirulina en bruto. AMARANTE etAl.[20] desarrolló un proceso de purificación de un solo paso para la extracción de ficocianina de espirulina mediante la combinación de la eludel gradiente de pH con cromatode iones. Este proceso se utilizó para obtener ficocianina con puridades de 4.2 y 3.5, con tasas de recuperación de 32.6% y 49.5%, respectivamente. La cromatode filtración en Gel puede separar sustancias de acuerdo a su masa molecular relativa. La mayoría de los materiales de embalaje son materiales inertes con una estructura de red porosa. La hidroxiapatita (HAP) es un cristal natural de fosfato de calcio compuesto de calcio y fósforo. Tiene iones de calcio y iones de fosfato en la superficie, y los iones de calcio pueden intercambiar iones con ficocianina y los iones de fosfato pueden adsorber con ficocianina [21]. La HAP también tiene una alta resistencia alcalina y un mecanismo de separación único, y es el único relleno cromatoinorgánico que puede ser utilizado directamente para la purificación de proteínas y ácidos nucle. Además, HAP puede separar y purificobiliproteínas y otras ficobiliproteínas simultáneamente. Por lo tanto, el HAP se utiliza a menudo como un relleno en cromatode afinpara la separación y purificación simultánea de las dos proteínas [22].

2.2.2 extracción con disolvente en dos fases

In addition to usandoa single aqueoussolution to Extractos extractos extractosphycocyanin, there is also a special aqueoussolution extraction method called Dos fasessolvent extraction. In general, aqueous extraction refers to the direct use of a single aqueous solution as a solvent to dissolve and extract the targetsubstance. Although the Dos fasessolvent extraction method also takes place in an aqueous environment, it uses a special sistemawith two components that form immiscible aqueous phases. Common two-phase systems are shown in Table 4 [23]. eldetermination of the two-phase sistemausually depends on the partition coefficient (Kp) of the protein. Compared with other separacióntechniques, the two-phase solvent extraction method has the advantages of high biocompatibility, mild operating conditions, rápidoextraction rate and suitability parascale-up

Es ampliamente utilizado en la extracción de ficocianina. CHETHANunetAl.[24] realizaron un estudio en profundidad sobre el proceso de extracción y purificación de ficocianina usando la tecnología de extracción por solvente de dos fases y obtuvieron ficocianina con una pureza de 4,32 y una tasa de recuperación de 79% en condiciones estandari.

2.2.3 método de extracción trifásica

A finales del siglo XX, PANADARE etAl.[25] propusieron el método de extracción trifásico (TPP), que se puede utilizar para extraer y puriproteínas de forma sencilla y rápida. En comparación con los métodos tradicionales, TPP, como una técnica emergente de separación biológica no cromatográfica, puede superar muchas de las limitaciones asociadas.

Cuando elcrude extract phycocyaninis mixed evenly with an appropriate amount of buffer solution and organic reagent, the mixture can form three phases. The upper organic phase can collect pigments and lipids, the middle phase contains precipitates such as proteins, and the lower aqueous phase contains polar components such as sugars. Compared with other organic reagents, tert-butanol has a high boiling point, is less flammable, and has a special branched chain structure that prevents protein denaturation. Therefore, tert-butanol is often used as an organic reagent in the TPP technique for the extraction and purification of phycocyanin[26]. As a simple, effective, relatively inexpensive and promising extraction technique, TPP has been used in upstream and downstream biomolecule purification processes. At the same time, this technology is more environmentally friendly and can be used for large-scale preparation. It is a new purification technology with great development potential.

La ultrafiltración 2.2.4

El principio de la ultrafiltración es utilizar una membrana de ultrafiltración con un tamaño de poros específico para separar y purisustancias basadas en las diferencias en tamaño molecular y forma. Al purificar ficocianina, la solución que contiene ficobiliproteína debe ser pretratada primero, como la eliminación de impurezas, ajustar el pH y la fuerza iónica de la solución, etc, para optimizar el efecto de ultrafiltración. Una membrana de ultrafiltración con un tamaño de poros más pequeño que el tamaño molecular de ficocianina se selecciona para asegurar que las ficobiliproteínas se retienen en un lado de la membrana, mientras que las moléculas de impurezas más pequeñas y disolventes pueden pasar a través de la membrana.

Durante la ultrafiltración, se aplica una cierta presión o se utiliza la centrifupara forzar la solución a través de la membrana de ultrafiltración.

Las ficocianinas se retienen en el lado concentrado, mientras que las impurezas y pequeñas moléculas pasan a través de la membrana y entran en el lado perme, logrando así la separación y purificación preliminar. La ultrafiltración tiene las ventajas de ser simple de operar, de poder ser aplicada a gran escala y de poder mantener relativamente bien la actividad de las proteínas. Sin embargo, también hay algunas limitaciones, como la disminución de la eficiencia de separación debido a la contaminación de la membrana y el posible efecto de separación insatisfactorio en impurezas con masa molecular relativa similar [27]. En resumen, la ultrafiltración es un método eficaz para la purificación de ficobiliproteínas, pero en las aplicaciones prácticas, varios factores deben ser considerados de forma integral, y a menudo es necesario combinar con otros procesos para obtener productos purificados de alta calidad.

2.2.5 adsorción por carbón activo

El carbón activo es un adsoradsorcon una fuerte capacidad de adsorque se obtiene a través de un proceso artificiAl.Según su forma, se puede dividir en carbón activo en polvo con un diámetro de menos de 0,18 mm y carbón activo granular con un diámetro de > 0,18 mm. El carbón activo tiene una estructura de poros desarrollada. Los poros con una abertura de más de 50 mm se llaman macroporos, los poros con una abertura de menos de 2 mm se llaman microporos, y los poros entre los dos se llaman mesopores. Entre ellos, los microporos también se llaman poros de adsorción, que son los principales poros de adsordel carbón activo y juegan un papel decisivo en el rendimiento de adsordel carbón activo [28]. El carbón activo ha demostrado un buen valor de aplicación en aspectos ambientales como el tratamiento de aguas residuales y la eliminación de formaldehído. En los últimos años, se ha encontrado que el carbón activo tiene un valor potencial de aplicación en la separación y purificación de ficocianina [29].

2.2.6 electroforesis de flujo libre

La electroforesis de flujo libre es una importante técnica de electroforesis para la separación y purificación continua de macromoléculas tales como proteínas bajo condiciones suaves, que pueden mantener la integridad y la actividad biológica de la estructura objetivo. El principio de funcionamiento de esta técnica se muestra en la figura 3. La cámara de separación consta de dos placas paralelas que están muy juntas, que forman una cámara de separación muy delgada. Cuando el buffer entra en la cámara de separación a través de la bomba de presión, se forma un flujo laminar estable. Cuando no hay campo eléctrico, el extracto crudo que contiene la proteína objetivo entra en la cámara de separación y fluye con el tampón hasta el extremo de salida. Cuando se aplica un campo eléctrico perpendicular a la dirección del flujo del buffer, las partículas cargadas en el extracto crudo migran a diferentes velocidades debido a la electroforesis, lo que resulta en que los componentes se mueven a diferentes distancias en la cámara de separación y se recogen en diferentes posiciones en el extremo de salida. Esto logra la separación y purificación de la proteína objetivo.

Los dispositivos tradicionales de electroforesis de flujo libre tienen una estructura compleja, pocas entradas de amortigu, y una larga distancia desde la entrada a la cámara de separación antes de que se pueda establecer un flujo laminar estable, lo que resulta en una pobre separación y purificación. En los últimos años, un gran número de mejoras se han hecho al dispositivo de flujo libre, y un dispositivo de amortigugas-líquido y un colector de equilibrio inducido por la gravedad se han desarrollado para formar el flujo laminar en la cámara de separación, resolviendo el problema de que el fluido buffer tenga que viajar una larga distancia en la cámara de separación antes de que el flujo laminar pueda formarse. Este dispositivo se ha utilizado para separar y purimateria orgánica, células y proteínas en muestras biológicas naturales.

Con el fin de mejorar aún más el rendimiento del dispositivo de electroforesis de flujo libre, YANG etAl.[30] mejoraron el método de inyección, lo que resulta en la estructura emergente del dispositivo de electroforesis de flujo libre. La introducción de la tecnología de inyección de flujo de vaina simplifica el proceso de operación, mejora eficazmente la eficiencia de separación de proteínas, y evita la contaminación del amortigugaslíquido causada por la muestra en el dispositivo tradicional. El equipo utilizó el método mejorado de inyección de flujo de vaina para separar y purificianina del extracto de espirulina crudo. La pureza de la ficobiliproteína obtenida alcanzó 4,60, y la tasa de recuperación fue 79% [31]. La aplicación exitosa de esta tecnología proporciona un nuevo medio para la producción a gran escala de ficocianina de grado analítico.

3 proceso combinado de extracción y purificación

In practical applications, the extraction and purification of phycocyanin cannot obtain high-purity phycocyanin in a single process. Therefore, it is often necessary to combine two or more process structures to obtain high-purity phycocyanin with high yields. Because the freeze-thaw method is simple to operate, low-cost and can be applied on a large scale, it is often used in the current process for the extraction and purification of phycocyanin to pretreat phycocyanin and obtain a crude phycocyanin extract. The crude phycocyanin extract obtainedporthe freeze-thaw method has low purity and requires subsequent purification to further improve the purity of the phycocyanin.

3.1 combinación de salazón y otros métodos

The crude phycocyanin solution obtained porthe freeze-thaw method has low purity and requires subsequent Tratamiento tratamientoto further improve the purity of the phycocyanin. Salting-out is a traditional protein purification method. The current process is relatively mature, the source of materials is relatively wide, the operation is simple and it is easy to achieve industrial production. Therefore, when treating the crude phycocyanin solution obtained porthe freeze-thaw method, combining salmuerawith other methods in the process can greatly improve the purity and recovery rate of phycocyanin.

3. 1. 1 purificación del líquido bruto por método de salado combinado con cromatografía

Después de que los investigadores trataron las cianobacterien el lago Chaohu con deshielo, obtuvieron un extracto crudo de ficocianina por método de dos pasos de salsal, y luego purila la ficocianina por cromatode gel, cromatode intercambio iónico y cromatode afin, respectivamente [15,32-33]. En primer lugar, se utilizó un experimento de un solo factor para determinar que 1,0 y 1,8 mol/L (NH4)2SO4 se agregen en un paso y dos pasos salsal, respectivamente, para obtener un extracto de ficobiliproteína crudo con una pureza de 2,40. Posteriormente, el extracto crudo fue purimediante los tres métodos cromatográficos. Entre ellos, la tasa de recuperación de la cromatode gel es alta, y la cromatode iones es más económica. Vale la pena mencionar que la cromatode afinpuede purisimultáneamente para obtener ficocianina y ficocianina de grado de reacción. La combinación de salpicado y cromatode afinidad proporciona una nueva idea técnica para la separación y purificación simultánea de ficocianina y ficocianina, que desempeñará un papel guía positivo en la futura producción a gran escala.

3. 1.2 purificación del líquido crudo por salazón combinada con extracción

Yuan Mengyuan et al. [34] conducted an in-depth study on the sequential operation order of the salting-out method and the two-phase liquid process. First, the effects of three salting-out agents, ammonium sulfate, ammonium citrate and potassium citrate, were compared in the crude extraction of phycocyanin, and ammonium sulfate was determined to be the best salting-out agent. Phycobiliproteins with a purity of 3.0 or higher were obtained by two-step salting-out enwith two-phase liquid extraction. The order of the salting-out method and the two-phase solvent extraction method in the process was also explored [35]. The results showed that polyethylene glycol was difficult to remove desdethe phycobiliprotein extract, so it was determined that the process was first extracted by salting-out, and finally purified by two-phase solvent extraction. WANG WANGet al. [36] changed the concentration of the salting-out agent and the system of the two-phase extraction method to obtain a fluorescent reagent-grade phycobiliprotein with a purity of 4.60 and a recovery rate of 91%. In addition to purifying phycocyanin by combining them with a two-phase solvent extraction method, Wang Xueying [17] obtained phycocyanin with a purity of 3.46 by combining salting out with a three-phase solvent extraction system, with a recovery rate of 52.41% (Table 6). When the process was scaled up 10 times, the extraction system remained stable, providing a rapid, gentle and efficient route for industrial-scale purification of phycocyanin.

3.2 el proceso por carbón activo

El método químico requiere la adición de reactivos químicos al sistema, lo que puede conducir fácilmente a la desnaturalización irreversible de la proteína y también aumentar la dificultad de purificación en los procesos posteriores. Por lo tanto, el desarrollo de un método físico combinado proporcionará una nueva idea para mejorar la pureza y el rendimiento de ficobiliproteínas. El carbón activo es un proceso de purificación más rentable, y su combinación con otros procesos puede ayudar a mejorar aún más la pureza de la ficocianina, proporcionando una idea de proceso más económica para la producción industrial a gran escala. Después de analizar los efectos de purificación de cuatro tipos de carbón activo: cáscara de coco, cáscara de fruta, madera y carbón, con diferentes tamaños de partícula (100, 200, 300, 400 y 500 mallas), y considerando tanto la pureza como la tasa de recuperación de ficocianina, se concluyó que el experimento de adsorutilizando carbón activo de malla en polvo de 400-500 dio los mejores resultados [37].

Sheng Jingmeng et al. [38] found that the purity of phycocyanin obtained by a combined activadoCarbono carbonoand extraction process was greatly improved compared to a single extraction process, increasing desde1.06 to 3.46. The purity of phycocyanin obtained by a combined activadoCarbono carbonoand salting-out process was not only much higher than that obtained by a single salting-out process, but the recovery rate also increased desde67% to 72% [37]. Compared with the combined salting-out and extraction method, the combined activated carbon and cromatocromatocromatografíamethod is more suitable for the industrial production of reagent-grade phycocyanin [39]. After obtaining pharmaceutical-grade phycobiliproteins by the freeze-thaw method and powderedactivated carbon adsoradsoradsoradsoradsoradsoradsoradsoradsoradsoradsoradsoradsormethod, the phycocyanin extract was further concentrated using ultrafiltration, and finally purified by HAP chromatography to increase the purity of the phycocyanin to the reagent level (Table 7). This process route provides the possibility for the industrial production of reagent-grade phycocyanin, but one-step HAP chromatography is not sufficient to completely remove small molecular impurities and foreign proteins desdethe phycocyanin solution.

4 aplicaciones de ficocianina

Phycocyanincontains 17 essential and non-essential amino acids, except tryptophan, and is an ideal protein source for humans. Due to suunique physicochemical properties and biological activity, phycocyanin has a good performance in the fields of food, medicine and cosmetics.

4.1 ámbito alimentario

El azul es un color indispensable en los alimentos. Actualmente, las sustancias azules naturales son relativamente escasas, y China permite el uso de pigmentos azules sintéticos en los alimentos. El polvo de ficocianina no es tóxico y tiene buena solubilidad en agua, por lo que se utiliza como un agente coloralimentario natural en lugar de pigmentos sintéticos. Cumple con consumidores y consumidores#39; demand for natural and harmless food and is therefore attracting widespread attention in the food industry. However, it is difficult for phycocyanin to maintain a stable state for a long time in aqueous or phosphate solutions. As the phycocyanin subunit continues to depolymerize, the aggregated form of phycocyanin will gradually change desde(αβ)6 to αβ monomers, which will lead to a deviation in color. In recent years, researchers have improved the light and heat Estabilidad de ficocianinaby combining it with polysaccharides, adding whey protein or forming micelles.

Las propiedades antibacterianas y antioxidantes de la ficocianina la hacen popular en la industria del envasado de alimentos. GOLMAKANIet al. [47] utilizaron el electrospinning para obtener nanofibras de proteína zeína cargadas con ficocianina. La estructura química y la estabilidad térmica de GSPE obtenida mediante la tecnología electrospinning se mejoraron significativamente, y sus buenas propiedades bactericidas y antioxidantes se utilizaron de manera destacada en el campo del envasado activo de alimentos.

4.2 campo farmacéutico

Además de su brillo azul, las ficocianinas son ampliamente utilizadas en el campo médico debido a sus propiedades antioxidantes, antitumorales, hemostáticas y fluorescnaturales.

La alta biocompatibilidad y las propiedades fotodinámicas del polvo de ficocianina han llevado a su uso generalizado en el estudio de fotosensibilizadores. SHEN et al. [48] extrajeron ficocianina rica en selenio (Se-PC) de espirulina platensis rica en selenio, que demostró reducir la tasa de supervivencia de las células de cáncer de pulmón de ratón, proporcionando un fotosensibilipotencialmente eficaz para el tratamiento del cáncer de pulmón (figura 5).para mejorar la especificidad de la ficocianina contra las células cancerosas, a menudo se convierte en nanopartículas con diferentes propiedades. Aunque esto puede mejorar la expresión del fotosensibilizador en las células, ha habido pocos informes sobre fotosensibilique se dirigen al ambiente de orgánulos de las células cancerosas. Además de usar ficocianina como el cuerpo principal para destruir células cancerosas mediante la terapia fotodinámica, la terapia combinada también es un aborcomún para el tratamiento de células cancerosas. En comparación con el efecto de un solo medicamento original, la combinación de ficocianina alivíaen gran medida el daño del medicamento original al cuerpo y aumenta el efecto de la Apoptosis apoptosisde las células cancerosas.

Polvo de alginina puede emitir una fuerte señal fluorescdespués de absorber la luz de excitación. Comparado con otros agentes fluorescnaturales, tiene un mayor rendimiento cuán, un cambio de Stokes más grande y un coeficiente de extinción molar más alto. Por lo tanto, también se utiliza en la producción de sondas fluorescpara realizar aún más in situ visualización de imágenes de fluorescencia en las células o tejidos biológicos, proporcionando nuevas ideas para las pruebas ambientales y el diagnóstico de enfermedades. HOU et al. [52] desarrollaron una sonda fluorescpara la detección de iones de mercurio usando ficocianina como materia prima. La sonda mostró buenos resultados en la detección de iones mercurio en mariscos (ostry bagres), proporcionando un nuevo medio para la detección de contaminantes ambientales. SHAO et al. [53] notificaron una nanosonda de punto ficobiliproteino-carbono capaz de medir la fluorescratimétrica del peroxinitrito, proporcionando una nueva solución para explorar la patogéde enfermedades como el cáncer y la neurodegeneración. Aunque el desarrollo de las sondas ficobiliproteína ha visto algunos avances en los últimos años, el número de resultados de la investigación es mucho menor que el de ficocianina y otras sondas ficocianina, que puede atribuirse al hecho de que la luz y térmicastability of phycocyanin No se ha resuelto con eficacia.

Los materiales naturales no tóxicos con propiedades hemostáticas están en el corazón del diseño de los vendajes. AZAZA et al. [54] usaron sustancias como quitosano y ficocianina para sintetizar un compuesto hidrogel HG-20, que mostró cierta capacidad para promover la cicatride heridas en experimentos con ratas, proporcionando una nueva idea de investigación para apósitos de heridas rentables.

Además de las aplicaciones mencionadas anteriormente en el campo farmacéutico, el buen desempeño de la ficocianina en modelos celulares para la protección del sistema reproductivo, la antidiabetes y la prevención del cáncer de colon la ha hecho ampliamente utilizada en la producción de medicamentos para el cuidado de la salud [55-56].

Productos cosméticos

Algunos aditivos sintéticos enCosméticos y productos para el cuidado de la pielA menudo entran en contacto con la piel humana, causando alergias en algunos usuarios. A medida que la gente se preocupa cada vez más por los efectos sobre la salud de los productos químicos utilizados en cosméticos, los productos derivados de fuentes naturales son cada vez más populares en todo el mundo. Como fuente natural de pigmentos, el polvo de ficocianina también se considera una alternativa atractiva para formulcosmédebido a sus propiedades antioxidantes y antiinflamatorias. La C-ficocianina extrade espirulina tiene un efecto anti-melanina mediante la regulación de la expresión de tirosinasa en la célula de melanoma de ratón (B16F10) línea celular, por lo que se añade a la industria cosmética como un agente blanquede la piel [57]. KRASEASINTRA et al. [58] usaron ficocianina natural como tinte para el cabello para evitar el problema de los usuarios#39; Alergias causadas por tintes químicos para el cabello. ADLI et al. [59] usaron la fundición con disolvente para procesar un material compuesto de poli (ácido lác), ficocianina y alginato en un parche cosméno tóxico y antioxidante. El parche cosméfabricado con este material es biodegradable, evitando la no biodegradabilidad de los parches cosméticos tradicionales y la consiguiente contaminación ambiental.

Otros campos

La ficocianina es verde y barata, y no sólo muestra buena aplicación en los campos de alimentos, medicina y cosméticos, sino también en el campo agrícola. VARIA et al. [60] utilizado espirulina extracto rico en ficocianina como un bioestimulante para el cultivo hidropónico de lechuga. El ciclo de crecimiento de la lechuga se acortó en 6 d, y el rendimiento se incrementó en 12,5%. Estos datos muestran que se espera que el polvo de ficocianina se convierta en un bioestimulante económico y ambientalmente amigable para el crecimiento y desarrollo de cultivos.

5 conclusión y perspectivas

As a natural pigment protein with important biological activity and application value, the continuous development of the extraction and purification process of phycocyanin powder provides a guarantee for its application in the fields of food, medicine and cosmetics. Through the research and comparison of various extraction methods and purification techniques, it is found that although physical extraction is simple to operate, the extraction efficiency is low; chemical methods can improve the extraction rate, but may affect the protein structure and activity; biological methods are environmentally friendly and gentle, but the cost is high. In terms of purification, chromatography has become the mainstream method due to its high efficiency and selectivity, but it also needs to be combined with other techniques to further improve purity and recovery. The appropriate extraction and purification method needs to be selected based on múltiplesfactors such as the characteristics of the raw material, the target purity, and the cost.

Se espera que la tecnología de extracción y purificación de ficocianina logre avances en los siguientes aspectos: en la actualidad, las algas seleccionadas para ficocianina son relativamente simples, y el proceso de extracción y purificación de ficocianina adecuado para otras algas se puede explorar en el futuro; Se puede desarrollar un método más eficiente, verde y de bajo costo para romper paredes celulares, y se puede utilizar un nuevo proceso combinado de extracción y purificación de ficobiliproteínas para lograr un efecto de purificación más eficiente y de alta pureza, reduciendo al mismo tiempo los costos operativos.

In addition, with in-depth research on the biological activity and function of phycocyanin, their aplicacionesin the fields of medicine, food, and cosmetics will continue to expand. Some of the deficiencies of phycocyanin need to be improved, for example: the poor photothermal and chemical stability of phycocyanin limits their development as photosensitizers and fluorescent probes; phycocyanin will undergo depolymerization in aqueous solutions over time, resulting in color deviations in the product.

How to obtain high-purity, highly stable and diverse phycocyanin economically and greenly will be the focus of future research. It is believed that through continuous research and innovation, stronger support will be provided for the large-scale production and application of phycobiliproteins, bringing greater economic and social benefits to related industries.

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