Qu’est-ce que la phycocyanine colorante alimentaire naturelle?

La spiruline est une plante aquatique à haute valeur nutritionnelle et de biodisponibilité, qui est couramment utilisée dans l’alimentation animale [1] et les cosmétiques [2], et ses protéines de haute qualité et ses pigments naturels ont attiré beaucoup d’attention dans l’industrie alimentaire [3-4]. Les protéines biliaires de la spiruline sont principalement classées en phycocyanine, albumine et phycocyanine selon leur spectre d’absorption. Parmi elles, la phycocyanine (PC), également connue sous le nom de phycocyanine, est une protéine végétale soluble dans l’eau [5], qui peut être classée en c-phycocyanine (obtenue à partir de cyanobactéries), r-phycocyanine (obtenue à partir d’algues rouges), et R-phycocyaninII (obtenue à partir de coques symbiotiques) selon ses sources[6].

La couleur bleue de la phycocyanine est due au chromophore de tétrapyrrole attaché à la partie protéique par la liaison thioether. Actuellement, on pense que la phycocyanine contient deux chaînes polypeptides relativement homologues α et β, qui sont reliées à trois chromophores situés dans la sous-unité α de Cys84, et dans la sous-unité β de Cys84, Cys155, respectivement, et les sous-unités α et β sont formées en une seule unité (αβ) par l’interaction entre les molécules. La forme d’agrégation des sous-unités est affectée par l’environnement, et la plupart d’entre elles sont des monomères, des trimers et des hexamers [7-8].

La phycocyanine est un extrait de plante hautement nutritifAvec les propriétés des protéines, qui peuvent être utilisées comme pigment naturel dans les aliments, les cosmétiques, etc. Pendant ce temps, en raison de ses propriétés fluorescentes, il peut être transformé en réactifs fluorescents, sondes, substances traceurs, etc., et a été utilisé dans les domaines de la médecine clinique, l’immunologie et la biologie. Des études récentes ont également montré que la phycocyanine possède des activités fonctionnelles antioxydantes, antitumorale, bactériostatique et autres, et peut être utilisée comme ingrédient pharmaceutique dans les soins de santé, mais aussi un photosensibilisant idéal sans effets secondaires toxiques [9-11]. Par conséquent, la protéine bleue algale est d’une grande importance en tant que pigment naturel ou ingrédient actif fonctionnel. Dans cet article, un examen complet de ses méthodes d’extraction, de purification, de stabilité et d’enrichissement, ainsi que de son activité physiologique est présenté.

1 Extraction De phycocyanine

Il n’existe pas de méthode d’extraction normalisée pour la protéine bleue d’algues, et les méthodes couramment utilisées au pays et à l’étranger comprennent la congélation, le broyage par ultrasons, la lyse et la méthode de réactif chimique. HADIYANTO et al.[13] ont utilisé le taux d’extraction et l’activité antioxydante (ce50) comme variables de réponse et ont optimisé la surface de réponse de la fréquence, du temps et de la température des ultrasons. Les résultats ont montré que les ondes ultrasoniques pourraient augmenter significativement le taux d’extraction de la phycocyanine de microalgues, et les conditions optimales étaient 52,5 ℃ température d’extraction, 42 kHz fréquence ultrasonique pendant 42 min, le rendement pourrait atteindre 15,7%, et la ce50 était 85,78 mg/mL.

Zhang Jing et al.[14] ont utilisé des cyanobactéries du lac Taihu comme objet de recherche et ont comparé les effets d’extraction des méthodes répétées de gel et de dégel, de la méthode ultrasonique, de la méthode de dissolution et de la méthode de l’acétone en prenant comme indices les pics d’absorption caractéristiques et la concentration de la protéine bleue d’algues, et ont constaté que l’effet d’extraction des quatre méthodes pouvait obtenir des protéines bleues d’algues à des degrés divers. Avec la plus grande quantité de protéines bleues d’algues extraites par la méthode de congélation répétée, la plus faible quantité de protéines bleues d’algues extraites par la méthode ultrasonique et les coefficients de variation de la concentration des valeurs correspondantes des deux méthodes étaient < 0,6, ce qui a fait la comparaison a trouvé que la méthode de congélation répétée était la méthode optimale.

Le coefficient de variation des deux méthodes était de < 0,6, et la méthode de congélation et de décongélation répétée s’est avérée la méthode optimale. Pang et al. [15] ont également comparé les types de tampon dans la méthode de congélation et de décongélation répétée avec de l’azote liquide, et ont utilisé un tampon Asolctin-CHAPS (AC), un tampon phosphate et un tampon triméthylolpropane-acide chlorhydrique pour l’extraction des protéines cyanobactérielles, et l’efficacité d’extraction du tampon AC et du tampon phosphate était plus importante, et même si le tampon AC avait l’efficacité d’extraction la plus élevée, il était coûteux et compliqué à préparer. Bien que le tampon AC ait la plus grande efficacité d’extraction, il est coûteux et compliqué à préparer, donc tampon de phosphate est plus approprié pour l’extraction d’alginate.

De plus, il existe également des études sur la combinaison de deux méthodes ou plus. Hou Zhaoqian et al. [16] ont effectué des tests d’optimisation distincts pour les méthodes de gel et d’échographie, selon lesquels le gel et l’échographie ont été utilisés pour aider à l’extraction des protéines bleues d’algues, et il a été constaté que le taux d’extraction était significativement plus élevé que celui des deux méthodes utilisées seules.

Yu Jianfeng et al.[17] ont utilisé la méthode de gonflement, la méthode de cisaillement ultrafine, la méthode ultrasonique, la congélation répétée et la méthode de dégel et la méthode de cisaillement ultrafine, la méthode de cisaillement ultrafine ultrasonique pour détruire les cellules de spiruline, et le rendement le plus élevé était de 8,9%, 7,4%, 8,0%, 8,3%, 9,2%, 8,9%, et combiné avec les conditions de fonctionnement, a finalement choisi de dissoudre la méthode de cisaillement ultrafine et le temps de 12 h de gonflement, le temps de cisaillement ultrafine de 5 min peut obtenir le meilleur effet de rupture. Le meilleur effet de rupture des parois a été obtenu par 5 min de cisaillement ultrafin. Hu Shuangfei [18] a utilisé deux méthodes pour extraire les protéines de la spiruline bile: la gel-dégel répétée et l’homogénéisation ultrasonique, et l’extraction sous-critique couplée par ultrasons de l’eau, et a optimisé la surface de réponse de la température, de la puissance ultrasonique et du temps, et a constaté que le taux d’extraction des protéines de la première méthode était de 45,76 %, et l’extraction sous-critique couplée par ultrasons optimisée des protéines de la spiruline bile était aussi élevé que 74,02 %.

2 méthodes de Purification De phycocyanine

L’alginate peut être classé dans la catégorie alimentaire, la catégorie pharmaceutique et la catégorie analytique selon sa pureté, et les méthodes de purification couramment utilisées au pays et à l’étranger comprennent la précipitation de sulfate d’ammonium, la précipitation de point isoélectrique, la salinisation par gradient, la chromatographie de colonne échangeuse d’ions, la chromatographie de colonne d’hydroxyapatite, l’adsorption de lit d’dilatation, l’extraction aqueuse à double phase, et une combinaison de diverses méthodes.

2.1 Purification de la phycocyanine par une seule Technique

Xu Run [19] a utilisé la précipitation graduée au sulfate d’ammonium et la précipitation ponctuelle isoélectrique pour purifier l’extrait brut de la protéine bleue d’algues, et a comparé sa pureté et sa récupération. La pureté et la récupération de la phycocyanine étaient positivement liées à la saturation en sulfate d’ammonium, et le sulfate d’ammonium saturé à 40% était le plus efficace, de sorte que la saturation en sulfate d’ammonium optimale pour la purification de la phycocyanine était de l’ordre de 30%~50%; Dans l’essai de la méthode de précipitation ponctuelle isoélectrique, la plus grande quantité de précipitation a été obtenue à un ph de 3,5, mais la pureté et la récupération étaient extrêmement faibles par rapport à celles de la méthode de précipitation au sulfate d’ammonium, et le changement d’acidité au cours de l’essai a été facile à dénaturer de la phycocyanine.

Cependant, comparativement à la méthode de précipitation du sulfate d’ammonium, la pureté et la récupération étaient très faibles et le changement d’acidité au cours de l’essai aurait facilement dénaturé l’alginate, de sorte que cette méthode n’était pas recommandée. Li Bing et al. [20] ont utilisé Spirulina obtusususus comme matière première pour optimiser l’extraction et la purification de la protéine bleue d’algues. Tout d’abord, du sulfate d’ammonium à 50% a été utilisé pour précipitation de l’extrait de protéine brute, et la pureté de l’extrait pourrait atteindre 2,56 après chromatographie sur colonne d’hydroxyapatite (HA), puis la fraction de protéine bleue d’algues obtenue pourrait être purifiée par chromatographie sur gel sur colonne de Sephacryl HR-200, puis par chromatographie sur colonne d’ha. Un seul pic d’élution de la phycocyanine A été obtenu, et la pureté atteignait 4,71 à ce moment-là.

Yu Shukun et al.[21] avaient pour but de simplifier les étapes de purification de l’alginate de qualité réactif, premièrement, une méthode de précipitation de sulfate d’ammonium en deux étapes avec 30% et 50% de saturation a été utilisée pour la précipitation, puis la dialyse avec 0,01 mol/L tampon de phosphate, puis dans la deuxième étape, la solution bleue d’alginate dialysé a été ajoutée à une colonne d’ha pour effectuer une élution par gradient, puis dans la troisième étape, Le pic présentant la plus grande pureté et teneur en protéine alginate a été concentré puis purifié une deuxième fois sur une colonne de chromatographie DEAE-Sephadex-A-25. Dans la troisième étape, les pics présentant la plus grande pureté et teneur en alginate ont été concentrés et purifiés sur une colonne de chromatographie DEAE-Sephadex-A-25.

La pureté et le taux d’extraction de la phycocyanine à chaque étape étaient respectivement de 0,87 et 23,6 %, 2,1 et 49,3 %, 5,4 et 63,1 %, ce qui indique que les étapes ci-dessus ont permis d’obtenir de la phycocyanine de qualité réactif, et ont donné des orientations théoriques pour des recherches ultérieures sur le procédé d’épuration convenant à la production industrielle. NASCIMENTO et al.[22] ont mélangé du poly(éthylène glycol) avec du phosphate de potassium, du sulfate d’ammonium et du citrate de sodium à différents rapports massiques, puis ont été soumis à un processus d’hydratation par bishydratation.

NASCIMENTO et al.[22] ont mélangé du polyéthanol avec du phosphate de potassium, du sulfate d’ammonium et du citrate de sodium dans différents rapports massiques et ont procédé à l’extraction biphasique des protéines biliaires d’algues. On a constaté que les meilleurs résultats ont été obtenus en utilisant le système biphasique de polyéthanol-14% de phosphate de potassium pour extraire le Candida, et le système biphasique de 13% de polyéthanol-14% de citrate de sodium pour extraire le Cichlidium variegatum. Wang Y et al. [23] ont purifié des cyanobactéries algues d’une pureté de 14, soit la valeur la plus élevée déclarée au pays et à l’étranger, en utilisant les procédés Sephadex G-200, DEAE-Sephadex A-25, HA et Sephadex G-200.

2.2 Purification de la phycocyanine par la technologie des composites

Zhang Fayu [24] a choisi trois méthodes, soit le salage segmentaire, l’extraction en phase aqueuse double et la chromatographie, pour purifier et affiner l’extrait brut des protéines cyanobactéries du lac Chaohu. En comparant les effets de la concentration molaire de (NH4)2SO4 utilisée à chaque étape de salage sur l’effet de purification, et en analysant les composants par spectroscopie UV-visible, on a déterminé que les salages impaires de la méthode de salage en six étapes ont été effectués en utilisant 1,0 mol/L (NH4)2SO4 pour éliminer les impuretés, et les salages paires ont été effectués en précipitation des protéines de cyanobactérias algues avec 1,8 mol/L (NH4)2SO4. Dans la méthode de salaison en six étapes, la pureté de 0,4 alginate a augmenté à 2,26 après deux étapes de salaison, et la pureté a atteint 3,48 après quatre étapes de salaison, mais la pureté n’a augmenté qu’à 3,71 après six étapes de salaison segmentée, avec une baisse significative de la récupération. Elle montre que la méthode de salaison segmentée peut bien purifier l’alginate, et la méthode de salaison en deux étapes peut être utilisée comme méthode de purification générale, et la méthode de salaison en quatre étapes peut obtenir de l’alginate de qualité pharmaceutique.

De plus, la chromatographie au sel en deux étapes combinée à l’extraction aqueuse en deux phases a été testée, et la pureté de l’alginate n’a été augmentée de 1,969 à 2,619 seulement en utilisant la phase aqueuse en deux phases de polyéthylèneglycol-sulfate d’ammonium dans le système optimal, et le polyéthylèneglycol n’était pas facile à enlever, de sorte que cette méthode ne convenait pas à la purification de l’alginate d’une manière exprès. 

Dans l’essai de salage en deux étapes combiné à la chromatographie sur colonne, en se concentrant sur le type et la séquence de la chromatographie sur colonne, on a finalement déterminé que la Cellufine A-500 était utilisée pour la purification préliminaire, puis la chromatographie sur colonne HA a été effectuée pour deux temps de purification, ce qui a permis d’obtenir la c-albumine de qualité pharmaceutique et la c-allophycocyanine. GUO et al. [25] ont utilisé la méthode du lit expansé couplée à la chromatographie à lit fixe pour l’isolement et la purification des cyanobactéries d’algues, et l’extraction brute des cyanobactéries d’algues a été pompée dans une colonne équipée d’un DEA Sereamline. GUO et al. [25] ont utilisé la méthode de chromatographie à lit fixe couplé à lit expansé pour purifier l’alginate, l’extrait brut d’alginate a été pompé dans la colonne expansée équipée de DEAE Sereamline, et la pureté a pu être augmentée jusqu’à 8,8 fois, puis la solution d’alginate enrichie dans le lit expansé a été chromatographiée pour éliminer les protéines hétérogènes en utilisant le lit fixe XAD7HP, et la pureté de l’alginate obtenu a été augmentée jusqu’à 2,36 fois, Et la récupération totale de l’alginate pourrait atteindre 34,96%.

3 études de stabilité

3.1 Influences sur la stabilité

Le pigment bleu d’algues purifié est facile à décomposer, et il est facile d’être affecté par la lumière, la chaleur, la valeur du pH et ainsi de suite et la décoloration pendant le traitement et le stockage. CHAIKLAHAN et al [26] dans la production de culture moyenne de spiruline, l’extraction du produit, la filtration et la purification de la poudre de protéine bleue d’algues de qualité alimentaire, pour explorer l’effet de la température sur sa stabilité, et a constaté qu’à 47 ℃ est très stable, lorsque la température est plus élevée taux de dégradation de protéine bleue d’algues augmente fortement.

Cheng Chao et al. [27] ont étudié l’effet des facteurs environnementaux sur la chromaticité et la teneur en protéines de la bile algale de Spirulina divaricata comme matière première et ont établi la cinétique de dégradation de la protéine bleue algale et sa chromaticité, ce qui a montré que le processus de dégradation thermique était conforme à la cinétique de premier ordre, et ont constaté que la protéine bleue algale n’avait presque aucun pic d’absorption caractéristique dans la région visible à pH 3. Et que le chasseur b de solution de pigment était la couleur la plus petite et la plus bleue à pH 4. Liu Yuhuan et al. [28] ont étudié la stabilité des protéines cyanobactériennes de la spiruline majeure et ont constaté que les protéines cyanobactériennes étaient plus stables dans des conditions de pH5~7, de lumière visible à l’intérieur ou de lumière foncée, et que les additifs alimentaires courants n’avaient pas d’effet significatif sur les protéines cyanobactériennes, et que les effets de Na+, K+ et Mg2+ sur les protéines cyanobactériennes n’étaient pas significatifs. Et la stabilité des protéines cyanobactériennes n’était pas grandement affectée par les faibles concentrations de Fe3+, Al3+ et Zn2+, mais la concentration des protéines cyanobactériennes n’était pas significative.

L’effet de faibles concentrations de Fe3+, Al3+ et Zn2+ sur la stabilité de la protéine bleue des algues n’était pas significatif, mais une concentration supérieure à 0,002 mol/L entraînerait une précipitation de la protéine bleue des algues, ce qui nuirait gravement à la stabilité de la protéine bleue des algues. Bi et al. [29] ont constaté que la teneur en PC et la pureté de Spirulina obtususus diminuaient après l’irradiation par les rayons UV et que la structure du chromophore était modifiée. De plus, les conditions optimales pour les cyanobactéries dans ces études étaient légèrement différentes, ce qui peut être lié aux différentes sources d’extraction.

3.2 méthodes pour améliorer la stabilité

En tant que pigment naturel à haute valeur nutritive, la protéine bleue algale a une grande perspective de marché, mais il est facile d’être affecté par l’environnement et la décoloration pendant le traitement et le stockage, et cet inconvénient limite considérablement son application. Actuellement, les mesures visant à améliorer la stabilité de la protéine bleue algale comprennent principalement l’ajout de stabilisants et la technologie de microencapsulation.

3.2.1 ajout de stabilisants

Yang Lihong et al [30] ont extrait la protéine bleue d’algues avec une pureté de 1.958 de Cichlidium spp. et ont étudié l’effet des additifs alimentaires sur sa stabilité de stockage, et le test a montré que différents additifs alimentaires ont des effets différents sur elle, le sucre, l’acide benzoïque, l’érythritol a un effet protecteur sur la protéine bleue d’algues, tandis que l’éthanol, l’acide citrique, le sorbate de potassium et ainsi de suite ont un effet destructeur sur la couleur et l’éclat de la protéine bleue d’algues.

Hadiyanto et al. [31] ont étudié les effets protecteurs du glucose, du saccharose et du fructose sur la couleur des cyanobactéries spiruline à 40, 60 et 80 ℃ et ont analysé l’analyse cinétique de la dégradation thermique, parmi lesquelles le glucose pourrait augmenter l’énergie d’activation de la polymérisation des cyanobactéries de 4 fois et augmenter l’activité antioxydante des cyanobactéries de 18,47 % en abaissant la valeur ci50, et le fructose avait l’effet protecteur le plus significatif à 80 ℃.

FAIETA et al. [32] ont étudié les effets de différentes concentrations de saccharose et d’alginate sur la stabilité thermique de l’alginate, et les résultats ont montré que le saccharose avait un effet protecteur plus important que l’alginate à la même concentration, et la perte de la couleur de l’alginate était étroitement liée à l’instabilité structurale des protéines par le dichroisme circulaire. Martelli et al. [33] ont étudié plus en détail l’effet du miel ou d’une forte concentration en sucre sur la stabilité thermique de l’alginate en ajoutant du miel ou une forte concentration en sucre à l’alginate à des températures élevées. MARTELLI et al. [33] ont également étudié le fait que l’ajout de miel ou d’une concentration élevée de sucre à la solution d’alginate à haute température pourrait empêcher efficacement la dégradation de la couleur bleue du C-alginate. Les données ont montré que l’effet stabilisateur du sucre sur la couleur bleue de la c-phycocyanine était lié à la concentration finale du sucre ajouté plutôt qu’au type de sucre.

Lv Pingping et al. [34] ont étudié les effets de quatre additifs cosmétiques sur la solution d’alginate, et ont constaté qu’après avoir ajouté 12% de glycérol, 9% de butylène glycol, 3% de chlorure de sodium et 0,15 % de benzoate de sodium à 0,1 mg/mL de solution d’alginate, le taux de rétention de la pigmentation était augmenté à 78,24 %, 57,80 % et 57,80 % dans les milieux d’évitement de la lumière à 25 ℃, d’exposition à la lumière à 25 ℃, et d’évitement de la lumière à 40 ℃, respectivement, 76,02 %, respectivement. De plus, pour améliorer la stabilité acide de l’alginate, ZHANG et al. [35] ont ajouté de la protéine de lactosérum, de la protéine de blanc d’œuf et de la protéine de pois pour résoudre le problème de l’agrégation de l’alginate dans des conditions acides, et ont constaté que l’ajout d’une solution de protéine de lactosérum était le plus efficace pour prévenir la précipitation et l’agrégation de l’alginate au pH3, ce qui peut être dû aux interactions électrostatiques ou hydrophobes entre la protéine de lactosérum et l’alginate qui les séparaient de l’environnement. FALKEBORG et al. [36] ont étudié l’effet du sulfate de dodécyyle de sodium (SDS) sur le changement de couleur de la phycocyanine à des pH différents, et ont montré que la conformation bleue de la phycocyanine était stabilisée en empêchant la formation de la forme fille de la phycocyanine à la concentration micelle critique de 0,7% dans la solution de SDS. Le mécanisme d’action peut être que les molécules sont intégrées dans les micelles et stabilisées par des interactions hydrophobes.

3.2.2 technologie de la Microencapsulation

YAN et al. [37] ont utilisé de l’alginate de sodium et du chitosan pour encapsuler l’alginate par méthode d’extrusion, et le procédé optimisé était de 1 à 1,5 alginate de sodium (2,5 %) à l’alginate, 2% de chlorure de calcium et 2% de chitosan pour produire des microcapsules d’alginate/alginate de sodium /chitosan et des microcapsules d’alginate/alginate de sodium, respectivement. Une analyse plus poussée a montré que tous deux pouvaient améliorer la tolérance à l’acide de l’alginate, et que la structure de l’alginate/de l’alginate de sodium/du chitosan était plus dense que celle des microcapsules d’alginate/d’alginate de sodium, et que la perte de chaleur de l’alginate pouvait être considérablement réduite. Lv Xiaoling et al. [38] ont choisi la gélatine et la maltodextrine comme matériau de paroi et ont adopté la méthode de revêtement à suspension pneumatique pour préparer des microcapsules d’alginate. Les microcapsules d’alginate ont été préparées à une température de 80 ℃, une pression d’atomisation de 0,15 MPa et un rapport noyau/paroi de 1:1,5 (avec 20% de gélatine dans le matériau de la paroi), et des tests de stabilité ont été effectués, qui ont montré que leur stabilité à la lumière, à la chaleur et au stockage avait été considérablement améliorée.

4 études d’activité physiologique

En plus de son utilisation comme pigment naturel, la phycocyanine possède des activités physiologiques telles que des effets antioxydants, anticancéreux, anti-inflammatoires et immunomodulateurs.

4.1 études sur l’activité antioxydante

Liu Q et al. [39] ont étudié l’effet protecteur de la phycocyanine contre les dommages oxydatifs induits par les rayons x chez les souris, et ont constaté que la phycocyanine augmentait considérablement l’activité des enzymes antioxydantes, de la superoxyde dismutase et de la glutathion peroxydase dans le plasma et le foie des souris, et abaissait la teneur en radicaux oxygénés réactifs dans les tissus du foie. Suggérer que la phycocyanine pourrait affaiblir les dommages oxydatifs causés par l’exposition aux rayonnements en améliorant la capacité antioxydante de l’organisme. Yu Jia et al.[40] ont effectué des tests in vitro sur les antioxydants de l’extrait de protéine biliaire algale, de la cyanine algale et de l’hémoglobine algale du riz gexien, et ont étudié la capacité de piégeage des radicaux hydroxyles (-OH), des radicaux anioniques superoxyde (O2- -) et l’inhibition de la peroxydation lipidique, et ont confirmé que les trois protéines ont une bonne activité antioxydante, mais qu’elles ont des modes d’action différents.

Wang Xingping et Ping [41] ont effectué un test antioxydant non liposomal et un test antioxydant in vitro sur Gossypium alginatum, et la méthode de chimiiluminescence a été utilisée pour confirmer que la capacité de piégeage de Gossypium alginatum sur O2-, -OH et H2O2 était positivement corrélée avec la concentration dans une certaine gamme de concentrations, avec les valeurs ci50 de 396, 185 et 139 μg/mL. Et que Gossypium alginatum pourrait avoir un effet protecteur sur les lésions des mitochondries du foie et affecter significativement la capacité d’oxygénation anti-réactive du plasma. Les valeurs de la ci50 étaient de 396, 185 et 139 μg/mL, respectivement, et elle avait un effet protecteur sur les lésions mitochondriales du foie chez les souris, et elle pouvait avoir un effet significatif sur la capacité antiréactive du plasma en oxygène.

Zhao Yanjing et al.[42] ont constaté que la capacité d’élimination des radicaux libres ci-dessus a également été observée pour les protéines cyanobactéries de Brassica napus, avec un taux de récupération de 33,79% pour O2- et 92,71% pour -OH. Afin de vérifier davantage le mécanisme antioxydant, Chen et al. [43] ont étudié le mode de liaison entre la phycocyanine et l’albumine sérique bovine, et ont constaté que la concentration de phycocyanine était inversement proportionnelle à l’intensité de fluorescence de l’albumine sérique bovine par spectroscopie de fluorescence et spectrophotométrie, et que l’éclatement de fluorescence statique résultait de la liaison de la phycocyanine à l’albumine sérique bovine, Avec une constante de liaison K = 1,22 × 106 L/mol et un numéro de site de liaison n = 1,14.

4.2 études sur l’activité anti-tumorale

À l’heure actuelle, de nombreuses littératures nationales et étrangères ont confirmé que la phycocyanine a des effets antitumoraux in vivo et in vitro. LI et al. [44] ont prouvé que la phycocyanine peut inhiber la croissance des cellules A549 in vivo et inhiber la prolifération des cellules pulmonaires embryonnaires humaines, et elle peut réduire le niveau d’arn de la kinase dépendante des protéines du cycle cellulaire humain recombinant et augmenter l’expression de cystéine protéase-3 et ainsi induire l’apoptose cellulaire lorsqu’elle est utilisée en conjonction avec l’acide all-trans-rétinoïque (ATRA). Lorsqu’il est combiné avec l’acide all-trans-rétinoïque (ATRA), ATRA peut réduire le niveau de l’arm recombinant de la kinase protéino-dépendante du cycle cellulaire humain (CDK) et de réguler vers le haut l’expression de la protéase de cystéine 3, induisant ainsi l’apoptose, et la combinaison de ces deux médicaments peut effectivement réduire les effets secondaires toxiques de ATRA chez les humains.

Subhashini et al.[45] ont constaté que 50 μmol/L d’alginate de haute pureté inhibaient significativement la croissance et la prolifération des cellules K562 de la leucémie myéloïde chronique (LMC) humaine, avec une diminution de 49% de la prolifération cellulaire après 48 heures d’action, et la fluorescence et la microscopie électronique ont montré que la prolifération cellulaire était considérablement réduite. La Fluorescence et la microscopie électronique ont montré des caractéristiques apoptotiques telles que le retrait cellulaire et la cohésion nucléaire, et d’autres études par cytométrie de flux et buvage de protéines ont montré que la phycocyanine induisait l’apoptose dans les cellules K562 en clivant les enzymes de réparation de l’adn et en régulant vers le bas le gène B-lymphoblastoma-2.

Wang Xueqing et al [46] ont étudié le mécanisme de l’activité antitumorale de la protéine bleue algale et étudié la relation entre les changements de conformation des protéines et ses propriétés anticancéreuses. Le test colorimétrique au sel de tétrazolium et le test immunosorbent enzymatique ont montré que la phycocyanine et ses digesteurs pouvaient augmenter l’activité de la cystéine protéase-3, et l’activité de la caspase-3 a augmenté rapidement et a atteint un pic lorsque 100 mg/L PC a été utilisé pour traiter les cellules HeLa pendant 12 heures.

Le taux d’inhibition de la caspase-3 dans les cellules HeLa était de 29,9 %, et le produit de la digestion 1-h était de 56,5 %, mais le taux d’inhibition a diminué lorsque le temps enzymatique a été prolongé à 3 h~4 h. Le taux d’inhibition du produit de la digestion 1-h a diminué. Cependant, le taux d’inhibition a diminué lorsque le temps de digestion a été prolongé à 3-4 h. Cela peut être dû au fait qu’une bonne digestion met en évidence la fraction chromophore et augmente ainsi l’activité antitumorale, tandis que la surenzymatisation entraîne des changements dans la structure active en raison de la perte de peptide et la perte de la capacité de suppression des tumeurs. De plus, un certain nombre d’expériences ont démontré que la phycocyanine peut inhiber la croissance et la prolifération des cellules de carcinome hépatocellulaire SMMC-7721, des cellules de carcinome du larynx HEp-2 [47], des cellules de mélanome [48] et des cellules de cancer du poumon [49].

4.3 études anti-inflammatoires et immunomodulatrices

LEDON et al. [50] ont étudié l’effet anti-inflammatoire de la phycocyanine extraite des microalgues en induisant un œdème chez les souris et examiné les changements de la concentration de la prostaglandine E2 (PGE 2) et de l’activité de la phospholipase A2 (PLA 2) en présence de la phycocyanine. Pour la première fois, il a été démontré que l’effet anti-inflammatoire de la phycocyanine était en partie dû à la production de PGE 2 et à l’inhibition modérée de l’activité de PLA 2. HAO et al. [51] ont utilisé la technologie protémique dynamique de SiLAD pour analyser l’effet de la phycocyanine sur les macrophages RAW264.7 induits par les lipopolysaccharides, révélant que la phycocyanine réduit l’inflammation en régulant vers le bas la signalisation PDCD5-NF-kB, qui induit l’apoptose cellulaire.

Tang Mei et al. [52] ont cultivé de la protéine bleue d’algues enrichie en sélénium pour étudier son activité physiologique, et des expériences in vitro peuvent augmenter le taux de conversion des lymphocytes, et des expériences chez des souris ont constaté qu’elle peut améliorer la capacité hémolytique des cellules hémolytiques vacuolées, ce qui indique que la protéine bleue d’algues enrichie en sélénium peut améliorer la fonction de l’immunité cellulaire et de l’immunité humorale de l’organisme. ZHAO et al. [53] ont établi le modèle de la sénilité induite par la d-galactose et ont traité les souris avec différentes doses de protéine bleue d’algues et les ont comparées au groupe témoin.

ZHAO et al. [53] ont établi un modèle de souris vieillit induit par la d-galactose, ont traité les souris avec différentes doses d’alginate et les ont comparées au groupe témoin, ont mesuré leur activité sérique de superoxyde dismutase, leur teneur en malondialdéhyde, leur indice de thymus et leur indice de rate, et ont constaté que l’alginate de Zostera marina était en mesure d’augmenter de façon significative l’indice de thymus et l’indice de rate des souris modèles, améliorant ainsi la fonction immunitaire des souris. Et retarder le processus de vieillissement en augmentant l’activité dela superoxyde dismutase sérique, abaissant considérablement la teneur en malondialdéhyde du sérum, et récupérant les radicaux libres. La conclusion préliminaire est qu’il a un fort effet anti-âge.

Grâce à la recherche de chercheurs, de plus en plus de valeurs médicales des protéines de cyanobactéries algales ont été explorées, et l’extraction de peptides fonctionnels des protéines de cyanobactéries algales est un point critique majeur de la recherche, et un certain nombre d’expériences ont été menées pour extraire des peptides actifs de spiruline et des protéines de cyanobactéries algales et maîtriser les séquences d’acides aminés de ces peptides. Liu Li-Ban et al.[54] ont utilisé la pepsine et la trypsine pour digérer la PC afin de déterminer si les digests inhibaient l’enzyme de conversion de l’angiotensine.

Les résultats ont montré que la trypsine hydrolysée PC à 42 ℃, 1:50 rapport enzyme-substrat, pH 8, et 6% fraction de masse du substrat inhibait l’enzyme de conversion de l’angiotensine de 93,54%. Minic etal.[55] ont isolé et identifié des peptides de phycobilirubine digérée par la pepsine et déterminé leurs activités physiologiques, et ont montré que les cinq fractions de peptides obtenues possédaient des activités antioxydantes et chélatantes de métaux significatives. Les cinq fractions peptidiques obtenues possédaient des activités antioxydantes et chélatantes métalliques significatives.

Zeng Qiaohui [56] a préparé des biopeptides dérivés de protéines spiruline pour étudier le mécanisme anti-photovieillissement de la peau. Six peptides ont été identifiés parmi les composants ayant de fortes activités antioxydantes et anti-photo-vieillissement, et parmi eux, le peptide 1 (GMCCSR) était le plus efficace pour protéger les érythrocytes humains, et il pourrait considérablement favoriser la prolifération des fibroblastes et la production de collagène dans la couche vieillissante de la peau.

En plus de la recherche sur l’activité fonctionnelle de la protéine bleue d’algues et de la digestion enzymatique, Wang Xueqing et al. [57] ont étudié l’effet de la protéine bleue d’algues et de l’hydrolysat sur le vieillissement de l’amidon à chaîne droite et de l’amidon à chaîne branchée du maïs et ont constaté que l’ajout de 10% de PC augmentait le taux de recroissance de l’amidon à chaîne droite et de l’amidon à chaîne branchée de 60,4% et de 69,6% respectivement; Le peptide hydrolysé a augmenté le taux de repousse de l’amidon à chaîne droite et à chaîne ramifiée de 184,7 % et 47,7 %, respectivement, sous la même dose. Le peptide hydrolysé a augmenté respectivement de 184,7% et 47,0% à la même dose. Cette étude ouvre un nouveau champ d’intervention des protéines fonctionnelles dans la régénération de l’amidon, une nouvelle façon de développer des aliments santé multifonctionnels et d’élargir le champ d’application de la protéine bleue algale et de l’amidon de maïs.

5 Conclusion

En tant que pigment bleu naturel rare, la phycocyanine a une valeur d’application importante dans les domaines de l’alimentation, de la médecine et des cosmétiques. En tant que pigment bleu naturel rare, il a une valeur d’application importante dans les domaines de la nourriture, de la médecine et des cosmétiques. Avec une couleur unique, une nutrition riche, antioxydante, anti-tumorale, anti-inflammatoire et d’autres fonctions physiologiques, la protéine de cyanine algale a une large perspective de développement et d’application. Cependant, du point de vue du développement actuel, la technologie de purification de la protéine bleue algale doit encore être améliorée, et son problème de stabilité n’a pas été bien résolu, ce qui limite sérieusement l’application large de ce pigment. Par conséquent, la technologie de préparation et de stabilisation de la protéine bleue algale doit être profondément étudiée et explorée.

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