스피룰리나에서 피코시아닌을 추출하는 방법은?

피코시아닌 (Phycocyanin, PC)은 피코빌리단백질의 일종으로, 청색의 피코시아닌 (phy코어리스린)과 수용성 단백질이 결합하여 형성된다.Phycocyanin(phy코어리스린)은 cyanobacteria, red algae, cryptophytes 및 dinoflagellates에서 발견되는 보조 광합성 단백질의 일종이다. 운반체 단백질과 염색체 보조군 (선형으로 확장된 테트라피롤 화합물, 그림 1 참조)을 구성하여 복합 단백질을 형성한다.

운반체 단백질과 염색체는 황화물 결합으로 연결되어 있다.각 phycobili단백질분자에는 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].

Phycocyanin항종양, 산화 방지, 염증 방지 및 면역력 향상 등의 기능성 활동을 합니다.Phycocyanin은 apoptosis 유전자를 조절함으로써 폐암 LTEP-a-2세포의 체외 이동을 억제할 수 있다 [7].COX-2 [8]의 발현을 억제하여 방사성 대장암의 치료 효과를 높일 수 있다.방사선 투여 후 생쥐의 혈장과 간에서 SOD 효소 활성을 크게 증가시키고, GSH-PX의 활성을 증가시키며, 간 조직 내 활성산소종 (reactive oxygen species, ROS)의 함량을 감소시키고, 인체에 방사선으로 인한 산화적 손상을 감소시킬 수 있다 [9].또한, phycocyanin의 단백질과 염색체 부분은 다른 경로를 통해 항산화 효과를 발휘할 수 있다 [10].폐렴 PhycocyaninX-ray-induced을 완화 할 수 있 TLR-MyD88-NF-κ B 신호 경로를 통해 [11], 마우스 비장 림프 구의 확산을 촉진하 며, 면역 활동 [12]강화 할 것이다.피코시아닌은 또한 조골세포가 조골세포와 특정 조골세포로 변하는 것을 억제할 수 있다 [13].피코시아닌은 화장품, 음료, 아이스크림, 츄잉껌, 유제품 [14]의 천연색소로 널리 사용된다.기능성 원료인만큼 업계의 폭넓은 관심을 받고 있다.

Phycocyanin은 스 피 루 리나platensis[3,15]의 건조중량의 20%까지 될 수 있으며, 이는 Chaohu Lake [16]의 6%의 시아노박테리아와 Arthrospir한maxima [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

이phycocyanin의 함량은 스피루리나의 재배조건 및 가공기술과 밀접한 관계가 있다다.배양액의 여러 질소원에서 얻은 스피루리나의 phycocyanin함량이 다르며 [18], 적색광을 조사한 스피루리나의 phycocyanin함량이 청색광을 조사한 스피루리나의 phycocyanin함량 [19]보다 42% 높다.봄과 여름에 재배된 스피룰리나는 가을에 재배된 스피룰리나보다 phycocyanin 함량이 높다 [20].스피룰리나는 일반적으로 냉각 건조, 태양 건조, 오븐 건조, 전자 레인지 건조, 진공 건조, 동결 건조, 스프레이 건조 등 여러 가지 방법으로 건조됩니다.phycocyanin의 안정화에 도움을 주는 건조방법으로는 동결건조, 냉각건조, 분무건조가 있다.다른 건조 방법은 40%에서 80% [21]에 이르는 피코시아닌의 손실을 초래한다.Phycobiliproteins은 세포내 단백질이며, 추출효과는 세포벽파괴방법 및 추출공정변수와 관련이 있다.

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

스 피 루 리나건조 분말을 수용액에 적십니다.세포 내외의 삼투압의 차이로 인해 물이 세포 안으로 들어와 세포벽을 터뜨리고 피코빌리단백질이 분비된다.스웰링 방식은 간단한 장비가 필요하고 조작이 간편하다.단점은 시간이 오래 걸린다는 것.유장봉 등 [22]은 pH 7.0의 인산염 완충용액에 스피룰리나 건조 분말을 첨가하고 6시간 동안 부풀어 오르도록 하였다. 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 (Trit에X-100, Tween 20, Tween 80) 및 효소만을 사용하는 것보다 효율적이다.phycobiliproteins의 추출효율은 92.73 mg/g에 달하였고, 순도 1.09로.IZADI et알다.[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.AKABERIetal.[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

적합한 전기장을 이용해 반도체 소자를 통해 저항을 제공하는데,이 전기장은 직접적으로 소자 내부에서 열을 발생시켜 피막이 무질서해지고 극성 패턴을 만들어 궁극적으로 세포 내 성분이 밖으로 흘러나오게 한다.페드로등 32)은 스피루리나 분말 용액을 상온에서 저항가열에 의해 처리한 후 스피루리나 분말 phycocyanin 함량을 측정하여 스피루리나 용액을 직접 가열하여 phycocyanin을 추출하여 얻은 것보다 51% 높은 (45.54±1.93) mg/g이 되었다.

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. AC buffer 가 가장 효과적이었고, phosphate buffer 가 두 번째였으며, Tris-HCl buffer 가 가장 효과적이지 않았다.KHAZI 등 (18)은 1.5% 염화칼슘용액을 사용하여 phycobiliprotein을 추출하였으며, 조제한 phycobiliprotein 추출물의 순도는 1.18이었다.

액체 대 물질 비율 1.2.2

Wanida 등 [35]은 0.06, 0.04, 0.02 g/mL의 세 가지 다른 액체 대 물질 비율에서 phycobiliproteins을 추출하는 실험을 비교하였다.조추출물의 phycobiliproteins의 농도는 각각 6.64, 4.18 및 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, phycobiliprotein (A618 nm)의 양은 크게 증가하지 않는다.액체 대 물질 비율이 높을수록 조추출물의 phycobiliproteins의 농도가 높아지지만, phycobiliproteins의 수율은 감소한다.액체 대 물질 비율이 낮아지면 단백질이 더 완전하게 분해되고 phycobiliproteins의 수율이 높아지지만, 이후 단백질 농도와 정제 작업은 증가합니다.

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.Bocker 등 [5]은 differential scanning calorimetry를 통해 phycobiliprotein이 50-70 °C에서 빠른 탈중합 및 변성이 일어나며, phycobiliprotein trimers 가 hexamers에 비해 변성이 일어나기 쉽다는 것을 발견하였다.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, 조추출물의 phycobiliproteins의 농도는 각각 7.52, 6.25 및 4.06 mg/mL 이었다.적절한 범위 내에서 추출온도를 높이면 phycobiliproteins의 추출율을 높이는데 도움이 될 것이다.

2 phycobiliproteins의 정제 연구 진행

스 피 루 리나 원유 추출 물을 함유하고 있는 넓은 범위의 구성요소, 다당류, 단백질, 광물 소금, 그리고을 포함 한 다른 기능 성분 (엽록소, 카로 틴, 비타민, γ-linolenic 산성, 등)다.조제추출물중의 피코빌단백질은 부동한 요구에 부합되도록 일정한 순도로 정제해야 한다.phycobiliproteins의 일반적인 정제방법에는 염류강수, 막여과, 2 상추출, 자유흐름전기영동, 컬럼크로마토그래피 등이 있다.여러 가지 정제 방법을 함께 사용하면 고순도의 phycobiliproteins을 얻을 수 있습니다.

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 phycobiliproteins을 한 번에 침전시키는데 사용될 수 있다. 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 phycobiliprotein을 정제할 때, phycobiliprotein 용액에 도입된 황산암모늄이 후속 가공에 문제를 일으킨다.

2.2 막여과

막여과 공정은 수처리, 식물추출물, 식품가공 등 분야에서 대규모로 사용되고 있다.막여과를 이용하여 식품급 이상의 phycobiliproteins을 얻을 수 있다.

GARCIA-LOPEZ et알다.[20]를 필터링 할 0. 2 μ m microfiltrati에막 사용 된 원유 phycobiliprotein 추출, 사용 한 후 10 kDa ultrafiltrati에그것을 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.phycocyanin의 순도는 0.78에서 2.64로 증가되었다.

주샤오첸 (Zhu Xiaochen) [40]은 황산암모늄으로 1단계 염장하여 phycobiliprotein을 정제한 후, PEG 4000-phosphate 이중수용액으로 추출하였다.phycobiliprotein의 순도는 1.08에서 3.47로 증가하였다.

2 상 추출법은 phycobiliproteins을 불순물로부터 효과적으로 분리할 수 있으나, 2 상 물질의 비용 때문에 산업생산에 적용하기에는 한계가 있다.또한 phycobiliproteins에 새롭게 도입된 불순물은 이후의 분리를 어렵게 한다.

자유유동 전기영동 2.4

두 단계로 사용 되는 양 Ying [24] 황산 염 암모늄, 강수량 원유 phycobiliprotein를 촉진 시키 추출 한 후 사용 free-흐름전기 영동 (온도 14 ° C 전압 500 V, 표본 유량 200 μ L/min) phycobiliprotein을 정화 시키기 위해, 그리고의 순수 phycobiliprotein 2개에서 4.60 증가 했었다.

2.5 컬럼 크로마토그래피

Shen Xiangyang [42]은 2단계 황산암모늄 강수를 사용하여 phycobiliprotein 2.3% 용액을 정제한 후 DEAE Tanrose FF에 약한 음이온 교환 크로마토그래피를 사용하여 phycobiliprotein을 정제하여 최대 순도 4.0%를 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.

장샤오망 등 (46)은 1.0 mg/mL의 조제된 phycobiliprotein 추출물을 이용하여 phycobiliprotein의 순도를 0.77에서 4.51로 높이기 위하여 분말활성탄과 hydroxyapatite column chromatography를 병행하였다.

컬럼 크로마토그래피 공정은 용량이 작고 효율이 낮으며, 수지의 친환경 재생 기술이 난제에 직면해 있어 고순도 phycobiliprotein 생산에 적합하다.

여러 방법의 조합 2.6

PUROHIT 등 [27]신선한 스피룰리나를 부풀어 오르기 위해 2-모폴리네에탄술폰산이 함유된 완충제를 사용했다.원액 추출물을 투석한 후, phycobiliproteins의 순도는 0.64에서 1.34로 증가하였으며, DEAE column chromatography를 실시한 결과 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;2단계의 소금으로 추출한 phycobiliprotein 용액은 Cellufine A-500과 H한컬럼을 연속적으로 통과시켰으며, phycobiliprotein의 순도는 4.59에 도달할 수 있었다.

3. phycocyanin의 안정화 연구 진행

피코시아닌은 액체 피코시아닌, 피코시아닌 분말, 피코시아닌 정제, 피코시아닌 마이크로 캡슐 및 기타 조제에 사용할 수 있습니다.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, algin 단백질은 65 °C에서 1 h 동안 저장했을 때 70% sucrose 용액에서 20% 및 40% sucrose 용액에서보다 안정하다.

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 피코시아닌은 일반적으로 액체 피코시아닌과 분말 피코시아닌의 두 가지 투여 형태를 포함한다.분말 phycocyanin은 일반적으로 분무 건조 또는 동결 건조에 의해 생산됩니다.제품에 있는 주요 excipients는 trehalose, 포도당 및 maltodextrin입니다.

4 결론

최근년간 피코시아닌의 추출과 분리에는 일부 진전이 있지만 여전히 생산효률이 낮고 에너지소모가 많은 등 문제가 존재하고있다.spirulina에 대한 효율적인 벽 파괴 기술과 phycocyanin에 대한 특정 정화 기술에 대한 연구 개발이 여전히 필요하다.피코시아닌의 불안정한 성질 자체가 다운스트림 산업에서의 적용을 어느 정도 제한한다.phycocyanin의 활성을 안정화하고 유지하는 기술은 아직까지 phycocyanin 성분의 안정성에 초점이 맞춰져 있다.phycocyanin의 심층가공 및 응용을 더욱 발전시키기 위해서는 식품 응용에서 안정화 후 phycocyanin 성분의 안정성에 대한 연구가 아직 깊이 있게 이루어져야 할 것이다.

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