스피룰리나에서 피코시아닌을 추출하는 방법은?

Phycocyanin(PC) is 한type 의phycobiliprotein, formed 에 의해이combinati에의이blue phycocyanin(phycoerythrin) 그리고soluble protein다다다다. Phycocyanin(phycoerythrin) is a type 의accessory photosynthetic 단백질found in cyanobacteria, red algae, cryptophytes 그리고dinoflagellates.  운반체 단백질과 염색체 보조군 (선형으로 확장된 테트라피롤 화합물, 그림 1 참조)을 구성하여 복합 단백질을 형성한다.

운반체 단백질과 염색체는 황화물 결합으로 연결되어 있다.각 phycobiliprotein 분자에는 두 펩 티 드 사슬, α β, 그리고 각 펩 티 드 체인에는 하나 이상의 chromophores covalently [1-2] 마련이다.phycobiliprotein 분자에는 세 chromophores인 데, 그것은 α에 부착 되어-84, β-84와 β-155 위치다.phycobiliprotein의 분자량은 44 kDa, 등전점 (pI)은 4.3, 최대흡수파장은 620 nm이다.피코시아닌의 순도는 종종 A620 nm/A280 nm로 표현되며, 피코시아닌은 순도 (P)에 따라 세 종류로 나뉜다:식품 등급 (P>0.7), 시약 등급 (0.7<P<3.9), 분석 등급 (P>4.0) [3].

피코시아닌은 빛과 열에 불안정하다.광하에서 상온에서 10일간 저장한 결과, 100 mg/L 수용액 phycocyanin용액의 색소 유지율은 19.34%에 불과했다.어두운 곳에서 40 °C에서 10일간 저장한 결과 색소의 유지율은 24.89%에 불과했다 [4].50 °C 이하에서는 열적으로 안정하지만, 온도가 60 °C에 도달하거나 초과하면 열안정성이 크게 감소한다.온도가 70 °C까지 올라가면 피코시아닌의 용액은 즉시 무색상태로 사라지고 청회색의 전개물 침전물이 나타난다 [5].Phycocyanin은 pH에 민감하다 pH 3과 pH 5에서 Phycocyanin의 용해도는 상대적으로 낮다.pH 5~9에서는 지질 산화를 더 잘 억제할 수 있지만, 피코시아닌의 유화 안정성은 pH 3과 pH 11에서 더 좋다 [6].

Phycocyanin has 기능활동such as anti-tumor, anti-oxidation, anti-inflammati에그리고immunity enhancement. Phycocyanin can inhibit the in vitro migrati에의lung cancer LTEP-a-2 cells by regulating apoptosis genes [7]. It can enhance the therapeutic 효과의radioactive col에cancer by inhibiting the expressi에의COX-2 [8]. It can significantly increase the SOD enzyme activity in the plasma 그리고liver 의mice after radiation, increase the activity 의GSH-PX, reduce the content 의reactive oxygen species (ROS) in liver tissue, 그리고reduce the oxidative damage caused by radiati에을the body [9]. In addition, the protein 그리고chromophore parts 의phycocyanincan exert antioxidant 효과through 다른pathways [10]. Phycocyanin can alleviate X-ray-유도pneumonia through the TLR-MyD88-NF-κB signaling pathway[11], promote the proliferation 의mouse splenic lymphocytes, 그리고enhance immune activity[12]. Phycocyanin can also inhibit the transformation 의osteoblasts into osteoclasts 그리고specific osteoclasts[13]. Phycocyanin is widely used as a natural coloring agent in cosmetics, beverages, ice cream, chewing gum 그리고dairy products [14]. As a functional ingredient, it has attracted widespread attention 에서the industry.

Phycocyanin은 스 피 루 리나platensis[3,15]의 건조중량의 20%까지 될 수 있으며, 이는 Chaohu Lake [16]의 6%의 시아노박테리아와 Arthrospira maxima [17]의 7%보다 상당히 높은 수치이다.스 피 루 리나platensis의 집중 배양의 성공으로 phycocyanin의 산업 생산에 선호 되는 원료로 되었습니다.phycocyanin의 대규모 추출, 정화 및 안정화는 항상 spirulina 심층 처리의 초점이었습니다.본 논문은 지난 5년간 스피룰리나에서 phycocyanin의 추출, 정제 및 제조에 관한 연구 진행과정을 고찰하여, phycocyanin의 심층 개발 및 응용에 대한 체계적인 이해를 제공하는 것을 목적으로 한다.

phycocyanin추출 연구 진행 1

이content phycocyanin의is closely related to the cultivation 조건그리고processing 기술의spirulina. 이phycocyanincontent 의spirulina obtained 에서different nitrogen sources in the culture medium is different [18], 그리고the phycocyanin content 의spirulina irradiated with red light is 42% higher than th에서의spirulina irradiated with blue light [19]. 스 피 루 리나교양 있는in spring 그리고summer has a higher phycocyanin content than spirulina cultivated in autumn [20]. Spirulina is commonly dried in several ways: cool drying, sun drying, oven drying, microwave drying, vacuum drying, freeze drying, 그리고spray drying. 이drying 방법that help to stabilize phycocyanin are freeze drying, cool drying, 그리고spray drying. Other drying methods result in a loss 의phycocyanin ranging 에서40% to 80% [21]. Phycobiliproteins are intracellular proteins, 그리고the추출ion effect is related to the cell wall breaking 방법그리고the 추출프로세스parameters.

세포벽 허물기 방법 1.1

일반적인 기계적 방법에는 부종, 반복 동결 및 해동, 초음파 보조 세포 파괴, 고압 균질화, 조직 연마 등;또 화학용매방법과 생물효소방법이 있다.또한 펄스 전기장 및 저항가열 방법이 최근 들어 사용되어 세포분열로 phycocyanin을 추출하고 있다.실제로는 여러 가지 세포 파괴 방법을 조합하여 원하는 효과를 얻을 수 있습니다.

1.1.1 부종 방법

Spirulina dry powder is soaked in an aqueous solution. Due to the difference in osmotic pressure inside 그리고outside the cell, water enters the cell, bursts the cell wall, and the phycobiliprotein is released. 이swelling method requires simple equipment and is easy to operate. 이disadvantage is that it takes a long time. Yu Jianfeng et알다.[22]added spirulina dry powder to a phosphate buffer solution with a pH 의7.0 and allowed it to swell 을6 h.  phycocyanin의 수율은 8.08%였다.마리등 23)이 건조시킨 spirulina 분말 (액체 대 분말 비율 = 1:250, m:V)을 탈이온수와 인산염 완충용액 (pH 7.0)에 적가하였고, spirulina 분말 중 phycocyanin의 평균 함량이 151.80 mg/g이 되도록 측정하였다.

동결과 해동을 반복하는 방법 1.1.2

저온 동결환경을 이용하여 스피루리나 서스테이션을 동결시킨 후 상온에서 해동하는 과정을 여러 번 반복하면 세포분열 효과를 얻을 수 있다.세포가 깨지고 phycobiliproteins이 분비된다.동결과 해동을 반복하는 방식은 구현이 쉽지만 대규모 생산에 오랜 시간이 걸리고 성과를 내기 어렵다는 단점이 있다.양영 [24]한 스피룰리나 분말을 0.01 mol/L phosphate buffer (pH 7.0)에 분산시키고, 동결융해 과정을 3회 반복하였으며, 원액 추출물 phycocyanin의 순도는 0.97 이었다.

초음파 보조 세포벽 파괴 방법 1.1.3

주된 방법은 초음파 전송의 캐비테이션 효과를 이용하여 파쇄력과 충격파를 발생시켜 세포벽을 완전히 파괴하고 세포내 단백질을 방출하는 것이다.초음파 세포벽 파괴 방법은 실험 주기가 짧고 셀 파괴율이 높다는 장점이 있다.그러나 공장 생산시 에너지 소비가 많고, 초음파 세포벽 파괴 과정에서 발생하는 열로 인해 재료의 온도가 상승한다는 단점이 있으며, 쉽게 단백질 변성을 일으킬 수 있는 것.첸등 25)은 20 kHz 초음파를 60초간, 60초 간격으로, 4 ℃에서 20분 동안 spirulina 분말 용액 (액체 대 고체 비율 1:100, m:V)을 처리하여 0.73 mg/mL 농도의 phycocyanin의 조추출물을 얻었다.

고압 균질화 1.1.4

고압 균질기 내의 물질이 고압 균질화 밸브를 통과할 때 가압 및 갑작스러운 감압 과정에서 발생되는 고속 파쇄 및 충격 현상으로 인해 불투과성 액체-액체 또는 액체-고체 실험물질이 극히 미세하고 균일한 유제를 형성하게 된다.Mari 등 (23)은 세포벽을 부수기 위해 1600 bar 압력 균질화를 사용하였으며, 조추출물의 phycobiliproteins의 함량은 (291.9±6.7) mg/g 이었다.

고속 깎는 방식 1.1.5

고속 회전 블레이드에서 발생하는 강한 파쇄력은 고속 유동 중에 파손된 물질이 용매 매질과 물질을 완전히 전달하게 하여 가용성 물질의 용해를 촉진한다.심상양 외 15명)은 spirulina platensis를 10,000 r/min로 분산시키고 혼합물을 3회에 걸쳐 총 40분간 균질화하였으며, phycocyanin 수율은 213.32 mg/g 이었다.콜로이드 밀, 볼 밀 등에서 발생하는 기계적인 힘으로 스피룰리나의 세포벽을 파괴한다.POTT et알다.[26]은 신선한 spirulina suspension을 48 h 동안 지속적으로 갈기 위해 산화지르코늄 비드를 사용하였으며, spirulina platensis에 있는 phycocyanin의 90% 가 용해되었다.

화학시약법 1.1.6

화학시약 [2-(n-모폴리노) 에탄술폰산, 염화칼슘 등]은 세포벽의 조직구조를 직접 파괴하고 투과도를 높이며 단백질이 세포밖으로 흘러나오게 할수 있다.처리된 시료에는 세포 불순물이 적으나, 화학 시약의 도입은 이후의 정화에 도움이 되지 않으며, 화학 시약은 단백질 구조에 손상을 일으킬 가능성이 있습니다.PUROHIT 등 [27]이 스피룰리나를 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid buffer로 처리한 결과, 조추출물의 phycobiliprotein의 순도는 0.64 이었다.KHAZI등 [18]은 염화칼슘 1.5% 용액을 사용하여 스피룰리나를 12시간 동안 적가하였고, phycobiliprotein의 순도는 1.18에 도달하였다.

생물학적 효소법 1.1.7

세포벽에 생물학적 효소를 처리하여 세포 내 물질의 용해를 촉진시킨다.TAVANANDI등 [28]은 spirulina를 1% lysozyme으로 처리하였고, phycocyanin의 순도는 1.19였다.초음파보조효소치료 (0.6% lysozyme, 온도 37 °C ± 2 °C)는 계면활성제 (Triton X-100, Tween 20, Tween 80) 및 효소만을 사용하는 것보다 효율적이다.phycobiliproteins의 추출효율은 92.73 mg/g에 달하였고, 순도 1.09로.IZADI etal.[29].스 피 루 리나를 치료 파우더 서스펜션 24년 간 100 μ g/mL 소자 h,의와 원유의 순수성을 추출 물을 phycocyanin 0.70었어, 그리고 단백질 농도 0. mg/mL이었다.

펄스전기장법 1.1.8

펄스 전기장에 세포를 노출시키면 세포 내부와 외부에 transmembrane voltage 가 형성된다.이로 인해 세포막이 손상되고, 이는 다시 세포 내 물질이 녹아내리는 원인이 된다.AKABERIet알다.[30]내 펄스 전기 장을 사용 (40 kV/cm, 1 μ s)에서 스 피 루 리나를 치료하 재배 되 pH 8 버퍼 원유 phycobiliprotein 추출 한 51의 순수함을 얻을 수 있습니다.AOUIR 등 [31]은 펄스전기장과 초음파를 이용하여 phycobiliproteins을 추출하였다. 펄스전기장법으로 추출한 phycobiliproteins의 순도 (P=0.50) 가 초음파법 (P=0.44)보다 높았다.조추출물의 phycobiliproteins의 순도는 전통적인 추출물보다 낮았으나 효율은 높았다.

저항 가열 방법 1.1.9

한suitable 전기필드is used to provide resistance through a semiconductor material, which directly generates heat inside the material, causing the membrane to become disordered and 생산a polar pattern,which ultimately causes the intracellular components to 흐름out. 페드로et알다.[32]treated a spirulina powder solution by resistance 난방at room temperature and measured the spirulina powder phycocyanin content to be (45.54±1.93) mg/g, which is 51% higher than that obtained by directly heating the spirulina solution to extract phycocyanin.

허우자오취안 등 [33]이 동결융해법, 단독으로 사용한 초음파 방법과 동결융해와 초음파를 혼합한 방법을 비교한 결과, 단독으로 사용한 초음파 방법보다 조합의 추출률이 3.07% 높았다.유장봉 등 (22)은 phycobiliproteins을 추출하기 위한 swelling method, 초미세 파쇄법, 초음파법, 반복동결 및 해동법, 초미세 파쇄법, 초음파법을 비교하였으며, phycobiliprotein의 추출에 적합한 초미세 파쇄법을 발견하였으며, 추출율은 9.22%까지 높일 수 있음을 확인하였다.일반적으로 세포붕괴가 완전할수록 phycobiliprotein 분해율이 높아지지만 spirulina cell sheath polysaccharides와 같은 것이 분해되면 이후 phycobiliprotein의 분리 및 정제가 더욱 어려워진다.

1.2 추출과정

1.2.1 추출 용매

범샤오위 [34]는 동결융해법을 이용하여 0.3% (m:V) Acolectin-CHAPS(AC) buffer (pH 6.7), 0.1 mol/L phosphate buffer (pH 7.0), 0.1 mol/L Tris-HCl buffer (pH 7.0) 가 phycobiliproteins의 추출에 미치는 영향을 비교하였다. where AC buffer was the most effective, phosphate buffer was second, and Tris-HCl buffer was the least effective. KHAZI et알다.[18].used a 1.5% calcium chloride solution to extract phycocyanin, 그리고의 순수함원유phycocyanin extract1.18었다.

액체 대 물질 비율 1.2.2

Wanida et알다.[35]compared the experiments of extracting phycocyanin0.06, 0.04 및 0.02 g/mL의 세 가지 다른 액체 대 물질 비율에서.조추출물의 phycobiliproteins의 농도는 각각 6.64, 4.18및 2.19 mg/mL 이었다.류유환 등 (36)은 pH 7.0, 30 °C에서 1.5시간 동안 인산 구연산 나트륨 완충제 조건에서 추출하고, 스피루리나 용액의 농도를 1:20~1:60의 여러 액체 대 물질 비율로 비교하였다 (m:V).30 ℃ 조건, 1.5 h 동안 추출, 스피룰리나 용액의 여러 농도의 1:20~1:60의 물질 용액 비에 비해 (m:V) 발견, 재료용액비가 1:50 (m:V) 이상일 때, …의 양phycocyanin (A618 nm) does not increase significantly. A higher liquid-to-material ratio results in a higher concentration of phycobiliproteins in the crude extract, but the 생산량of phycobiliproteins decreases. A lower liquid-to-material ratio results in more complete protein dissolution and a higher yield of phycobiliproteins, but the subsequent protein concentration and 정화work increases.

1.2.3 이온강도

리등 (37)은 NaCl의 이온강도가 5 g/L 이상이면 동시에 추출되는 엽록소를보다 효과적으로 환원시킬 수 있음을 발견하였다.POTT 등 (26)은 피코빌리 단백질의 추출에 0.1-0.8 mol/L 염화칼슘 용액의 효과를 비교한 결과 pH 6.0에서 0.5 mol/L 염화칼슘과 0.35 mol/L 아세테이트 완충액이 가장 좋은 결과를 주었다.

1.2.4 pH

phycobiliproteins의 중합상태 (monomer, trimer, hexamer 또는 기타 oligomers)는 pH와 관련이 있으며, pH 7.0에서 phycobiliproteins의 82% 가 trimer 형태로 존재한다 [38].Shen Xiangyang et알다.[15]은 phycobiliproteins의 추출에 다른 pH (5.0-9.0) buffer 시스템이 미치는 영향을 비교하였고 pH 7.0에서 phycobiliproteins의 수율이 157.75 mg/g에 이를 수 있음을 발견하였다.

1.2.5 온도

단백질이 온도에 민감하다는 것은 상식이다.보커 등 [5]이 차동스캐닝 열량계로 그것을 발견했다phycocyanin50-70 °C에서 빠른 탈중합 및 변성을 거치고, 그phycocyanin삼중자는 육중자보다 변성하기 쉽다.WANIDA등 [39]은 0.06 g/mL spirulina 가 25, 4,-20 ℃에서 12시간 동안 0.1 mol/L 인산염 완충에서 부은 것을 비교하여 발견, …의 농도phycocyanin조추출물에서는 각각 7.52, 6.25 및 4.06 mg/mL 이었다.적절한 범위 내에서 추출 온도를 높이면의 추출률을 높이는 데 도움이 될 것이다phycocyanin.

2 phycobiliproteins의 정제 연구 진행

Spirulina crude extracts contain a wide range of components, including polysaccharides, proteins, mineral salts, and other functional components (chlorophyll, carotene, vitamins, γ-linolenic acid, etc.). The phycocyanin조미 추출물의 s는 다양한 요구를 충족시키기 위해 일정한 순도로 정제될 필요가 있습니다.phycobiliproteins의 일반적인 정제방법에는 염류강수, 막여과, 2 상추출, 자유흐름전기영동, 컬럼크로마토그래피 등이 있다.여러 가지 정화 방법을 함께 사용하면 고순도를 얻을 수 있습니다phycocyanin.

2.1 염식 강수법

저농도 황산암모늄 용액 (포화도 25% 미만)은 핵산, 엽록소, 일부 잡질 등의 불순물을 침전시킬수 있고, 고농도 황산암모늄 용액 (포화도 40% 이상)은 phycobiliproteins을 침전시킬수 있다.두 방법 모두 침전시키는데 사용될 수 있다phycocyanin한 번에. 주샤오첸 [40]은 crude phycobiliprotein 추출물의 순도를 0.56에서 1.08로 높이기 위해 one step salting out에 40%의 포화황산암모늄 용액을 사용하였다.또한 Phycobiliprotein은 저농도 황산암모늄 용액과 고농도 황산암모늄 용액을 여러 단계로 나누어 사용하여 정제할 수 있다.첫 번째 단계에서는 조제추출물의 불순물 일부를 제거하고, 두 번째 단계에서는 phycobiliprotein을 수집합니다.Xu Run [41]은 10%/40% 포화 황산암모늄을 사용하여 phycobiliprotein의 순도를 0.59에서 1.62로 높였다.심향양 [42]은 20%/50%의 포화 황산암모늄을 사용하여 2단계로 phycobiliprotein의 순도를 0.3에서 2.3으로 높였다.

황산암모늄으로 phycobiliproteins을 정제할 때,에 도입된 황산암모늄phycocyanin솔루션을 사용하면 후속 처리시 문제가 발생합니다.

2.2 막여과

막여과 공정은 수처리, 식물추출물, 식품가공 등 분야에서 대규모로 사용되고 있다.식품 등급 이상phycocyanin막 여과 (membrane filtration)를 이용하여 얻을 수 있다.

GARCIA-LOPEZ et알다.[20]를 필터링 할 0. 2 μ m microfiltration 막 사용 된 원유 phycobiliprotein 추출, 사용 한 후 10 kDa ultrafiltration 그것을 필터 막다. phycocyanin의 순도는 2.65에서 3.72로 증가하였다.진송 등 (43)은 300~200 kD와 100~50 kD 초여과막을 이용하여 phycocyanin 농축액을 단계적으로 정제하였으며 순도는 >1.0 이었다.

2.3 2 상 용매 추출법

기청화 등 44명은 스피루리나 분말 유지를 제조하고 반복 동결융해법을 이용하여 세포벽을 부수고 2 상 용매 (PEG 2000-황산마그네슘)를 첨가하여 추출하였다.이phycocyanin의 순도 was increased 에서0.78 to 2.64.

주샤오첸 [40]정화phycocyanin황산암모늄으로 1단계 염류한 다음, PEG 4000-phosphate 이중 수용액으로 추출하였다.…의 순수성phycocyanin1.08에서 3.47로 증가되었다.

2 상 추출 방법은 효과적으로 분리할 수 있습니다phycocyanin불순물로부터, 하지만 2 상 물질의 비용은 산업 생산에 그것의 적용을 제한합니다.또한 phycobiliproteins에 새롭게 도입된 불순물은 이후의 분리를 어렵게 한다.

자유유동 전기영동 2.4

양잉 [24]은 2단계 황산암모늄 강수를 사용하여 원유를 침전시켰다phycocyanin사용 되는 추출, 그리고 free-flow 전기 영동 (온도 14 ° C 전압 500 V, 표본 유량 200 μ L/min) 정화phycocyanin, 그리고 순수함phycocyanin2.19에서 4.60으로 증가되었다.

2.5 컬럼 크로마토그래피

Shen Xiangyang [42]의 2.3% 용액을 정화하기 위해 2단계 황산암모늄 강수를 사용했다phycocyanin그리고 나서 정화했지phycocyaninDEAE Tanrose FF에 약한 음이온 교환 크로마토그래피를 사용하여 최대 4.0%의 순도를 얻었다.

샤오 밍페이 (Shao Mingfei) [45]는 염장처리를 위해 조제한 피코시아닌 추출물에 1.25 mol/L 황산 암모늄을 첨가한 다음, 거시 프렐류드 Methy1 HIC (메타크릴아미드 에스테르 소수성 컬럼 크로마토그래피) 1단계 컬럼 크로마토그래피를 사용하여 피코시아닌의 순도를 0.506에서 4.017로 높였다.

장샤오밍 등은의 순도를 높이기 위해 분말활성탄과 하이드록시아파타이트 컬럼 크로마토그래피를 병행했다phycocyanin1.0 mg/mL의 crude phycobiliprotein 추출물을 사용하여 0.77 ∼ 4.51.

컬럼 크로마토그래피 공정은 용량이 작고 효율이 낮으며, 수지의 친환경 재생 기술이 도전에 직면해 있어 고순도 생산에 적합하다phycocyanin.

여러 방법의 조합 2.6

PUROHIT 등 [27]신선한 스피룰리나를 부풀어 오르기 위해 2-모폴리네에탄술폰산이 함유된 완충제를 사용했다.원유 추출물을 투석한 후,의 순도를phycocyanin0.64에서 1.34로 증가하였고, DEAE column chromatography 후 순도는 6.17에 도달하였다.

장파유 [16]는 조제된 phycobiliprotein 추출물의 순도를 0.40에서 1.69로 높이기 위해 1.0과 1.8 mol/L ammonium sulfate로 2단계에 걸쳐 동결 및 해동을 반복하였다.2단계 염분 후, PEG/(NH4)2SO4 aqueuos 상으로 phycobiliprotein 용액을 추출한 결과, phycobiliprotein의 순도는 1.69에서 2.62로 증가하였으며;2단계 소금 추출phycocyanin용액을 셀룰파인 A-500과 HA 컬럼을 연속적으로 통과시키고,의 순도를phycocyanin4.59에 도달할 수 있습니다.

3. phycocyanin의 안정화 연구 진행

Phycocyanin is available in 액체 phycocyanin, phycocyanin powder, phycocyanin tablets, phycocyanin microcapsules다른 준비도하고.phycocyanin의 생리활성의 유지는 그 존재상태와 밀접한 관계가 있다.현재 phycocyanin의 물리적, 화학적 안정성을 향상시키는 방법으로는 pH 조절, 안정제나 방부제 첨가, phycocyanin 마이크로캡슐이나 나노입자를 준비하는 방법 등이 있다.

3.1 pH 조절하기

Qi Qinghua 등 [44]은 0.78%의 순수한 phycocyanin 용액을 낮은 온도에서 보관할 때 안정성이 더 안정하며 >40 °C 이후에 안정성이 급격히 감소한다는 것을 발견했다.pH 4~7에서 안정성이 더 좋으며, pH 5에서 안정성이 가장 좋다.Phycocyanin의 흡습성은 어두운 곳에서 7시간 동안 저장되어도 변하지 않는다.

안정제나 방부제 첨가 3.2

Xu Run 등 (47)은 phloroglucinol 용액을 어두운 곳에서 40 °C 이하의 중성 조건에서 저장하고 포도당, 염화나트륨, 소르브산칼륨을 첨가한 후 72시간 동안 방치했을 때 phloroglucinol의 보존율이 각각 53.4%, 31.7%, 35.7% 증가하였다.

WANIDA et알다.[39]은 두 용액을 비교하였는데, 하나는 0.4%의 구연산에 1 mg/mL의 피코빌리 단백질이 함유된 용액이고 다른 하나는 구연산이 없는 용액이다.80 °C에 1시간 동안 둔 후, 구연산을 첨가한 용액의 phycobiliprotein 농도가 65%에서 19%로 감소하였고, 그리고 구연산이 없는 용액의 농도는 51%에서 11%로 감소하였다.

페어타 등 (FAIETAet알다.[48])은 분광광도법과 원형 다이크로이시스를 통해 당이 시안닌의 안정성에 미치는 영향을 연구한 결과, 저장 시간이 연장되면서 시안닌 용액의 색이 점차 사라지고 구조가 불안정해진다는 것을 발견하였다.sucrose를 첨가한 cyanin 용액이 더 안정적이었고, The algin protein is more stable in a 70% sucrose solution than in 20% and 40% sucrose solutions when stored at 65 °C 을1 h.

3. 3 Microencapsulation

슈마츠 (SCHMATZ) 등은 전기분사를 통해 피코시아닌의 미세캡슐을 생산해 피코시아닌의 활성을 보호했다.생성된 PC-PVC (phycocyanin-polyvinyl alcohol) 초미립자는 phycocyanin의 허용온도를 216 °C까지 증가시킨 반면, DPPH 청소율은 phycocyanin의 27%에서 마이크로캡슐의 9.2%로 감소하였다.

FAIETA등 50)은 순수 trehalose/trehalose와 maltodextrin 혼합분말, phycocyanin (0.5% 함량)을 동결건조 및 분무건조를 통해 phycocyanin 마이크로캡슐을 제조하였다.동결건조로 제조한 마이크로캡슐은 89%의 phycocyanin 함량을 보였으며, 스프레이건조는 77%의 phycocyanin 함량을 나타내었다.더 많은 trehalose 가 있을수록, phycocyanin의 보호는 더 좋아졌습니다.phycocyanin 마이크로캡슐을 80 °C에서 1 h 동안 두었을 때, 설상화된 마이크로캡슐의 phycocyanin 함량은 원가의 64%로 감소하였으며, 스프레이 건조된 마이크로캡슐의 phycocyanin 함량은 원가의 90%로 감소하였다.

GUSTININGTYAS 등 (51)은 가용성 키토산 나노입자를 이용하여 phycocyanin의 미세캡슐을 제조하였다.키토산 대 피코시아닌의 질량비가 1:0.75일 때, 피코시아닌의 마이크로캡슐은 50 °C에서 90분간 보관할 수 있었으며, 620 nm 에서의 광흡수는 기본적으로 변하지 않았다.

3.4 화학적 개질

무나워로외 [52]는 포름알데히드로 phycobiliproteins을 변형시켰다.phycobiliprotein-formaldehyde 복합체의 최대흡수파장은 611 nm로 이동되었다.황색광에 5 h 동안 노출된 후 612 nm에서 phycobiliprotein-formaldehyde 복합체의 광흡수는 3.95% 감소하였고, 620 nm에서 phycobiliprotein의 광흡수는 5.71% 감소하였다. 폼알데하이드로 변형된 phycocyanin은 변형되지 않은 phycocyanin보다 안정하다;그러나 백색광이나 UV-A (320~400 nm) 아래에서는 안정적이지 못하다.

Ou 등 [53]은 피코시아닌을 폴리에틸렌글리콜 (PEG)로 변형시켰다.PEG의 phycocyanin에 대한 몰비가 5일 때, phycocyanin의 수정율은 55%였다.쥐를 대상으로 한 모의 실험에서 PEG-PC와 PC의 반감기는 각각 (1366±55) min과 (817±42) min으로 나타났다.

일반적으로 분말 상태의 피코시아닌은 액체 상태의 피코시아닌보다 더 안정적이며, 마이크로 캡슐화되어 화학적으로 변형된 피코시아닌은 훨씬 더 안정적이다.현재, phycocyanin은 일반적으로 두 가지 복용량 형태를 포함합니다:liquid phycocyanin and powder phycocyanin. Powder phycocyanin is generally produced by spray drying or freeze drying. The main excipients in the product are trehalose, glucose and maltodextrin.

4 결론

In recent years, some progress has been made in the 추출and separation of phycocyanin, but there are still some problems such as low 생산efficiency and 높은energy consumption. Research and development is still needed 을efficient wall-breaking 기술for spirulina and specific purification technology for phycocyanin. The unstable nature of phycocyanin itself limits its 응용 프로그램in downstream industries to a certain extent. The technology for stabilizing and maintaining the activity of phycocyanin is still focused on the 안정of phycocyanin ingredients. The 안정of phycocyanin ingredients after stabilization in 음식applications still needs to be studied in depth in order to further develop the deep processing and application of phycocyanin.

참조:

[1]  팬 ZK,후 LL.Spirulina [J]의 화학조성, 생물학적 활성 및 응용에 관한 고찰.Biol Teach, 2020년,45(2):2-3.

[2]  쉐 후보  LM,  카스 티요  G,  모지  L,  et   알다.  Phycocyanin   그리고 phycoerythrin: 전략 to  개선 생산 yield  and  화학적 안정성 [J.Algal Res, 2019, 42:101600.

[3]  KANNAUJIYA VK,신하 RP.phycocyanin의 Thermokinetic stability에 대한 자료입니다 그리고 식품 등급 방부제 [J]에 phy코어린.JAppl Phycol, 2016, 28:1063-1070.

[4]  LV PP,리 CM,양 DL 외.연구논문:스피룰리나 phycocyanin의 안정성에 관한 실험적 연구 (Experimental 연구on the 안정of phycocyanin in Spirulina [J.Guangdong Chem Ind, 2019, 46(5):60-61.

[5]  BOCKER   L,   공화당 원인    T,   디너    M,   et     al.     시간-temperature-resolved functional  and  구조 변화 Arthrospira platensis/Spirulina [J]에서 추출한 phycocyanin의.음식Chem, 2020년,316:126374.

[6] 첸 XH다.pH 가 C-phycocyanin의 유화활성에 미치는 영향 (J.Mod 음식Sci Technol, 2020, 36(9):117-125.

[7] 옌Y,HAO S,리S,외.폐암 LTEP-a-2세포에 대한 phycocyanin의 In vitro 기능 [J]다.J Chin Inst Food입니다 Sci 테크놀, 2018, 18  (8):24-32.

[8]  KEFAYAT 한, GHAHREMANI F, SAFAVI 한, et al.  C-phycocyanin:COX-2발현 억제를 통한 대장암 방사선치료 효능 증진을 위한 전파 감응 특성을 가진 천연물 [J.Sci 리포트, 2019, 9(1):19161.

[9].  류 Q, 리 WJ, 루 LN, et  al.  보호 effect  of  phycocyanin  방사선에 의한 생쥐의 산화적 손상에 대하여 [J.한국원자력학회, 2018, 41 (1):1-6.

[10]  메이 X, 왕 G,청 C 등.순도를 달리한 5가지 phycocyanins의 항산화특성에 관한 연구 (Studies on the 항산화 속성of five different phycocyanins with different purity)식품 Sci,2020,

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200209-059.

[11]  류 Q, 리 W J, 루 L, et  al.  Phycocyanin  흐르면서 폐를 통해 염증 X-ray-induced TLR2-MyD88-NF-κ B 경로 [J] 신호이다.J Oceanol Limnol, 2019, 37(5):1678-1685.

[12]  ZHAO XX, QIU LJ,XUAN CR,외.phycocyanin subunit 추출물과 면역활성 [J.Chin J Surg Integr Tradit Western Med, 2016, 22(2):156-160.

[13]  모하메드 S  한, 넌 한,  SUNIPA M, et  al.  C-phycocyanin흐르면서 RANKL induced  osteoclastogenesis and  뼈 퇴화를 억제를 통해 체외에서 ROS 수준, NFATc1와 NF-κ B 활성화 [J].Sci Rep, 2020, 10(1):2513.

[14]  KISSOUDI M, SARAKATSIANOS 나는, SAMANIDOU V. 격리 and purification of food-학년C-phycocyanin에서Arthrospira platensisand its determination in confectionery by HPLC with diode array detection [J].J Sep Sci, 2018, 41(4):975−981.

[15]  SHEN XY,LIANG X, FU Y 등이 있습니다.연구논문:Spirulina platensis에서 phycocyanin의 추출과정에 관한 연구 (J.Mod Food Sci Technol, 2019, 35(7):198−204, 136.

[16]  장 FY다.시약의 추출 및 정제 기술에 관한 연구 grade phycocyanin 및 스펙트럼 분석 [D].허페이:허페이 공과대학교, 2016.

[17]  레이 K, 무 커지  C. 한  개선 method   for  추출 및 미생물 세포로부터 polyphosphate 과립의 정량 [J.의정서 교환, 2015, 7(1):67.

[18]   KHAZI  MI, 데미 Z,  DALAY MC다.  평가 of  성장  그리고 phycobiliprotein 구성 of  아노 박테리아 격리 cultivated  서로 다른 질소원에 [J.J Appl Phycol, 2018, 30:1513−1523.

[19]  WICAKSONO 하하,SATYANTINI WH, MASITHAH ED. 「 The spectrum of light and nutrient required to increase The production of phycocyanin Spirulina platensis」 (영어) [J]다. IOP Conf Series 지구 Environ 2019년 Sci, 236,

DOI:10.1088/1755-1315/236/1/012008.

[20]  가르시아-로페스다, 올귄에지, 곤잘레스-포르텔라 레 외. Arthrospira (Spirulina) maxima의 생산을 위한 새로운 2 상 생물 공정 LJGR1 at  조종사 식물 규모 동안 different  계절 and  for  phycocyanin   유도  아래  통제  conditions   [J]다.  구라 Technol, 2020, 298:122548.

[21]  NOURI E, ABBASI H, RAHIMI E. 가공이 물의 안정성에 미치는 영향- and  지용성 비타민, 색소, (C-phycocyanin, carotenoids, chlorophylls)와 Spirulina platensis의 색채 특성 [J]다. Qual Assur Saf 크롭, 2018, 10(4):335−349.

[22]   YU JF, FU J, 엄마X, 외.연구논문:Spirulina platensis에서 phycocyanin 추출을 위한 세포분열방법의 비교 (Comparison of cell disruption methods for the extract of phycocyanin Spirulina platensis의[J])Food Mach, 2017, 55(5):173−177.

[23]  MARI   CR, 마조리 J,  엘 레나 M. 빠 른 녹색 추출 기능성 적용을 위한 Arthrospira maxima의 C-phycocyanin중 [J.JAppl Phycol, 2019, 9(10), 1987.

[24]   phycocyanin의 빠른 분리 및 정제에 관한 연구 (YANG Y. Methodological 연구about fast separation and purification of phycocyanin 을 통해 무료 flow  전기 영동  [D]다. 광 저 우:  중국남방과학기술대학, 2016.

[25]  첸KH, WANG SS, SHOW PL,외.다음을 위한 신속하고 효율적인 기술 직접적인 추출 of  C-phycocyanin 에서 매우 혼탁 한  Spirulina platensisalgae using hydrophobic interaction chromatography in stirred fluidized bed [J.Biochem Eng J, 2018, 140:47−56.

[26]  POTT RWM다.살아있는 Spirulina sp.의 칼슘 지원 cytolysis를 통한 청색 생물학적 색소 C-phycocyanin의 방출. [J]다.Color Technol, 2018, 135(1):17−21.

[27]   PUROHIT 한,쿠마르 V, CHOWNK M,외.Processing-independent 세포 외 production  of  high  순도 C-phycocyanin 에서 스피룰리나 플라텐시스 (Spirulina platensis, J.ACS Biomater Sci Eng, 2019, 5(7):3237−3245.

[28]  TAVANANDI    HA,     RAGHAVARAO   KSMS다.    Ultrasound-assisted 효소 추출 자연의 음식 colorant C-phycocyanin from  Arthrospira platensis의 건성 바이오매스 (J.LWT-FoodSci Technol, 2020, 118:

108802.

[29]   Spirulina platensis 로부터 IZADI M,FAZILATI M. phycocyanin 추출 및 정제 및 항산화 및 항염증 활성 평가 [J.Asian J Green Chem, 2018, 2(4):364-379.

[30]   AKABERI  S,  자메이카에 D, 뮬러 G, et  al.  영향을 of  배양 조건 on  protein   and  C-phycocyanin 복구  from  Arthrospira platensis  post-pulsed 전기 필드 치료 [J]다. 구라 테크노놀, 2020, 306:123099.

[31]  AOUIR A, AMIA리M, KIRILOVA-GACHOVSKA T, 외.pulsed의 효과 electric  field  (PEF) and  초음파 (우리) 기술  on  Arthrospira platensis에서 phycobiliproteins의 추출 [C]//다.오타와:캐나다 IEEE International Humanitarian Technology Conference, 2015.

[32]   PEDRO  FS, RAFAELA N, 크리스티나 씨다. 영향을 의 열 및 전기 effects  of  ohmic heating   on  C-phycocyanin  properties   그리고 biocompounds 복구  from  Spirulina  platensis   [J]다. LWT-Food   Sci Technol, 2020, 128:109491.

[33] HOUZQ, 류XY,SHI C 외.스피루리나 조류로부터 phycocyanin을 추출하기 위해 동결해동법과 초음파 파쇄동법을 이용한 추출절차 연구 (The research of 추출procedure by using freezing thawing and ultrasonic broken frocess)J Inner Mongolia Agric Univ (Nat Sci Ed), 2017, 38(2):69−75.

[34]  팡  XY다.  연구  and   비교  of   the   추출  methods   phycocyanin과 it의,s applicationin remote sensing [D].Xi' 안:노스웨스트 대학교, 2013.

[35]   WANIDA    z9에,    WAREERAT   K,     SIRILUCK   나는다.    추출   Arthrospira (Spirulina)의 C-phycocyanin과 구연산과의 열안정성 [J.J Appl Phycol, 2017, 30:231−242.

[36]  류  YH,  LI   CX,  LI   DL다.  추출  technology   and   안정  진공동결건조에 의한 Spirulina maxima 로부터 phycocyanin의 [J.음식 Nutr Chin, 2016, 22(9):51−55.

[37]  LI  Y,  장 Z, PACIULLI M,  et  al.  추출 건조 spirulina 바이오매스로부터 phycocyanin-A natural blue colorant from dried spirulina biomass:Influence of processing parameters and  extraction  기술  [J]다. J  Food  Sci,  2020,  85 (3):727 − 735다.

[38]  AFTARI  RV 차량,  REZAEI  K,   타자 비씨  A,   et   al.   The   최적화 된 농도  and   순도  of   Spirulina   platensis   C-phycocyanin:  비교연구   study    on    microwave-assisted   and    초음파 ‐assisted 추출 방법 [J.J 식품 Proc Preserv, 2016, 39(6):3080−3091.

[39]  WANIDA PU, SIRILUCK I. Arthrospira platensis에서 C-phycocyanin의 물리적 추출 및 압출 entrapment [J]다.J King Saud Univ Sci, 2019, 31:1535-1542.

[40]   ZHU XC다. 준비 of  C-phycocyanin  and  다당류 from Spirulina platensis  and  그들의 생물학적 activities   [D]다. Yantai: 옌타이대학, 2018.

[41]  Spirulina platensis 로부터 phycocyanin의 저장 안정성 (수 (XU)R. Research of the 스토리지stability of phycocyanin from Spirulina platensis  [D]다. 천진: 저널 of  천진  대학 of  과학 &기술, 2017년.

[42] 셴 XY다. 연구 on  extraction  and  purification  of phycocyanin  Spirulina platensis와 it에서,s 응용 프로그램 [D].난닝:광시대학, 2019.

[43] 진나라 S,  LIU  B, YAN  내, et  al.  The  방법 of  produce  a  음식 등급 phycocyanin:중국, CN 101942014 A [P].2011-01-12다.

[44]  QI QH, CHEN  표시, 예 Z다. The  extraction  of  C-phycocyanin   및 수용액 2 상계 [J]를 이용한 스피룰리나로부터 다당류.우이 Sci J, 2015, 31:154-160.

[45]  샤 오 MF다.phycocyanin의 추출 및 정제 및 pilot 제조에 관한 연구 technology  of  food  grade  phycocyanin   from  Arthrospira (스피루리나) platensis [D].난징:난징농업대학, 2013.

[46] 장 XM, 장 FY, 왕 JQ 외.분말활성탄처리와 column chromatography의 혼합사용에 의한 청조류로부터 C-phycocyanin의 추출 및 정제 [J.J Anhui Agric Univ, 2020, 47(4):554-558.

[47]  XU  R,   CHEN  Y,   태양 P.  The  research   of  the   storage  stability  Spirulina platensis의 phycocyanin [J]다.Food Res Dev, 2017, 38(12):25-30.

[48]  FAIETA  M,  네리 L,  SACCHETTI G,  et  al.  역할 of  saccharides 수용액중 phycocyanin의 열안정성에 관한 연구 [J]다.Food Res Int, 2020, 132:1-9.

[49]  슈마츠다, MASTRANTONIO DJDS, COSTA JVA.캡슐화의 phycocyanin   by   electrospraying:  A   유망 한  접근  for   보호 민감 한 화합물 [J]다. Food  Bioprod Proc, 2020,  119:206-215.

[50]  FAIETA   M,   CORRADINI  MG,  미셸  광고,  et   al.   효과  캡슐화의 process  on  기술 기능 and  stability  Spirulina platensis 추출물 [J.식품바이오피, 2020, 15(1):50-63.

[51]  GUSTININGTYAS A, SETYANINGSIH I, HARDININGTYAS SD, 외.개선   stability    of    phycocyanin    from    Spirulina    platensis  수용성 키토산 나노입자에 의해 캡슐화 된 [J.IOP Conf Seri, ㆍ 2020, 414(1):012005.

[52]  MUNAWAROH HSH, GUMILAR GG, SHOW PL. Photostabilization of phycocyanin from Spirulina platensis modified by formaldehyde [J] (영어).Proc Biochem, 2020, 94:297-304.

[53]  OU  Y,  가 오 B, MA  P. 준비 and  제약 application  폴리에틸렌 글리콜에 의해 변형된 phycocyanin의:중국, CN 109535247 A [P].2019-03-29다.