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japonaisComment extraire la phycocyanine de la spiruline?
LA Aaphycocyanine (PC) est un type de phycobiliprotéine, formée par la combinaisSur lede la phycocyanine bleue (phycoerythrine) Et etde la protéine soluble. La phycocyanine (phycoerythrine) est un type de protéine photosynthétique accessoire que l’Sur letrouve dans les cyanobactéries, les algues rouges, les cryptophytes Et etles dinoflagellés. L’inventiSur leconcerne une protéine porteuse Et etun groupe auxiliaire chromophore (composé de tétrapyrrole prolongé linéairement, voir Figure 1) pour former une protéine complexe.
La protéine porteuse Et etle chromophore sont liés par une liaisSur lesulfurée. Chaque molécule de phycobiliprotéine contient deux chaînes peptidique, α Et etβ, Et etchaque chaîne peptidique contient un ou plusieurs chromophores liés par covalence [1-2]. La molécule de phycobiliprotéine contient trois chromophores, qui sont attachés aux positions α-84, β-84 Et etβ-155. Le poids moléculaire de la phycobiliprotéine est de 44 kDa, le point isoélectrique (pI) est de 4,3, Et etla longueur d’onde d’absorptiSur lemaximale est de 620 nm. La pureté de la phycocyanine est souvent exprimée en A620 nm/A280 nm, Et etla phycocyanine est divisée en trois types selSur lela pureté (P): catégoriealimentaire (P> 0,7), grade réactif (0,7 <P< 3,9), Et etgrade analytique (P> 4,0) [3].
La phycocyanine est instable à la lumière Et età la chaleur. Après 10 jours d’entreposage à température ambiante sous lumière, le taux de rétention du pigment dans une solution aqueuse de phycocyanine à 100 mg/L n’était que de 19,34 %. Après 10 jours d’entreposage à 40 °C dans l’obscurité, le taux de rétention du pigment n’était que de 24,89% [4]. Il est thermiquement stable au-dessous de 50 °C, mais sa stabilité thermique diminue considérablement lorsque la température atteint ou dépasse 60 °C. Le temps de travailLorsque la température atteint 70 °C, la solution de phycocyanine devient immédiatement incolore et un précipité floculant gris bleuâtre apparaît [5]. La phycocyanine est sensible au pH. aux pH 3 et 5, la solubilité de la phycocyanine est relativement faible. À pH 5 à 9, il peut mieux inhiber l’oxydation des lipides, mais la stabilité émulsifiante de la phycocyanine est meilleure à pH 3 et pH 11[6].
phycocyanineA des activités fonctionnelles telles que l’amélioration anti-tumorale, anti-oxydation, anti-inflammation et d’immunité. La phycocyanine peut inhiber la migration in vitro des cellules LTEP-a-2 du cancer du poumon en régulant les gènes de l’apoptose [7]. Il peut renforcer l’effet thérapeutique du cancer du côlon radioactif en inhibant l’expression de COX-2 [8]. Il peut augmenter significativement l’activité de l’enzyme SOD dans le plasma et le foie de souris après le rayonnement, augmenter l’activité de GSH-PX, réduire la teneur en espèces réactives d’oxygène (ROS) dans le tissu du foie, et réduire les dommages oxydatifs causés par le rayonnement au corps [9]. En outre, les parties protéique et chromophore de la phycocyanine peuvent exercer des effets antioxydants par différentes voies [10]. La phycocyanine peut soulager la pneumonie induite par les rayons x par la voie de signalisation TLR-MyD88-NF-κB [11], favoriser la prolifération des lymphocytes de la rate chez la souris et améliorer l’activité immunitaire [12]. La phycocyanine peut également inhiber la transformation des ostéoblastes en ostéoclastes et ostéoclastes spécifiques [13]. La phycocyanine est largement utilisée comme colorantnaturel dans les cosmétiques, les boissons, la crème glacée, la gomme à mâcher et les produits laitiers [14]. En tant qu’ingrédient fonctionnel, il a attiré l’attention de l’industrie.
La phycocyanine peut représenter jusqu’à 20% du poids sec de La spirulineplatensis[3,15], ce qui est significativement plus élevé que les 6% de cyanobactérie du lac Chaohu [16] [traduction]et les 7% d’arthrospira maxima [17]. Le succès de la culture intensive de La spirulineplatensisen a fait la matière première préférée pour la La productionindustrielle de phycocyanine. L’extractionà grande échelle, la La purificationet la stabilisation de la phycocyanine ont toujours été au centre du traitement en profondeur de la spiruline. Cet article passe en revue les progrès de la recherche dans l’extraction, la purification et la préparation de la phycocyanine dans la spiruline au cours des cinq dernières années, en vue de fournir une compréhension systématique du développement en profondeur et de l’applicationde la phycocyanine.
1 progrès de la recherche dans l’extractionde la phycocyanine
Le conseil des ministresLa teneur en phycocyanine est étroitement liée aux Conditions généralesde culture et à la technologie de traitement de la spiruline....... La teneur en phycocyanine de la spiruline obtenue à partir de différentes sources d’azote dans le milieu de culture est différente [18], et la teneur en phycocyanine de la spiruline irradiée à la lumière rouge est 42% plus élevée que celle de la spiruline irradiée à la lumière bleue [19]. La spiruline cultivée au printemps et en été a une teneur en phycocyanine plus élevée que la spiruline cultivée en automne [20]. La spiruline est généralement séchée de plusieurs façons: séchage à froid, séchage au soleil, séchage au four, séchage au micro-ondes, séchage sous vide, lyophilisation et séchage par pulvérisation. Les méthodes de séchage qui aident à stabiliser la phycocyanine sont la lyophilisation, le séchage à froid et le séchage par pulvérisation. D’autres méthodes de séchage entraînent une perte de phycocyanine allant de 40% à 80% [21]. Les phycobiliprotéines sont des protéines intracellulaires, et l’effet d’extractionest lié à la méthode de rupture de la paroi cellulaire et aux paramètres du processus d’extraction.
1.1 méthodes de rupture de la paroi cellulaire
Les méthodes mécaniques courantes comprennent le gonflement, la congélation et la décongélation répétées, la rupture cellulaire assistée par ultrasons, l’homogénéisation à haute pression, le broyage des tissus, etc.; Il existe également des méthodes chimiques avec solvant et des méthodes enzymatiques biologiques. Des champs électriques pulsés et des méthodes de chauffage par résistance ont également été utilisés ces dernières années pour extraire la phycocyanine par perturbation cellulaire. En pratique, plusieurs méthodes de rupture cellulaire peuvent être combinées pour obtenir l’effet désiré.
1.1.1 méthode de gonflement
La poudre sèche de spiruline est imbibée dans une solution aqueuse. En raison de la différence de pression osmotique à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule, l’eau pénètre dans la cellule, éclate la paroi cellulaire et la phycobiliprotéine est libérée. La méthode de gonflement nécessite un équipement simple et est facile à utiliser. L’inconvénient est que cela prend beaucoup de temps. Yu Jianfeng et Al., et al.[22] [en]ont ajouté de la poudre sèche de spiruline à une solution tampon de phosphate avec un pH de 7,0 et l’ont laissé gonfler pendant 6 h. Le rendement en phycocyanine était de 8,08 %. Mon MARIet Al., et al.[23] [en]ont trempé de la poudre de spiruline séchée (rapport liquide/poudre = 1:250, m:V) dans de l’eau désionisée et une solution tampon de phosphate (pH 7,0), et ont mesuré la teneur moyenne en phycocyanine de la poudre de spiruline à 151,80 mg/g.
1.1.2 méthode répétée de congélation et de décongélation
L’utilisation d’un environnement de congélation à basse température pour congeler une suspension de spiruline, suivie par la décongélation à température ambiante, peut être répétée plusieurs fois pour obtenir l’effet de la perturbation cellulaire. Les cellules sont cassées et des phycobiliprotéines sont libérées. La méthode de congélation et de décongélation répétée est facile à mettre en œuvre, mais l’inconvénient est que la La productionà grande échelle prend beaucoup de temps et est difficile à réaliser. Yang Ying [24] [traduction]a dispersé la poudre de spiruline dans un tampon de phosphate de 0,01 mol/L (pH 7,0), répété le processus de gel et de dégel 3 fois, et la pureté de l’extrait brut de phycocyanine était de 0,97.
1.1.3 méthode de rupture de la paroi cellulaire assistée par ultrasons
La principale méthode consiste à utiliser l’effet de cavitation de la transmission ultrasonique pour générer une force de cisaillement et des ondes de choc, qui perturbent complètement la paroi cellulaire et libèrent des protéines intracellulaires. La méthode ultrasonique de rupture de la paroi cellulaire présente les avantages d’un cycle expérimental court et d’un taux élevé d’écrasement cellulaire. Cependant, l’inconvénient est que la consommation d’énergie de la production d’usine est élevée, et la chaleur produite pendant le processus de rupture de la paroi cellulaire ultrasonique provoque la température du matériel à augmenter, Ce qui peut facilement causer la dénaturation des protéines. Mon - sunEt al.[25] [traduction]ont utilisé des ultrasons de 20 kHz pendant 60 secondes, avec des intervalles de 60 secondes, à 4 ℃ pendant 20 minutes pour traiter la solution en poudre de spiruline (rapport liquide-solide 1:100, m:V), en obtenant un extrait brut de phycocyanine à une concentration de 0,73 mg/mL.
1.1.4 homogénéisation à haute pression
Lorsque le matériau de l’homogénéisateur à haute pression passe à travers la vanne d’homogénéisation à haute pression, les phénomènes de cisaillement et d’impact à grande vitesse générés pendant le processus de pressurisation et de décompression soudaine provoquent des matériaux expérimentaux liquide-liquide ou liquide-solide immiscibles pour former une émulsion extrêmement fine et uniforme. Mari et Al., et al.[23] ont utilisé une homogénéisation de pression de 1600 bars pour briser les parois cellulaires, et la teneur en phycobiliprotéines dans l’extrait brut était de (291,9 ± 6,7) mg/g.
1.1.5 méthode de cisaillement à grande vitesse
La forte force de cisaillement générée par la lame tournante à grande vitesse fait en sorte que le matériau cassé transfère entièrement les substances avec le milieu solvant pendant l’écoulement à grande vitesse, favorisant la dissolution des substances solubles. Shen Xiangyang et Al., et al.[15] [traduction]ont dispersé la spirulina platensisà 10 000 r/min et ont homogénéisé le mélange pendant 40 minutes en trois lots, Le rendement en phycocyanine était de 213,32 mg/g. La force mécanique générée par un moulin à colloïdes, un moulin à boulets, etc. est utilisée pour détruire la paroi cellulaire de la spiruline. POTT et Al., et al.[26] [en]ont utilisé des billes d’oxyde de zirconium pour broyer en continu une suspension fraîche de spiruline pendant 48 h, et 90% de la phycocyanine de spirulina platensis a été dissoute.
1.1.6 méthode de réactif chimique
Les réactifs chimiques [acide éthanesulfonique 2-(N-morpholino), chlorure de calcium, etc.] peuvent directement détruire la structure tissulaire de la paroi cellulaire, augmenter la perméabilité, et provoquer le flux de protéines hors de la cellule. L’échantillon traité contient moins d’impuretés cellulaires, mais l’introduction de réactifs chimiques ne favorise pas une purification ultérieure, et les réactifs chimiques sont susceptibles d’endommager la structure protéique. PUROHIT, T,etc. [27] [traduction]a traité la spiruline avec un tampon d’acide éthanesulfonique 2-(N-morpholino), et la pureté de la phycobiliprotéine dans l’extrait brut était de 0,64. KHAZJe,etc. [18] [traduction]a utilisé une solution de chlorure de calcium à 1,5% pour tremper la spiruline pendant 12 h, et la pureté de la phycobiliprotéine a atteint 1,18.
1.1.7 méthode enzymatique biologique
La paroi cellulaire est traitée avec une enzyme biologique pour favoriser la dissolution des substances intracellulaires. «TAVANANDI»et Al., et al.[28] [traduction]ont traité la spiruline avec 1% de lysozyme, et la pureté de la phycocyanine était de 1,19. Le traitement enzymatique par ultrasons (0,6% de lysozyme, température 37 °C ± 2 °C) est plus efficace que l’utilisation d’agents tensioactifs (Triton X-100, Tween 20, Tween 80) et d’enzymes seules. L’efficacité d’extractiondes phycobiliprotéines a atteint 92,73 mg/g, D’une pureté de 1,09. IZADI et Al., et al.[29] [en]ont traité une suspension en poudre de spiruline avec 100 μg/mL de lysozyme pendant 24 h, et la pureté de l’extrait brut de phycocyanine était de 0,70, et la concentration en protéines était de 0,23 mg/mL.
1.1.8 méthode du champ électrique par impulsion
L’exposition des cellules à un champ électrique pulsé provoque la formation d’une tension transmembranaire à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule. Cela cause des dommages à la membrane cellulaire, qui à son tour provoque la dissolution de la matière intracellulaire. AKABERIet Al., et al.[30] [en]ont utilisé un champ électrique pulsé (40 kV/cm, 1 μs) pour traiter la spiruline cultivée dans un tampon de pH 8 pour obtenir un extrait brut de phycobiliprotéine pureté de 0,51. AOUIR et Al., et al.[31] [en]ont utilisé un champ électrique pulsé et des ultrasons pour extraire les phycobiliprotéines. La pureté des phycobiliprotéines extraites par la méthode du champ électrique pulsé (P= 0,50) était supérieure à celle de la méthode ultrasonore (P= 0,44). La pureté des phycobiliprotéines dans l’extrait brut était inférieure à celle de l’extractiontraditionnelle, mais l’efficacité était plus élevée.
1.1.9 méthode de chauffage par résistance
Un champ électrique approprié est utilisé pour fournir une résistance à travers un matériau semi-conducteur, qui génère directement de la chaleur à l’intérieur du matériau, provoquant la membrane de devenir perturbée et de produire un motif polaire, qui finalement provoque l’écoulement des composants intracellulaires. PEDROet Al., et al.[32] [traduction]ont traité une solution en poudre de spiruline par chauffage par résistance à la température ambiante et ont mesuré que la teneur en phycocyanine en poudre de spiruline était de 45,54 ± 1,93 mg/g, ce qui est 51% plus élevé que celui obtenu en chauffant directement la solution de spiruline pour en extraire la phycocyanine.
Hou Zhaoquan et Al., et al.[33] [traduction]ont comparé la méthode de gel-dégel, la méthode par ultrasons utilisée seule et la combinaison de gel-dégel et d’ultrasons, et ont constaté que le taux d’extractionde la combinaison était 3,07% plus élevé que celui de la méthode par ultrasons utilisée seule. Yu Jianfeng et al. [22] ont comparé la méthode de gonflement, la méthode de cisaillement ultra-fin, la méthode ultrasonique, la méthode de congélation et de décongélation répétée, la méthode de cisaillement ultra-fin et la méthode de gonflement ultra-fin de cisaillement ultrasonique pour l’extractiondes phycobiliprotéines, et ont constaté que la méthode de cisaillement ultra-fin couplée au gonflement est appropriée pour l’extraction des phycobiliprotéines, et le taux d’extraction peut atteindre 9,22%. En général, plus la rupture cellulaire est complète, plus le taux de dissolution des phycobiliprotéines est élevé, mais la dissolution des polyLes saccharidesde gaine cellulaire spiruline et autres rend la séparation et la purification ultérieures des phycobiliprotéines plus difficiles.
1.2 procédé d’extraction
1.2.1 solvant d’extraction
Pang Xiaoyu [34] [traduction]a utilisé la méthode de gel et de dégel pour comparer l’effet du tampon d’acolectin-chaps (AC) à 0,3 % (m:V) (pH 6,7), du tampon de phosphate à 0,1 mol/L (pH 7,0) et du tampon de Tris-HCl à 0,1 mol/L (pH 7,0) sur l’extraction des phycobiliprotéines. Lorsque le tampon AC était le plus efficace, le tampon phosphate était le deuxième, et le tampon Tris-HCl était le moins efficace. KHAZIet al. [18] ont utilisé une solution de chlorure de calcium à 1,5 % pour extraire les phycobiliprotéines, et la pureté de l’extrait brut de phycobiliprotéines était de 1,18.
1.2.2 rapport liquide/matière
Wanida et al. [35] [traduction]ont comparé les expériences d’extraction de phycobiliprotéines à trois rapports liquides/matières différents de 0,06, 0,04 et 0,02 g/mL. Les concentrations de phycobiliprotéines dans les extraits bruts étaient respectivement de 6,64, 4,18et 2,19 mg/mL. Liu Yuhuan et al. [36] [traduction]ont extrait dans les conditions d’un tampon phosphate-acide citrique à pH 7,0 et 30 °C pendant 1,5 h, et ont comparé les concentrations de la solution de spiruline à plusieurs rapports liquide-matière de 1:20 à 1:60 (m:V). Conditions de 30 ℃, Extrait pour 1,5 h, Comparé au rapport de solution matérielle de 1:20~1:60 (m:V) plusieurs concentrations de solution de spiruline ont trouvé que, Lorsque le rapport solution matériau est supérieur à 1:50 (m:V), La quantité de phycobiliprotéine (A618 nm) n’augmente pas de manière significative. Un rapport liquide/matière plus élevé entraîne une concentration plus élevée de phycobiliprotéines dans l’extrait brut, mais le rendement de phycobiliprotéines diminue. Un rapport liquide/matière plus faible entraîne une dissolution plus complète des protéines et un rendement plus élevé de phycobiliprotéines, mais la concentration en protéines et le travail de purification subséquent augmentent.
1.2.3 résistance aux ions
L let al. [37] [traduction]ont constaté que la force ionique du NaCl est supérieure à 5 g/L pour réduire plus efficacement la chlorophylle extraite en même temps. POTT et al. [26] ont comparé l’effet de 0,1 à 0,8 mol/L de solution de chlorure de calcium sur l’extraction des phycobiliprotéines et ont constaté que 0,5 mol/L de chlorure de calcium et 0,35 mol/L de tampon d’acétate à pH 6,0 donnaient les meilleurs résultats.
1.2.4 pH
L’étÀ propos dede polymérisation (monomère, trimer, hexamer ou d’autres oligomères) des phycobiliprotéines est lié au pH. À pH 7,0, 82% des phycobiliprotéines existent sous forme de trimer [38]. Shen Xiangyang et al. [15] ont comparé les effets de différents systèmes tampons de pH (5,0-9,0) sur l’extraction des phycobiliprotéines et ont constaté que le rendement en phycobiliprotéines à pH 7,0 peut atteindre 157,75 mg/g.
1.2.5 température
On sait que les protéines sont sensibles à la température.
2 Progrès de la recherche dans la purification des phycobiliprotéines
Les extraits bruts de spiruline contiennent une large gamme de composants, y compris des polysaccharides, des protéines, des sels minéraux et d’autres composants fonctionnels (chlorophylle, carotène, vitamines, acide γ-linolénique, etc.). Les phycobiliprotéines des extraits bruts doivent être purifiées avec un certain degré de pureté pour répondre à différents besoins. Les méthodes courantes de purification des phycobiliprotéines comprennent la précipitation par salaison, la filtration sur membrane, l’extraction en deux phases, l’électrophorèse à flux libre, la chromatographie sur colonne, etc. L’utilisation combinée de plusieurs méthodes de purification permet d’obtenir des phycobiliprotéines de grande pureté.
2.1 méthode de précipitation par salage
Une solution de sulfate d’ammonium à faible concentration (saturation inférieure à 25%) peut précipiter des impuretés telles que les acides nucléiques, la chlorophylle et certaines protéines diverses, tandis qu’une solution de sulfate d’ammonium à forte concentration (saturation supérieure à 40%) peut précipiter des phycobiliprotéines. Les deux méthodes peuvent être utilisées pour précipiter les phycobiliprotéines en une seule étape. Zhu Xiaochen [40] [traduction]a utilisé une solution de sulfate d’ammonium saturé à 40% pour le salage en une étape pour augmenter la pureté de l’extrait brut de phycobiliprotéine de 0,56 à 1,08. La phycobiliprotéine peut également être purifiée en utilisant une solution de sulfate d’ammonium à faible concentration et une solution de sulfate d’ammonium à forte concentration en plusieurs étapes. Dans la première étape, certaines des impuretés de l’extrait brut sont éliminées, et dans la deuxième étape, la phycobiliprotéine est collectée. Xu Run [41] [traduction]a utilisé 10%/40% de sulfate d’ammonium saturé pour augmenter la pureté de la phycobiliprotéine de 0,59 à 1,62. Shen Xiangyang [42] [traduction]a utilisé 20%/50% de sulfate d’ammonium saturé pour augmenter la pureté de la phycobiliprotéine de 0,3 à 2,3 en deux étapes.
Lors de la purification des phycobiliprotéines avec du sulfate d’ammonium, le sulfate d’ammonium introduit dans la solution de phycobiliprotéine provoque des problèmes lors du traitement ultérieur.
2.2 filtration sur Membrane
Le procédé de filtration sur membrane a été utilisé à grande échelle dans des domaines tels que le traitement de l’eau, les extraits de plantes et la transformation des aliments. Des phycobiliprotéines de qualité alimentaire ou supérieure peuvent être obtenues en utilisant la filtration membranaire.
Garcemon emon emon emon pez et al. [20] [en]ont utilisé une membrane de microfiltration de 0,2 μm pour filtrer l’extrait brut de phycobiliprotéine, puis ont utilisé une membrane d’ultrafiltration de 10 kDa pour le filtrer. La pureté de la phycocyanine est passée de 2,65 à 3,72. Qin Song et al. [43] [traduction]ont utilisé des membranes d’ultrafiltration de 300~200 kD et de 100~50 kD pour purifier le concentré de phycocyanine de manière progressive, et la pureté était > 1,0.
2.3 méthode d’extraction au solvant en deux phases
Qi Qinghua et al. [44] [traduction]ont préparé une suspension en poudre de spiruline et ont utilisé une méthode de gel et de dégel répétée pour briser la paroi cellulaire et ajouter un solvant à deux phases (PEG 2000 sulfate de magnésium) pour l’extraction. La pureté de la phycocyanine a été augmentée de 0,78 à 2,64.
Zhu Xiaochen [40] a purifié la phycobiliprotéine par salaison en une étape avec du sulfate d’ammonium, puis a extrait avec une double phase aqueuse de PEG 4000-phosphate. La pureté de la phycobiliprotéine a été augmentée de 1,08 à 3,47.
La méthode d’extraction en deux phases peut efficacement séparer les phycobiliprotéines des impuretés, mais le coût du matériau en deux phases limite son application dans la production industrielle. En outre, les impuretés nouvellement introduites dans les phycobiliprotéines rendent la séparation ultérieure difficile.
2.4 électrophorèse à écoulement libre
Yang Ying [24] a utilisé la précipitation au sulfate d’ammonium en deux étapes pour précipitation de l’extrait brut de phycobiliprotéine, puis a utilisé l’électrophorèse à flux libre (température 14 °C, tension 500 V, débit de l’échantillon 200 μL/min) pour purifier la phycobiliprotéine, et la pureté de la phycobiliprotéine a été augmenté de 2,19 à 4,60.
2.5 chromatographie sur colonne
Shen Xiangyang [42] a utilisé une précipitation de sulfate d’ammonium en deux étapes pour purifier une solution de phycobiliprotéine à 2,3 %, puis a purifié la phycobiliprotéine à l’aide d’une chromatographie à échange d’anions faibles sur DEAE Tanrose FF,atteignant une pureté maximale de 4,0 %.
Shao Mingfei [45] [traduction]a ajouté 1,25 mol/L de sulfate d’ammonium à l’extrait brut de phycocyanine pour le saler, puis a utilisé la chromatographie en une étape de la macroprep méthy1 HIC (méthacrylamide ester hydrophobe column chromatography) pour augmenter la pureté de la phycocyanine de 0,506 à 4,017.
Zhang Xiaomeng et al. [46] [traduction]ont utilisé une combinaison de charbon actif en poudre et de chromatographie sur colonne d’hydroxyapatite pour augmenter la pureté de la phycobiliprotéine de 0,77 à 4,51 en utilisant 1,0 mg/mL d’extrait brut de phycobiliprotéine.
Le procédé de chromatographie sur colonne a une faible capacité et une faible efficacité, et la technologie de régénération verte de la résine fait face à des défis, ce qui la rend adaptée à la production de phycobiliprotéines de haute pureté.
2.6 une combinaison de plusieurs méthodes
PUROHIT, etc. [27] a utilisé un tampon contenant de l’acide 2-morpholineéthanesulfonique pour gonfler la spiruline fraîche. Après dialyse de l’extrait brut, la pureté des phycobiliprotéines est passée de 0,64 à 1,34, et la pureté atteint 6,17 après chromatographie sur colonne DEAE.
Zhang Fayu [16] a utilisé la congélation et la décongélation répétées avec 1,0 et 1,8 mol/L de sulfate d’ammonium en deux étapes pour augmenter la pureté de l’extrait brut de phycobiliprotéine de 0,40 à 1,69. Après la salaison en deux étapes, la solution de phycobiliprotéine a été extraite avec une phase aqueuos de PEG/(NH4)2SO4, la pureté de la phycobiliprotéine a augmenté de 1,69 à 2,62; La solution de phycobiliprotéine en deux étapes extraite par le sel a été successivement passée à travers une colonne Cellufine A-500 et Eh bien,A,A,A,A,et la pureté de la phycobiliprotéine a pu atteindre 4,59.
3. Progrès de la recherche dans la stabilisation de la phycocyanine
La phycocyanine est disponible en phycocyanine liquide, en poudre de phycocyanine, en comprimés de phycocyanine, en microcapsules de phycocyanine et autres préparations. Le maintien de l’activité physiologique de la phycocyanine est étroitement lié à son état d’existence. Actuellement, les méthodes pour améliorer la stabilité physique et chimique de la phycocyanine comprennent l’ajustement du pH, l’ajout de stabilisants ou de conservateurs, et la préparation de microcapsules ou de nanoparticules de phycocyanine.
3.1 ajustement du pH
Qi Qinghua et al. [44] ont constaté qu’une solution de phycocyanine pure à 0,78% est plus stable lorsqu’elle est entreposé à de basses températures, la stabilité diminuant rapidement après >40 °C. La stabilité est meilleure à pH 4-7, avec la meilleure stabilité à pH 5. L’absorbance de la phycocyanine ne change pas après avoir été stockée dans l’obscurité pendant 7 h.
3.2 ajout de stabilisants ou de conservateurs
Xu Run et al. [47] [traduction]ont constaté que lorsque la solution de phloroglucinol était entreposée dans des conditions neutres à moins de 40 °C dans l’obscurité, et que du glucose, du chlorure de sodium et du sorbate de potassium étaient ajoutés, puis laissés pendant 72 h, le taux de conservation du phloroglucinol augmentait respectivement de 53,4 %, 31,7 % et 35,7 %.
WANIDA et al. [39] ont comparé deux solutions: l’une contenant 1 mg/mL de phycobiliprotéine dans de l’acide citrique à 0,4% et l’autre sans acide citrique. Après une mise à 80 °C pendant 1 h, la concentration en phycobiliprotéines dans la solution avec de l’acide citrique est passée de 65 à 19%, Et la concentration de la solution sans acide citrique a diminué de 51% à 11%.
faïtaet al. [48] [traduction]ont étudié l’effet du sucre sur la stabilité de la cyanine par spectrophotométrie et dichroisme circulaire, et ont constaté qu’avec l’allongement du temps de stockage, la couleur de la solution de cyanine perdait graduellement et la structure devenait instable. La solution de cyanine additionnée de saccharose était plus stable, La protéine algine est plus stable dans une solution de saccharose à 70% que dans des solutions de saccharose à 20% et 40% lorsqu’elle est conservée à 65 °C pendant 1 h.
3.3 Microencapsulation
SCHMATZ et al. [49] [traduction]ont utilisé l’électropulvérisation pour produire des microcapsules de phycocyanine, qui protègent l’activité de la phycocyanine. Les particules ultrafines PC-PVC (phycocyanine - alcool polyvinylique) produites ont augmenté la température de tolérance de la phycocyanine à 216 °C, tandis que le taux de prélèvement de la DPPH a diminué de 27% pour la phycocyanine à 9,2 % pour les microcapsules.
faïtaet al. [50] [traduction]ont utilisé de la poudre pure mélangée de tréhalose/tréhalose et de maltodextrine, de la phycocyanine (teneur de 0,5 %) pour produire des microcapsules de phycocyanine par lyophilisation et pulvérisation. Il a été constaté que les microcapsules préparées par lyophilisation avaient une teneur en phycocyanine de 89%, tandis que le séchage par pulvérisation avait une teneur en phycocyanine de 77%. Plus il y avait de trehalose, meilleure était la protection de la phycocyanine. Lorsque les microcapsules de phycocyanine ont été placées à 80 °C pendant 1 h, la teneur en phycocyanine des microcapsules lyophilisées a diminué à 64% de la valeur initiale, tandis que la teneur en phycocyanine des microcapsules séchées par pulvérisation a diminué à 90% de la valeur initiale.
GUSTININGTYAL let al. [51] [traduction]ont utilisé des nanoparticules solubles de chitosan pour préparer des microcapsules de phycocyanine. Lorsque le rapport massique du chitosan à la phycocyanine était de 1:0,75, les microcapsules de phycocyanine pouvaient être conservées à 50 °C pendant 90 minutes et l’absorption de la lumière à 620 nm demeurait pratiquement inchangée.
3.4 modification chimique
MUNAWAROH et al. [52] [traduction]ont modifié les phycobiliprotéines avec du formaldéhyde. La longueur d’onde maximale d’absorption du complexe phycobiliprotéine-formaldéhyde a été déplacée à 611 nm. Après avoir été exposé à la lumière jaune pendant 5 heures, l’absorption lumineuse du complexe phycobiliprotéine-formaldéhyde à 612 nm a diminué de 3,95 %, et l’absorption lumineuse de la phycobiliprotéine à 620 nm a diminué de 5,71 %. La phycocyanine modifiée au formaldéhyde est plus stable que la phycocyanine non modifiée; Cependant, il n’est pas stable sous lumière blanche ou UV-A (320-400 nm).
Ou et al. [53] [traduction]phycocyanine modifiée avec le polyéthylèneglycol (PEG). Lorsque le rapport molaire de PEG à la phycocyanine était de 5, Le taux de modification de la phycocyanine était de 55%. Dans une expérience simulée sur des rats, les demi-vies du PEG-PC et du PC étaient respectivement de (1366±55) min et de (817±42) min.
En général, la phycocyanine en poudre est plus stable que la phycocyanine liquide, et la phycocyanine microencapsulée et chimiquement modifiée est encore plus stable. Actuellement, la phycocyanine comprend généralement deux formes posologiques: la phycocyanine liquide et la phycocyanine en poudre. La phycocyanine en poudre est généralement produite par séchage par pulvérisation ou par lyophilisation. Les principaux excipients du produit sont le trehalose, le glucose et la maltodextrine.
4 Conclusion
Au cours des dernières années, certains progrès ont été réalisés dans l’extraction et la séparation de la phycocyanine, mais certains problèmes subsistent, tels qu’une faible efficacité de production et une consommation d’énergie élevée. La recherche et le développement sont encore nécessaires pour une technologie efficace pour briser les parois de la spiruline et une technologie spécifique de purification de la phycocyanine. La nature instable de la phycocyanine elle-même limite son application dans les industries en aval dans une certaine mesure. La technologie pour stabiliser et maintenir l’activité de la phycocyanine est toujours axée sur la stabilité des ingrédients de la phycocyanine. La stabilité des ingrédients de la phycocyanine après stabilisation dans les applications alimentaires doit encore être étudiée en profondeur afin de développer le traitement en profondeur et l’application de la phycocyanine.
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