Hogyan lehet kinyerni a fycocyanint a spirulinából?

Kék spirulina fycocyanin poregy kék-zöld pigment-protein komplex, amely kiegészítő pigmentként működik a fotoszintézisben. A Phycobiliprotein családhoz tartozik, és elsősorban a cianobaktériumokban és a vörös algákban található. Kiegészítő pigmentként hatékonyan megragadja a fényenergiát, és átadja azt a klorofillnek. A Spirulina, egyfajta cianobaktérium mikroalgák, különösen gazdag fikocianinban. Magas fehérjetartalma és tisztaságának köszönhetően a Spirulina ideális alapanyagként szolgál a fikocianin extrahálásához. A Guanjie Biotech egy fikocianin szállító. Szóval, hogyan extrahálják a fikocianint a spirulinából?

A fikocianin felépítése és tulajdonságai

A kék spirulina-fycocyanin por és alegységekből áll, amelyek nem kovalensen kötődnek heterodimerek kialakításához. Ezek a dimerek tovább erősítik a hexamereket. Az aktív pigmentkomponens egy phycocyanobilin nevű kromofor, amely a fikocianin jellegzetes kék színét adja. A maximális abszorpciós csúcsot mutatja 615–620 nm -en és emissziós csúcsot 640–650 nm -en.

A fotoszintézis funkciója mellett a fikocianin antioxidáns, gyulladásgátló és immunmoduláló tulajdonságokkal is rendelkezik, így értékes az élelmiszerek, az orvostudomány, a kozmetikumok és más iparágakban való felhasználáshoz.

Nyersanyag -előkészítés

1. A Spirulina betakarítása és előkezelése

•Aratás:

Az ipari termelés általában olyan módszereket használ, mint a szűrés, az ülepedés vagy a centrifugálás a Spirulina gyűjtésére.

•Mosás:

A Spirulina -t tisztított vízzel öblítik, hogy eltávolítsák a szennyeződéseket és az üledéket, amely befolyásolhatja a végső kivonat tisztaságát.

•Szárítás:

Olyan módszerek használhatók, mint például a permetezés, fagyasztva szárítás vagy levegő szárítás. Az alacsony hőmérsékletű szárítás előnyben részesül, hogy megakadályozzák a kék spirulina-fycocianin por hő-indukált denaturációját [1].

•Zúzó:

A szárítás után a spirulina egyenletes porba kerül, hogy elősegítse a kék spirulina fikocianin por feloldódását és kinyerését.

Kitermelési elv

A kék spirulina ficicianin por a spirulina sejtek citoplazmájában található. Az extrahálás fő kihívása az, hogy a sejtfalat hatékonyan megszakítsuk magas hőmérséklet vagy túlzott mechanikai erő használata nélkül, amelyek denaturálhatják vagy deaktiválhatják a fehérjét.

A sejtek megszakításának és extrahálásának tudományos alapja

Noha a Spirulina -nak viszonylag vékony sejtfala van, poliszacharidokat és más komponenseket tartalmaz, amelyeket meg kell szakítani a fikocianin felszabadításához [3].

A kék spirulina phycocyanin por vízben oldódik, semleges vagy enyhén lúgos pufferben, például foszfátpuffer oldatokban, 6,5–7,5 pH-tartományban.

Érzékeny a savas vagy erősen lúgos körülményekre és a magas hőmérsékletre, ezért az extrakciót ellenőrzött, alacsony hőmérsékleten kell elvégezni a szerkezet és a bioaktivitás megőrzése érdekében.

A legfontosabb műszaki lépések és a folyamatáramlás

1.

A sejtfal megszakadása kritikus lépés a kék spirulina ficocianin por extrakciós folyamatában, közvetlenül befolyásolva mind a végső kék spirulina phycocyanin por termék hozamát és tisztaságát.

A sejtfal zavarának általános módszerei:

• Fagyasztás-olvadási ciklusok

Ez a módszer a víz kiterjesztésére támaszkodik a fagyasztás során, hogy lebontja a sejtfalakat. Ez egyszerűen elvégezhető, de időigényes, ezáltal alkalmassá teszi a kisméretű laboratóriumi használatra.

• Ultrahang zavar

A nagyfrekvenciás hanghullámok kavitációs buborékokat hoznak létre, amelyek megszakítják a sejtfalakat. Ez a módszer általában 30–60 percet vesz igénybe, és mérsékelt energiát biztosít, ami elősegíti az extrakció hatékonyságának javítását, miközben megőrzi a fehérjeaktivitást.

• Nagynyomású homogenizáció

A sejteket nagy nyomás alatt egy keskeny csatornán keresztül kényszerítik, ami megszakadást okoz. Ez a technika ideális nagyszabású ipari termeléshez.

• Enzimatikus hidrolízis

A sejtfalakat olyan enzimek, például lizozim vagy celluláz felhasználásával bontják le. Ez a szelíd, nem pusztító módszer kiváló minőségű kivonatokat eredményez, bár viszonylag drága.

• Gyöngy őrlés

A nagysebességű keverés és az őrlő gyöngyök kombinálva mechanikai erőt generál a sejtfalak megszakításához. Ez a kék spirulina -fycocyanin por előállításának módszere mind nedves, mind száraz anyagokhoz is alkalmas.

2. Az extraháló oldószer kiválasztása

• Pufferoldat:

A foszfátpuffert (általában 0. 05 m) használják, általában a pH -t 6,5 és 7,5 között tartják annak biztosítása érdekében, hogy a kék spirulina phycocyanin por stabil és oldódó maradjon.

•Hőmérséklet:

Az extrakciós hőmérsékletet 4 és 25 fok között kell tartani. A magasabb hőmérsékletek a fikocianin denatúráját okozhatják.

• Folyadék-szilárd arány:

A tipikus arány 1:10 és 1:30, azaz 1 gramm száraz spirulina port keveredik 10–30 ml pufferrel a megfelelő oldódás biztosítása érdekében.

3. Kivonási folyamat

• Adja hozzá a megszakított spirulina port az elkészített pufferhez. Keverje össze a keveréket egyenletesen egy mágneses keverővel, vagy ultrahang kezelést alkalmazzon az extrahálás fokozása érdekében.

• Az extrakciós idő általában 1-4 óráig terjed, a specifikus kísérleti körülményektől függően.

• A fehérje lebomlásának minimalizálása érdekében tartsa fenn az alacsony hőmérsékletet a kék spirulina -ficicianin por során.

4. Szilárd-folyadék elválasztás

Az extrahálás után az elegyet 3000–10000 fordulat / perc sebességgel centrifugáljuk 15–30 percig, vagy szűrjük a sejtek törmelékének és az oldhatatlan szennyeződések eltávolításához. Ez a lépés a fikocianin tisztított nyers kivonatát eredményezi.

Tisztítási technológia

A nyers fikocianin kivonat különféle szennyeződéseket tartalmaz, beleértve a fehérjéket, poliszacharidokat és a klorofillot. A Blue Spirulina -fycocyanin por tisztítási folyamata javítja a tisztaságot és a színt, hogy megfeleljen a különböző alkalmazások igényeinek.

• ammónium -szulfát frakcionált csapadék
Az ammónium-szulfátot lépésről lépésre adják az extraktumhoz a növekvő telítettségi szinten (általában 20%, 40%, 60%és 80%), hogy egymást követően kicsapják a szennyezősági fehérjéket és a fikocianint.
A fikocianin általában 40–60% -os telítettséggel csapódik ki. Az összegyűjtött csapadékot centrifugáljuk, pufferben oldják, és többször dializáljuk a maradék ammónium -szulfát eltávolítására.

• PH beállítási csapadék
Az extraktum pH -ját 4 -re állítják be. 0 - 4,5, hogy a legtöbb szennyeződést kicsapják, míg a fikocianin a felülúszóban marad. A felülúszót ezután visszahozzák a semleges pH -ra a további tisztítás céljából.

• ultraszűrés/mikrofiltrációs membrán technológia
A membránszűrés a molekulatömeg alapján elválasztja a szennyeződéseket. Ez a módszer időt takarít meg és javítja a tisztaságot. Általában 10 kDa molekulatömegű küszöbértékű ultraszűrőmembránokat használnak.

Kromatográfiás tisztítás

• Ioncserélő kromatográfia:

A kék spirulina fikocianin por felszíni töltését használja az elválasztáshoz, gyakran kationcserélő oszlopok, például DEAE-cellulóz felhasználásával.

• Gel szűrési kromatográfia:

Elválasztja a molekulákat a méret alapján, hatékonyan eltávolítva a kis szennyeződéseket.
Ezek a módszerek alkalmasak nagy tisztaságú fikocianin előállítására tudományos vagy gyógyszerészeti felhasználásra.

• Kétfázisú extrakció
A polietilén-glikolból (PEG) és a só koncentrálja a fikocianint egy fázisból álló kétfázisú rendszer egy fázisba [2].
Ez a módszer költséghatékony és környezetbarát.

Szárítás és tárolás

A tisztított kék spirulina fikocianin por oldatot fagyasztva vagy permetezéssel kell szárítani alacsony hőmérsékleten, hogy a port a könnyű tárolás és szállítás érdekében készítse el.

A fagyasztva szárítás jobban fenntarthatja a fehérjeaktivitást, és a permetező szárítási folyamat jobban alkalmas nagyszabású termelésre, de kissé elveszítheti az aktivitást.

A tárolási hőmérséklet javasolt, hogy 4 fok alatt legyen, a fénytől és a nedvességtől távol, hogy meghosszabbítsa az eltarthatóságot.

Termelési folyamatok:

A Guanjie Biotech, mint egy kék spirulina phycocyanin porszállító, fikocianinport termelünk.

Befolyásoló tényezők Hatékonyság és tisztaság

• Nyersanyagminőség

A spirulina változatossága, növekedési körülményei és betakarítási időzítése jelentősen befolyásolja a kék spirulina phycocyanin por tartalmát. A Fresher Spirulina általában magasabb szintű fikocianint tartalmaz.

• A sejtfal zavar hatékonysága

A nem megfelelő sejtfal -megszakítás alacsony extrahálási hozamot eredményez, míg a túlzott zavar vagy a magas hőmérséklet fehérje lebomlását okozhatja.

• Kivonási feltételek

A puffer pH -ja, a hőmérséklet és az extrahálási idő kulcsfontosságú tényezők a fikocianin stabilitásának fenntartásában a folyamat során.

• Tisztítási folyamat

A nem megfelelő tisztítási lépések negatívan befolyásolhatják mind a végső tisztaságot, mind a fikocianin visszanyerési sebességét.

• Tárolási feltételek

A kék spirulina phycocyanin por nagyon érzékeny, és hideg tárolást, a fény elleni védelmet és a száraz környezetet igényel a stabilitás fenntartása érdekében.

Feldolgozási paraméterek és óvintézkedések

Tisztasági értékelési szabvány

A tisztaságot általában az A₆₂₀/A₂₈₀ UV abszorbancia arány határozza meg:

• Alacsony tisztaság ({{0}}. 7–1.0):

Elsősorban élelmiszer -adalékanyagként használják.

• Élelmiszer -fokozat (1,5–2. 0):

Élénk színű, egészségügyi kiegészítőkhöz alkalmas.

•Analytical/Pharmaceutical Grade (>3.0):

A nagy tisztaságú kék spirulina fikocianinport biológiai kutatásban és gyógyszerészeti alkalmazásokban használják.

A Blue Spirulina phycocyanin por extrahálása a Spirulinából egy összetett folyamat, amely ötvözi a biotechnológiát és a mérnöki munkát. A megfelelő sejtfal-törési technológia és az extrakciós körülmények kiválasztása, a tudományos tisztítási módszerekkel kombinálva, hatékonyan elérheti a nagy tisztaságú és nagy aktivitású fikocianin termékeket. A Guanjie Biotech egy kék spirulina phycocyanin por. Különböző specifikációkat készítünk a kék spirulina fycocyanin -ről. Ha szüksége van egy kék spirulina phycocyanin porszállítóra, üdvözölje a kérdéstinfo@gybiotech.com.

Hivatkozások:

[1] Morán, A., et al. (2007). Phycocyanin extrahálása a spirulina platensisből ultrahanggal és fagy -olvadási ciklusokkal. Journal: Bioresource Technology, 98 (8), 1484–1487.

[2] Silveira, St, et al. (2007). Cím: A c-fikocianin izolálása és tisztítása a spirulina platensisből vizes kétfázisú rendszerekben. Journal: Journal of Chromatography A, 1149 (2), 197–203.

[3] Patel, A., Mishra, S., és Ghosh, PK (2005). Cím: A C-fikocianin tisztítása és jellemzése a tengeri és édesvízi élőhely cianobaktériumfajokból. Journal: Fehérje expresszió és tisztítás, 40 (2), 248–255.