Quelle est l’utilisation de la poudre de phycocyanine?

phycocyanine is A Aanatural pigment protéinesavecA aunique structure Et en plusremarkable biological activity....... It is widely found dansLes alguessuch En tant quespirulinA aEt en plusanabaena[1], Et en plusnot only hEn tant quea charming bleucolor, but also contains rich nutritional Et en plusmedicinal value. In Le conseil des ministresLa nourritureindustry, phycocyaninepowder can be used En tant quea natural bleucoloring additive to add attractive color to foods. In Le conseil des ministrespharmaceutical industry, Le conseil des ministresantioxidant Et en plusanti-tumor biological activities De laphycocyaninemake it a potential therapeutic drug ingredient [2]. However, extractiSur leEt en pluspurificatiSur leLa technologieis crucial to the efficient utilisationDe laphycocyanin. Therefore, in-depth La rechercheEt en plusoptimizatiSur leDe lathe extractionEt en plusLa purificationtechnology De laphycobiliproteins, Et en plusthe development De lanew, efficient, economical, Et en plusenvironmentally friendly La purificationprocesses, are De lagreat significance pourpromoting the applicationDe laphycobiliprotéinesdansvarious fields. Most De lathe existing reviews on the extractionand La purificationprocesses De laphycobiliproteins introduce a single wall-breaking or extractiontechnique, lacking an analysis and discussion De lathe overall process flow [3].

This paper provides a detailed description De lathe working principles, advantages and disadvantages De lavarious processes. It also discusses the freeze-thaw method and combinéesprocesses that are expected to meEt etthe requirements De lalarge-scale industrial production. A Acomprehensive review De lathe extraction Et purificationtechnology De laphycobiliproteins is also provided, analyzing the advantages and disadvantages of various Méthodes de travailand exploring future development trends. Le conseil des ministrescurrent status of the application De phycocyanineis summarized, pointing out the current deficiencies and methods pourfurther improvement, with the aim of providing a reference pourrelated research and industrial applications.

1 propriétés dephycocyanine

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

Poudre de phycocyanineEst une protéine soluble dans l’eau qui est facilement soluble dans l’eau mais insoluble dans l’alcool Et etl’huile. Il contient le chromophore de phycobiline Et etapparaît sous forme solide sous forme d’une poudre bleu vif. Une solution aqueuse de phycocyanine a trois pics d’absorption ultraviolette à 280, 348 Et et620 nm. Le pic d’absorption le plus fort à 620 nm est caractéristique de la phycocyanine, tandis que les pics les plus faibles à 280 Et et348 nm sont attribués aux molécules d’acides aminés aromatiques Et etaux chromophores sur la phycocyanine, respectivement. La pureté de la phycocyanine est déterminée en fonction du rapport d’absorbance à 620/280 nm (A620/A280), qui peut être divisé en grade alimentaire (A620/A280 ≤ 0,7), grade réactif (0,7 ≤ A620/A280 ≤ 3,9) et grade analytique (A620/A280 ≥ 4,0) [4].

La molécule de la phycocyanine (Figure 2) est composée d’une protéine déprotonée et d’un chromophore à structure tétrapyrrole lié de façon covalente par une liaison sulfurée. La phycocyanine contient deux sous-unités différentes de polypeptides, la sous-unité α de petite masse moléculaire relative (12-19 kDa) et la sous-unité β de grande masse moléculaire relative (14-21 kDa). Ces deux sous-unités peuvent former des monomères αβ par l’intermédiaire de forces intermoléculaires et s’agréger pour former des polymères (αβ)n. Les phycobiliprotéines sont généralement présentes dans les formes trimériques (αβ)3 et (αβ)6 et d’autres formes polymères [5].

2 Extraction et purification dephycocyanine

Comment extraire efficacement et précisément les phycobiliprotéines est une condition préalable à leur valeur. Le processus d’extraction des phycobiliprotéines est complexe et influencé par de nombreux facteurs, tels que le choix des algues et les moyens de rupture cellulaire [6]. L’efficacité de l’extraction de la phycobiliprotéine dépend en grande partie du degré de destruction des cellules algales. La méthode de rupture des cellules algales peut en grande partie affecter l’efficacité et la pureté de l’extraction de la phycobiliprotéine. Le processus de rupture physique, chimique ou enzymatique des parois cellulaires et des membranes cellulaires d’algues appropriées pour libérer des phycobiliprotéines des cellules est appelé l’extraction de phycobiliprotéines brutes.

2.1 extraction de phycobiliprotéines brutes

À l’heure actuelle, il existe de nombreuses méthodes qui peuvent isoler la phycocyanine à partir de cellules complexes d’algues. Ces procédés d’extraction du brut sont souvent utilisés comme prétraitement pour l’isolement et la purification des phycobiliprotéines, y compris les méthodes traditionnelles telles que le broyage, l’homogénéisation à haute pression et le gel et décongélation, ainsi que la nouvelle méthode ultrasonique. Les différents procédés ont des principes de fonctionnement, des avantages et des inconvénients différents et, par conséquent, les scénarios d’application appropriés sont également différents (tableau 1). Afin d’obtenir un procédé d’extraction plus rentable, les principes, les avantages et les inconvénients des diverses méthodes sont explorés en profondeur.

Chen Yu [11] a comparé les résultats au moyen d’expériences à facteur unique et a finalement déterminé que la combinaison de la méthode de gel et de dégel et de l’homogénéisation à haute pression peut efficacement éviter le problème de déaturation de la phycobiliprotéine causée par l’utilisation de l’homogénéisation à haute pression seule. Parce que la technologie d’extraction à haute pression peut traiter efficacement de grandes quantités de matériel à la fois, elle est souvent combinée avec d’autres procédés à température contrôlée pour le broyage à grande échelle de la spiruline dans les usines. Hou Zhaoquan Et al.[12] ont mené une étude approfondie sur l’effet du nombre de cycles sur le rendement et la pureté des phycobiliprotéines extraites de la spiruline, et ont constaté que la meilleure condition était 4 cycles de gel et de dégel.

SARAN ° de catalogueEt al.[13] ont utilisé le modèle deSpiruline platensisto explore the effects of citrate (pH=5.0), acetate buffer (pH=6.0) and sodium phosphate buffer (pH=7.0) En tant quesolvents on the extraction rate of phycobiliproteins. Le conseil des ministresétudefound 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 wEn tant quefound 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 La Purificationde la phycobiliprotéine

L’extrait brut obtenu par la série d’opérations ci-dessus contient une grande quantité de protéines d’impureté. Cependant, pour certaines industries spécifiques, les matières premières de la phycocyanine utilisées doivent être de qualité supérieure au réactif. Par conséquent, après le prétraitement des algues, l’extrait brut doit être séparé et purifié pour obtenirPhycocyanine de plus grande pureté....... Actuellement, les méthodes couramment utilisées pour purifier les phycobiliprotéines comprennent la chromatographie, l’extraction biphasique, l’extraction triphasique et l’l’adsorptionau charbon actif.

2.2.1 chromatographie

En tant que méthode la plus couramment utilisée pour purifier les protéines, la chromatographie a maintenant fondamentalement satisfait aux exigences de la production industrielle de protéines purifiées.Extrait brut de spiruline....... AMARANTE et Al., et al.[20] ont mis au point un procédé de purification en une étape pour extraire la phycocyanine de la spiruline en combinant l’élution par gradient de pH avec la chromatographie ionique. Ce procédé a été utilisé pour obtenir la phycocyanine avec des purités de 4,2 et 3,5, avec des taux de récupération de 32,6 % et 49,5 %, respectivement. La chromatographie par filtration sur Gel permet de séparer les substances en fonction de leur masse moléculaire relative. La plupart des matériaux d’emballage sont des matériaux inertes à structure en réseau poreuse. L’hydroxyapatite (HAP) est un cristal naturel de phosphate de calcium composé de calcium et de phosphore. Il a des ions calcium et des ions phosphate à la surface, et les ions calcium peuvent échanger des ions avec la phycocyanine et les ions phosphate peuvent adsorber avec la phycocyanine [21]. HAP a également une résistance élevée aux alcalis et un mécanisme de séparation unique, et est le seul remplissage de chromatographie inorganique qui peut être directement utilisé pour la purification des protéines et des acides nucléiques. En outre, HAP peut simultanément séparer et purifier les phycobiliprotéines et d’autres phycobiliprotéines. Par conséquent, le HAP est souvent utilisé comme charge dans la chromatographie d’affinité pour la séparation et la purification simultanées des deux protéines [22].

2.2.2 extraction au solvant en deux phases

In addition to En utilisanta single aqueuxsolution to Extrait extraitphycocyanin, there is also a special aqueuxsolution extraction method called Deux phasessolvent extraction. In general, aqueous extraction refers to the direct use of a single aqueous solution as a solvent to dissolve and extract the target substance. Although the Deux phasessolvent extraction method also takes place in an aqueous environment, it uses a special systèmewith two components that form immiscible aqueous phases. Common two-phase systems are shown in Table 4 [23]. Le conseil des ministresdetermination of the two-phase systèmeusually depends on the partition coefficient (Kp) of the protein. Compared with other séparationtechniques, the two-phase solvent extraction method has the advantages of high biocompatibility, mild operating conditions, rapideextraction rate and suitability pourscale-up

Processus, et est largement utilisé dans l’extraction de la phycocyanine. CHETHANA et Al., et al.[24] ont mené une étude approfondie sur le procédé d’extraction et de purification de la phycocyanine à l’aide de la technologie d’extraction par solvant à deux phases et ont obtenu de la phycocyanine d’une pureté de 4,32 et d’un taux de récupération de 79% dans des conditions normalisées.

2.2.3 méthode d’extraction triphasée

À la fin du xxe siècle, PANADARE et Al., et al.[25] ont proposé la méthode d’extraction triphasée (TPP), qui peut être utilisée pour extraire et purifier les protéines simplement et rapidement. Par rapport aux méthodes traditionnelles, la PTP, en tant que technique émergente de séparation biologique non chromatographique, peut surmonter bon nombre des limites associées.

Lorsque lecrude extract De phycocyanineis 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 phycocyanine[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.

2.2.4 Ultrafiltration

Le principe de l’ultrafiltration est d’utiliser une membrane d’ultrafiltration avec une taille de pores spécifique pour séparer et purifier les substances en fonction des différences de taille et de forme moléculaires. Lors de la purification de la phycocyanine, la solution contenant de la phycobiliprotéine doit d’abord être prétraitée, comme l’élimination des impuretés, l’ajustement du pH et de la force ionique de la solution, etc., pour optimiser l’effet d’ultrafiltration. Une membrane d’ultrafiltration dont la taille des pores est inférieure à la taille moléculaire de la phycocyanine est sélectionnée pour s’assurer que les phycobiliprotéines sont conservées sur un côté de la membrane, tandis que des molécules d’impureté et des solvants plus petsonpeuvent passer à travers la membrane.

Lors de l’ultrafiltration, une certaine pression est appliquée ou la centrifugation est utilisée pour forcer la solution à travers la membrane d’ultrafiltration.

Les phycocyanines sont conservées du côté concentré, tandis que les impuretés et les petites molécules passent à travers la membrane et pénètrent du côté perméat, réalisant ainsi une séparation et une purification préliminaires. L’ultrafiltration présente l’avantage d’être simple à utiliser, de pouvoir être appliquée à grande échelle et de pouvoir maintenir relativement bien l’activité protéique. Cependant, il existe également certaines limites, comme la diminution de l’efficacité de la séparation en raison de la contamination de la membrane et l’effet possible de séparation insatisfaisant sur les impuretés ayant une masse moléculaire relative semblable [27]. En résumé, l’ultrafiltration est une méthode efficace pour la purification des phycobiliprotéines, mais dans les applicationspratiques, divers facteurs doivent être pris en considération de manière globale, et il est souvent nécessaire de combiner avec d’autres procédés pour obtenir des produits purifiés de haute qualité.

2.2.5 adsorption du charbon actif

Le charbon actif est un adsorbant à forte capacité d’adsorption obtenu par traitement artificiel. Selon sa forme, il peut être divisé en charbon actif en poudre d’un diamètre inférieur à 0,18 mm et en charbon actif granulaire d’un diamètre de > 0,18 mm. Le charbon actif a une structure interstitielle développée. Les Pores d’une ouverture de plus de 50 mm sont appelés macropores, les Pores d’une ouverture de moins de 2 mm sont appelés micropores, et les Pores entre les deux sont appelés mésopores. Parmi eux, les micropores sont également appelés pores d’adsorption, qui sont les principaux pores d’adsorption du charbon actif et jouent un rôle décisif dans la performance d’adsorption du charbon actif [28]. Le charbon actif a montré une bonne valeur d’application dans des aspects environnementaux tels que le traitement des eaux usées et l’élimination du formaldéhyde. Au cours des dernières années, il a été constaté que le charbon actif a une valeur d’application potentielle dans la séparation et la purification de la phycocyanine [29].

2.2.6 électrophorèse à écoulement libre

L’électrophorèse à flux libre est une technique d’électrophorèse importante pour la séparation et la purification continues de macromolécules telles que les protéines dans des conditions légères, qui peuvent bien maintenir l’intégrité et l’activité biologique de la structure cible. Le principe de fonctionnement de cette technique est représenté à la Figure 3. La chambre de séparation se compose de deux plaques parallèles très proches les unes des autres, qui forment une chambre de séparation très mince. Lorsque le tampon entre dans la chambre de séparation par la pompe à pression, un flux laminaire stable se forme. Lorsqu’il n’y a pas de champ électrique, l’extrait brut contenant la protéine cible entre dans la chambre de séparation et s’écoule avec le tampon jusqu’à l’extrémité de sortie. Lorsqu’un champ électrique est appliqué perpendiculairement à la direction du flux tampon, les particules chargées dans l’extrait brut migrent à des vitesses différentes en raison de l’électrophorèse, de sorte que les composants se déplacent à des distances différentes dans la chambre de séparation et sont collectés à des positions différentes à l’extrémité de sortie. Ceci permet la séparation et la purification de la protéine cible.

Les dispositifs traditionnels d’électrophorétique à flux libre ont une structure complexe, peu d’entrées tampons et une grande distance de l’entrée à la chambre de séparation avant qu’un flux laminaire stable puisse être établi, ce qui entraîne une mauvaise séparation et une mauvaise purification. Au cours des dernières années, un grand nombre d’améliorations ont été apportées au dispositif d’écoulement libre, et un dispositif tampon gaz-liquide et un collecteur d’équilibre induit par la gravité ont été mis au point pour former un flux laminaire dans la chambre de séparation, résolvant ainsi le problème que le fluide tampon doit traverser une longue distance dans la chambre de séparation avant de pouvoir former un flux laminaire. Cet appareil est maintenant utilisé pour séparer et purifier la matière organique, les cellules et les protéines dans des échantillons biologiques naturels.

Afin d’améliorer davantage les performances du dispositif d’électrophorèse à écoulement libre, YANG et Al., et al.[30] ont amélioré la méthode d’injection, ce qui a entraîné l’émergence de la structure du dispositif d’électrophorèse à écoulement libre. L’introduction de la technologie d’injection de flux de gaine simplifie le processus d’opération, améliore efficacement l’efficacité de séparation des protéines, et évite la contamination du tampon gaz-liquide causée par l’échantillon dans le dispositif traditionnel. L’équipe a utilisé la méthode améliorée d’injection à flux de gaine pour séparer et purifier la phycocyanine de l’extrait brut de spiruline. La pureté de la phycobiliprotéine obtenue atteignait 4,60, et le taux de récupération était de 79% [31]. L’application réussie de cette technologie fournit un nouveau moyen pour la production à grande échelle de phycocyanine de qualité analytique.

3 procédé combiné d’extraction et de purification

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 obtenuPar:the freeze-thaw method has low purity and requires subsequent purification to further improve the purity of the phycocyanin.

3.1 combinaison de la vente et d’autres méthodes

The crude phycocyanin solution obtained Par:the freeze-thaw method has low purity and requires subsequent Le traitementto 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 Par:the freeze-thaw method, combining Vente à l’extérieurwith other methods in the process can greatly improve the purity and recovery rate of phycocyanin.

3. 1. 1 Purification du liquide brut par la méthode de salting-out associée à la chromatographie

Après avoir traité les cyanobactéries du lac Chaohu par congélation, les chercheurs ont obtenu un extrait brut de phycocyanine par salting-out en deux étapes, puis ont purifié la phycocyanine par chromatographie sur gel, chromatographie par échange d’ions et chromatographie par affinité respectivement [15,32-33]. Tout d’abord, une expérience à facteur unique a été utilisée pour déterminer que 1,0 et 1,8 mol/L (NH4)2SO4 ont été ajoutés en une étape et en deux étapes, respectivement, pour obtenir un extrait brut de phycobiliprotéine d’une pureté de 2,40. Par la suite, l’extrait brut a été purifié par trois méthodes chromatographiques. Parmi eux, le taux de récupération de la chromatographie sur gel est élevé, et la chromatographie ionique est plus économique. Il convient de mentionner que la chromatographie d’affinité peut purifier simultanément pour obtenir la phycocyanine de qualité réactif et la phycocyanine. La combinaison de la chromatographie par salaison et de la chromatographie par affinité fournit une nouvelle idée technique pour la séparation et la purification simultanées de la phycocyanine et de la phycocyanine, qui jouera un rôle directeur positif dans la production future à grande échelle.

3. 1.2 Purification du liquide brut par salage combiné avec extraction

Yuan Mengyuan et Al., 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 combinéeswith 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 À partir dethe 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 procédé au charbon actif

La méthode chimique nécessite l’ajout de réactifs chimiques au système, ce qui peut facilement conduire à une dénaturation irréversible de la protéine et également augmenter la difficulté de purification dans les processus ultérieurs. Par conséquent, le développement d’une méthode physique combinée fournira une nouvelle idée pour améliorer la pureté et le rendement des phycobiliprotéines. Le charbon actif est un processus de purification plus rentable, et la combinaison avec d’autres processus peut aider à améliorer davantage la pureté de la phycocyanine, fournissant une idée de processus plus économique pour la production industrielle à grande échelle. Après avoir examiné les effets de purification de quatre types de charbon actif: coquille de noix de coco, coquille de fruits, bois et charbon, avec différentes granulométrie (100, 200, 300, 400 et 500 mailles), et compte tenu de la pureté et du taux de récupération de la phycocyanine, il a été conclu que l’expérience d’adsorption utilisant 400-500 mailles de charbon actif en poudre à base de charbon a donné les meilleurs résultats [37].

Sheng Jingmeng et al. [38] found that the purity of phycocyanin obtained by a combined activécarboneand extraction process was greatly improved compared to a single extraction process, increasing À partir de1.06 to 3.46. The purity of phycocyanin obtained by a combined activécarboneand salting-out process was not only much higher than that obtained by a single salting-out process, but the recovery rate also increased À partir de67% to 72% [37]. Compared with the combined salting-out and extraction method, the combined activated carbon and chromatographiemethod is more suitable for the industrial production of reagent-grade phycocyanin [39]. After obtaining pharmaceutical-grade phycobiliproteins by the freeze-thaw method and En poudreactivated carbon adsorption method, 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 À partir dethe phycocyanin solution.

4 Applications de phycocyanine

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

4.1 domaine alimentaire

Le bleu est une couleur indispensable dans les aliments. Actuellement, les substances bleues naturelles sont relativement rares, et la Chine autorise l’utilisation de pigments bleus synthétiques dans les aliments. La poudre de phycocyanine est non-toxique et a une bonne solubilité dans l’eau, elle est donc utilisée comme colorant alimentaire naturel au lieu de pigments synthétiques. Il rencontre les consommateurs ' 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 À partir de(αβ)6 to αβ monomers, which will lead to a deviation in color. In recent years, researchers have improved the light and heat Stabilité de la phycocyanineby combining it with polysaccharides, adding whey protein or forming micelles.

Les propriétés antibactériennes et antioxydantes de la phycocyanine la rendent populaire dans l’industrie de l’emballage alimentaire. GOLMAKANI Iet al. [47] ont utilisé l’électrofilage pour obtenir des nanofibres de protéine zéine chargées de phycocyanine. La structure chimique et la stabilité thermique du GSPE obtenu par la technologie de l’électrofilage ont été considérablement améliorées, et ses bonnes propriétés bactéricides et antioxydantes ont été remarquablement utilisées dans le domaine de l’emballage alimentaire actif.

4.2 domaine pharmaceutique

En plus de son éclairage bleu, les phycocyanines sont largement utilisées dans le domaine médical en raison de leurs propriétés antioxydantes, antitumorales, hémostatiques et fluorescentes naturelles.

La biocompatibilité élevée et les propriétés photodynamiques de la poudre de phycocyanine ont conduit à son utilisation répandue dans l’étude des photosensibilisants. SHEN et al. [48] ont extrait la phycocyanine riche en sélénium (Se-PC) de La spirulineplatensis riche en sélénium, dont il a été démontré qu’elle réduisait le taux de survie des cellules cancéreuses du poumon de souris, fournissant ainsi un photosensibilisant potentiellement efficace pour le traitement du cancer du poumon (Figure 5). Pour améliorer la spécificité de la phycocyanine contre les cellules cancéreuses, elle est souvent transformée en nanoparticules aux propriétés différentes. Bien que cela puisse améliorer l’expression du photosensibilisant dans les cellules, il y a eu peu de rapports sur les photosensibilisants qui ciblent l’environnement organelle des cellules cancéreuses. En plus d’utiliser la phycocyanine comme corps principal pour tuer les cellules cancéreuses par la thérapie photodynamique, la thérapie de combinaison est également une approche commune au traitement des cellules cancéreuses. Par rapport à l’effet d’un médicament original unique, la combinaison de phycocyanine réduit considérablement les dommages du médicament original au corps et améliore l’effet d’apoptose des cellules cancéreuses.

La poudre d’alginine peut émettre un signal fluorescent fort après absorption de la lumière d’excitation. Comparé à d’autres agents fluorescents naturels, il a un rendement quantique plus élevé, un changement de Stokes plus important et un coefficient d’extinction molaire plus élevé. Par conséquent, il est également utilisé dans la production de sondes fluorescentes pour réaliser davantage d’imagerie de fluorescence de visualisation in situ dans des cellules ou des tissus biologiques, fournissant de nouvelles idées pour les tests environnementaux et le diagnostic de maladies. HOU et al. [52] ont mis au point une sonde fluorescente pour la détection d’ions mercure en utilisant la phycocyanine comme matière première. La sonde a montré de bons résultats dans la détection d’ions mercure dans les fruits de mer (huîtres et silure), fournissant un nouveau moyen de détection des polluants environnementaux. SHAO et al. [53] ont rapporté une nano-sonde dot phycobiliprotéine-carbone capable de mesurer la fluorescence ratiométrique du peroxynitrite, fournissant une nouvelle solution pour explorer la pathogenèse de maladies telles que le cancer et la neurodégénérescence. Bien que le développement des sondes de phycobiliprotéine ait connu quelques progrès au cours des dernières années, le nombre de résultats de recherche est beaucoup plus faible que celui de la phycocyanine et d’autres sondes de phycocyanine, ce qui peut être attribué au fait que la lumière et la chaleurstability of phycocyanin N’a pas été efficacement résolu.

Les matériaux naturels non toxiques aux propriétés hémostatiques sont au cœur de la conception des pansements de plaies. AZAZA et al. [54] ont utilisé des substances comme le chitosan et la phycocyanine pour synthétiser un hydrogelcomposite HG-20, qui a démontré une certaine capacité à favoriser la cicatrisation des plaies dans les expériences sur les rats, offrant ainsi une nouvelle idée de recherche pour les pansements rentables des plaies.

Outre les applicationssusmentionnées dans le domaine pharmaceutique, les bonnes performances de la phycocyanine dans les modèles cellulaires pour la protection du système reproducteur, l’anti-diabète et la prévention du cancer du côlon l’ont largement utilisée dans la production de médicaments de soins de santé [55-56].

4.3 produits cosmétiques

Quelques additifs synthétiques dansCosmétiques et produits de soins de la peauEntrent souvent en contact avec la peau humaine, provoquant des allergies chez certains utilisateurs. Alors que les gens se préoccupent de plus en plus des effets sur la santé des produits chimiques utilisés dans les cosmétiques, les produits dérivés de sources naturelles deviennent de plus en plus populaires dans le monde entier. En tant que source naturelle de pigments, la poudre de phycocyanine est également considérée comme une alternative attrayante pour les formulations cosmétiques en raison de ses propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. La c-phycocyanine extraite de la spiruline a un effet anti-mélanine en régulant l’expression de la tyrosinase dans la lignée cellulaire de la cellule de mélanome de souris (B16F10), elle est donc ajoutée à l’industrie cosmétique comme agent de blanchiment de la peau [57]. KRASEASINTRA et al. [58] ont utilisé la phycocyanine naturelle comme teinture capillaire pour éviter le problème des utilisateurs.#39; Allergies causées par les Les colorantschimiques pour les cheveux. ADLI et al. [59] ont utilisé le moulage au solvant pour transformer un matériau composite composé de poly(acide lactique), de phycocyanine et d’alginate en un Mise à jourcosmétique non toxique et antioxydant. Le patch cosmétique fabriqué à partir de ce matériau est biodégradable, évitant la non-biodégradabilité des patches cosmétiques traditionnels et la pollution de l’environnement qui en résulte.

4.4 autres domaines

La phycocyanine est verte et peu coûteuse, et elle montre non seulement une bonne application dans les domaines de la nourriture, de la médecine et des cosmétiques, mais également dans le domaine agricole. VARIA et al. [60] ont utilisé l’extrait de spiruline riche en phycocyanine comme biostimulant pour la Culture et culturede la laitue hydroponique. Le cycle de croissance de la laitue a été raccourci de 6 d et le rendement a augmenté de 12,5 %. Ces données montrent que la poudre de phycocyanine devrait devenir un biostimulant économique et écologique pour la croissance et le développement des cultures.

5 Conclusion et perspectives

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 multiplesfactors such as the characteristics of the raw material, the target purity, and the cost.

La technologie d’extraction et de purification de la phycocyanine devrait permettre des percées dans les domaines suivants: à l’heure actuelle, les algues sélectionnées pour la phycocyanine sont relativement uniques, et le processus d’extraction et de purification de la phycocyanine convenant à d’autres algues peut être exploré à l’avenir; Une méthode plus efficace, verte et peu coûteuse de rupture de la paroi cellulaire peut être développée, et un nouveau procédé combiné d’extraction et de purification de phycobiliprotéine peut être utilisé pour obtenir un effet de purification plus efficace et de grande pureté tout en réduisant les coûts d’exploitation.

In addition, with in-depth research on the biological activity and function of phycocyanin, their applications in 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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