Cum se extrage ficocianină din Spirulina?

Pulbere de ficocianină albastră Spirulinais a blue-green pigment-protein complex that functions as an accessory pigment in photosynthesis. It belongs to the phycobiliprotein family and is primarily found in cyanobacteria and red algae. As an auxiliary pigment, it efficiently captures light energy and transfers it to chlorophyll. Spirulina, a type of Microalgae cianobacteriene, este deosebit de bogată în ficocianină . datorită conținutului și purității proteinelor ridicate, Spirulina servește ca o materie primă ideală pentru extragerea ficocianinei . Guanjie Biotech este un furnizor de ficocianină extras din Spirulina?

Structura și proprietățile ficocianinei

Pulberea de ficocianină Blue Spirulina este compusă și subunități, care nu sunt legate în mod covalent pentru a forma heterodimeri . acești dimeri se asamblează în continuare în hexameri . Componenta pigmentului activ este un cromofor numit phicocyanobilină, care conferă phicocianinului său de culoare albastră de phycocyanin Vârf la 615–620 nm și un vârf de emisie la 640–650 nm .

În plus față de funcția sa fotosintetică, ficocianina are proprietăți antioxidante, antiinflamatorii și imunomodulatoare, ceea ce o face valoroasă pentru utilizarea în alimente, medicamente, produse cosmetice și alte industrii .

Pregătirea materiei prime

1. Recoltarea și pretratarea Spirulinei

• Recoltare:

Producția industrială folosește de obicei metode precum filtrarea, sedimentarea sau centrifugarea pentru a colecta Spirulina .

•Spălat:

Spirulina este clătită cu apă purificată pentru a elimina impuritățile și sedimentele care ar putea afecta puritatea extractului final .

•Uscare:

Metode precum uscarea prin pulverizare, uscarea prin congelare sau uscarea aerului pot fi utilizate . uscarea la temperatură scăzută este preferată pentru a preveni denaturarea indusă de căldură a pulberii de ficocianină albastru Spirulina [1] .

• Crushing:

Odată uscat, spirulina este măcinată într -o pulbere uniformă pentru a ajuta la dizolvarea și extragerea pulberii de ficocianină Spirulina albastră .

Principiul extracției

Pulberea de ficocianină Blue Spirulina este localizată în citoplasma celulelor Spirulina . provocarea principală în extracție este de a rupe eficient peretele celular fără a utiliza temperaturi ridicate sau forță mecanică excesivă, care ar putea denatura sau dezactiva proteina .

Baza științifică pentru perturbarea și extracția celulară

Deși Spirulina are un perete celular relativ subțire, conține polizaharide și alte componente care trebuie perturbate pentru a elibera ficocianina [3] .

Pulberea de ficocianină Blue Spirulina este solubilă în apă în tampoane neutre până la ușor alcaline, cum ar fi soluții tampon cu fosfat cu un interval de pH de 6,5-7.5.}

Este sensibil la afecțiuni acide sau extrem de alcaline și la temperaturi ridicate, astfel încât extracția trebuie efectuată în condiții controlate, la temperaturi scăzute, pentru a-și păstra structura și bioactivitatea .

Pași tehnici cheie și fluxul de proces

1. perturbarea peretelui celular

Întreruperea peretelui celular este un pas critic în procesul de extracție a pulberii de ficocianină albastră Spirulina, afectând direct atât randamentul, cât și puritatea produsului de pulbere finală albastru Spirulina Ficocianină .

Metode comune de perturbare a peretelui celular:

• Cicluri de îngheț

Această metodă se bazează pe extinderea apei în timpul înghețării pentru a descompune pereții celulari . Este simplu de efectuat, dar consumă timp, ceea ce o face mai potrivită pentru utilizarea laboratorului la scară mică .

• Întreruperea ultrasonică

Undele sonore de înaltă frecvență creează bule de cavitație care rup pereții celulari . Această metodă durează de obicei 30–60 minute și oferă energie moderată, ceea ce ajută la îmbunătățirea eficienței extracției, păstrând în același timp activitatea proteică .

• Omogenizare de înaltă presiune

Celulele sunt forțate printr-un canal restrâns sub presiune ridicată, determinându-le să se rupă . Această tehnică este ideală pentru producția industrială pe scară largă .

• Hidroliză enzimatică

Pereții celulari sunt defalcați folosind enzime precum lizozima sau celulaza . Această metodă blândă, nedistructivă, produce extracte de înaltă calitate, deși este relativ scumpă .

• Frezarea mărgelelor

Agitarea de mare viteză combinată cu mărgele de măcinare generează forță mecanică pentru a rupe pereții celulari . Această metodă de producere a pulberii de ficocianină Spirulina albastră este potrivită atât pentru materiale umede, cât și uscate .

2. Selecția solventului de extracție

• Soluție tampon:

Bufferul fosfat (în mod obișnuit 0 . 05 m) este de obicei utilizat, cu pH -ul menținut între 6,5 și 7,5 pentru a asigura pulberea de ficocianină Spirulina albastră rămâne stabilă și solubilă.

•Temperatură:

Temperatura de extracție trebuie menținută între 4 grade și 25 de grade . Temperaturi mai ridicate pot determina phicocianina să se denatureze .

• Raport lichid-solid:

Un raport tipic este de la 1:10 până la 1:30, ceea ce înseamnă că 1 gram de pulbere spirtulină uscată este amestecat cu 10-30 ml tampon pentru a asigura o dizolvare adecvată .

3. proces de extracție

• Adăugați pulberea Spirulina perturbată la tamponul pregătit . Amestecați amestecul uniform folosind un agitator magnetic sau aplicați tratament cu ultrasunete pentru a îmbunătăți extracția .

• Timpul de extracție variază în general de la 1 la 4 ore, în funcție de condițiile experimentale specifice .

• Mențineți o temperatură scăzută pe tot parcursul procesului de pulbere de ficocianină Spirulina albastră pentru a minimiza degradarea proteinelor .

4. separare solid-lichid

După extracție, amestecul este centrifugat la 3000-10000 rpm timp de 15-30 de minute sau filtrat pentru a îndepărta resturile de celule și impuritățile insolubile . Acest pas produce un extract brut clarificat de ficocianină .

Tehnologia de purificare

Extractul de ficocianină brută conține diverse impurități, inclusiv proteine, polizaharide și clorofilă . Procesul de purificare a pulberii de ficocianină Blue Spirulina îmbunătățește atât puritatea, cât și culoarea pentru a îndeplini cerințele diferitelor aplicații .

• Precipitații fracționate cu sulfat de amoniu
Sulfat de amoniu este adăugat pas cu pas la extract la niveluri de saturație din ce în ce mai mari (de obicei 20%, 40%, 60%și 80%) pentru a precipita secvențial proteine de impuritate și ficocianină .
Ficocianina precipită, în general, la 40% -60% saturație . Precipitatul colectat este centrifugat, dizolvat în tampon și dializat în mod repetat pentru a îndepărta sulfat de amoniu rezidual .

• Precipitații de ajustare a pH -ului
PH -ul extrasului este ajustat la 4 . 0–4 . 5 pentru a precipita cele mai multe impurități, în timp ce ficocianina rămâne în supernatant. Supernatantul este apoi readus la pH neutru pentru o purificare suplimentară.

• Tehnologia membranei de ultrafiltrare/microfiltrare
Filtrarea membranei separă impuritățile bazate pe greutatea moleculară . Această metodă economisește timp și îmbunătățește puritatea . membrane de ultrafiltrare cu o reducere a greutății moleculare de aproximativ 10 kDa sunt utilizate în mod obișnuit .

Purificarea cromatografică

• Cromatografie de schimb de ioni:

Utilizează încărcarea de suprafață a pulberii de ficocianină Blue Spirulina pentru separare, adesea folosind coloane de schimb de cationi, cum ar fi DEAE-celuloza .

• Cromatografie de filtrare a gelului:

Separă moleculele în funcție de dimensiune, eliminând efectiv impuritățile mici .
Aceste metode sunt potrivite pentru producerea de ficocianină de înaltă puritate pentru utilizare științifică sau farmaceutică .

• Extracție în două faze
Un sistem în două faze compus din polietilen glicol (PEG) și sare concentrează ficocianina într-o fază [2] .}
Această metodă este rentabilă și ecologică .

Uscare și depozitare

Soluția purificată de pulbere de ficocianină albastră purificată trebuie să fie uscată prin congelare sau uscată prin pulverizare la temperaturi scăzute pentru a face pulbere pentru depozitare și transport ușor .

Uscarea prin congelare poate menține mai bine activitatea proteică, iar procesul de uscare prin pulverizare este mai potrivit pentru producția pe scară largă, dar poate pierde ușor activitatea .

Temperatura de depozitare este recomandată să fie sub 4 grade, departe de lumină și umiditate, pentru a prelungi durata de valabilitate .

Procese de producție:

Guanjie Biotech, ca furnizor de pulbere de ficocianină Blue Spirulina, producem pulbere de ficocianină după cum urmează .

Factori care afectează Eficiență și puritate

• Calitatea materiilor prime

Varietatea, condițiile de creștere și momentul recoltării Spirulinei influențează în mod semnificativ conținutul de pulbere de ficocianină albastru Spirulina . Spirulina mai proaspătă conține de obicei niveluri mai mari de ficocianină .}

• Eficiența perturbării peretelui celular

Întreruperea insuficientă a peretelui celular are ca rezultat un randament scăzut de extracție, în timp ce perturbarea excesivă sau temperaturile ridicate pot provoca degradarea proteinelor .

• Condiții de extracție

PH -ul tampon, temperatura și timpul de extracție sunt factori cheie în menținerea stabilității ficocianinei în timpul procesului .

• Procesul de purificare

Pașii de purificare necorespunzători pot afecta negativ atât puritatea finală, cât și rata de recuperare a ficocianinei .

• Condiții de depozitare

Pulberea de ficocianină Blue Spirulina este extrem de sensibilă și necesită depozitare la rece, protecție împotriva luminii și un mediu uscat pentru a menține stabilitatea .

Parametri și precauții de procesare

Standard de evaluare a purității

Puritatea este de obicei evaluată de raportul de absorbție UV A₆₂₀/A₂₈₀:

• Puritate scăzută (0,7–1,0):

Folosit în primul rând ca aditiv alimentar .

• Gradul alimentar (1,5-2,0):

Caracterizat printr -o culoare strălucitoare, potrivită pentru suplimentele de sănătate .

•Analytical/Pharmaceutical Grade (>3.0):

Pulberea de ficocianină albastru de înaltă puritate este utilizată în cercetarea biologică și aplicațiile farmaceutice .

Extracting blue spirulina phycocyanin powder from spirulina is a complex process that combines biotechnology and engineering. Selecting the appropriate cell wall-breaking technology and extraction conditions, combined with scientific purification methods, can efficiently obtain high-purity and high-activity phycocyanin products. Guanjie Biotech is a blue spirulina phycocyanin pulbere . Producem diferite specificații de ficocianină albastră Spirulina . dacă aveți nevoie de un furnizor de pulbere de ficocianină Blue Spirulina, bine ați venit să întrebați lainfo@gybiotech.com.

Referințe:

[1] Morán, A .}, și colab.

[2] Silveira, S . t ., și colab. 197 - 203.

[3]Patel, A., Mishra, S., & Ghosh, P. K. (2005). Title: Purification and characterization of C-phycocyanin from cyanobacterial species of marine and freshwater habitat. Journal: Protein Expression and Purificare, 40 (2), 248 - 255.