Comment extraire la phycocyanine de la spiruline?

Spiruline bleue en poudre de phycocyanineest un complexe de protéines pigmentaires bleu-vert qui fonctionne comme un pigment accessoire dans la photosynthèse . Il appartient à la famille de la phycobiliprotéine et se trouve principalement dans les cyanobactéries et les algues rouges . comme un pigment auxiliaire, il capture efficacement l'énergie légère et les transferts pour chlorophylle Les microalgues cyanobactériennes, sont particulièrement riches en phycocyanine . en raison de sa contenu élevée en protéines et de sa pureté, la spiruline sert de matière première idéale pour extraire la phycocyanine . Guanjie Biotech est un fournisseur de phycocyanine {{7} alors, comment est-ce que la phycocyanine extractive?

Structure et propriétés de la phycocyanine

La poudre de phycocyanine de spiruline bleue est composée de sous-unités, qui sont liées de manière non covalente pour former des hétérodimères . que ces dimères s'assemblent davantage en hexamères . Le composant pigmentaire actif est un chromophore appelé Phycocyanobiline, qui donne une maximité à la maximité de la couleur bleue caractéristique {{3} 615–620 nm et un pic d'émission à 640–650 nm .

En plus de sa fonction photosynthétique, la phycocyanine possède des propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires et immunomodulatrices, ce qui en fait une utilisation utile dans la nourriture, la médecine, les cosmétiques et d'autres industries .

Préparation des matières premières

1. Récolte et prétraitement de la spiruline

•Récolte:

La production industrielle utilise généralement des méthodes comme la filtration, la sédimentation ou la centrifugation pour collecter la spiruline .

•Lavage:

La spiruline est rincée avec de l'eau purifiée pour éliminer les impuretés et les sédiments qui pourraient affecter la pureté de l'extrait final .

•Séchage:

Des méthodes telles que le séchage par pulvérisation, le lyophilisation ou le séchage à l'air peuvent être utilisées . Le séchage à basse température est préféré pour empêcher la dénaturation induite par la chaleur de la poudre de phycocyanine de spiruline bleue [1] .

•Écrasement:

Une fois séché, la spiruline est broyée en une poudre uniforme pour aider à la dissolution et à l'extraction de la poudre de phycocyanine de spiruline bleue .

Principe d'extraction

La poudre de phycocyanine de spiruline bleue est située dans le cytoplasme des cellules de spiruline . Le principal défi de l'extraction est de briser efficacement la paroi cellulaire sans utiliser de températures élevées ou une force mécanique excessive, qui pourrait dénaturer ou désactiver la protéine .

Base scientifique pour les perturbations et l'extraction cellulaires

Bien que la spiruline ait une paroi cellulaire relativement mince, elle contient des polysaccharides et autres composants qui doivent être perturbés pour libérer la phycocyanine [3] .

La poudre de phycocyanine de spiruline bleue est soluble dans l'eau dans des tampons neutres à légèrement alcalins, tels que des solutions de tampon phosphate avec une plage de pH de 6,5 - 7.5.

Il est sensible aux conditions acides ou hautement alcalines et à des températures élevées, donc l'extraction doit être effectuée dans des conditions contrôlées et à basse température pour préserver sa structure et sa bioactivité .

Étapes techniques clés et flux de processus

1. perturbation de la paroi cellulaire

La perturbation de la paroi cellulaire est une étape critique dans le processus d'extraction de la poudre de phycocyanine de spiruline bleue, impactant directement à la fois le rendement et la pureté du produit de poudre de phycocyanine bleu final .

Méthodes courantes de perturbation de la paroi cellulaire:

• Cycles de congélation

Cette méthode repose sur l'expansion de l'eau pendant le gel pour décomposer les parois cellulaires . Il est simple à effectuer mais qui prend du temps, ce qui le rend plus adapté à une utilisation en laboratoire à petite échelle .

• perturbation ultrasonique

Les ondes sonores à haute fréquence créent des bulles de cavitation qui rompent les parois cellulaires . Cette méthode prend généralement 30 à 60 minutes et fournit une énergie modérée, ce qui aide à améliorer l'efficacité d'extraction tout en préservant l'activité des protéines .

• Homogénéisation à haute pression

Les cellules sont forcées à travers un canal étroit sous haute pression, ce qui les a fait rompre . Cette technique est idéale pour la production industrielle à grande échelle .

• Hydrolyse enzymatique

Les parois cellulaires sont décomposées à l'aide d'enzymes telles que le lysozyme ou la cellulase . Cette méthode douce et non destructive donne des extraits de haute qualité, bien qu'il soit relativement cher .

• Feuille de perles

L'agitation à grande vitesse combinée avec des billes de broyage génère une force mécanique pour briser les parois cellulaires . Cette méthode de production de la poudre de phycocyanine de spiruline bleue convient à la fois pour les matériaux humides et secs .

2. Sélection de solvant d'extraction

• Solution tampon:

Le tampon de phosphate (généralement 0 . 05 m) est généralement utilisé, le pH maintenu entre 6,5 et 7,5 pour garantir la poudre de phycocyanine de spiruline bleue reste stable et soluble.

•Température:

La température d'extraction doit être maintenue entre 4 degrés et 25 degrés . Les températures plus élevées peuvent provoquer la dénaturation de la phycocyanine .

• Ratio liquide / solide:

Un rapport typique est de 1:10 à 1:30, ce qui signifie que 1 gramme de poudre de spiruline sec est mélangé avec 10 à 30 ml de tampon pour assurer une dissolution adéquate .

3. Processus d'extraction

• Ajouter la poudre de spiruline perturbée au tampon préparé . Remuer le mélange uniformément à l'aide d'un agitateur magnétique ou appliquer un traitement à ultrasons pour améliorer l'extraction .

• Le temps d'extraction varie généralement de 1 à 4 heures, selon les conditions expérimentales spécifiques .

• Maintenir une basse température tout au long du processus de poudre de phycocyanine de spiruline bleue pour minimiser la dégradation des protéines .

4. Séparation solide-liquide

Après extraction, le mélange est centrifugé à 3000–10000 tr / min pendant 15 à 30 minutes ou filtré pour supprimer les débris cellulaires et les impuretés insolubles . Cette étape donne un extrait brut clarifié de la phycocyanine .

Technologie de purification

L'extrait de phycocyanine brut contient diverses impuretés, notamment les protéines, les polysaccharides et la chlorophylle . Le processus de purification de la poudre de phycocyanine de spiruline bleue améliore à la fois la pureté et la couleur pour répondre aux exigences d'applications différentes .

• Précipitations fractionnaires de sulfate d'ammonium
Le sulfate d'ammonium est ajouté étape par étape à l'extrait à l'augmentation des niveaux de saturation (généralement 20%, 40%, 60% et 80%) pour précipiter séquentiellement les protéines d'impureté et la phycocyanine .
La phycocyanine précipite généralement à 40% à 60% de saturation . Le précipité collecté est centrifugé, dissous dans du tampon et dialysé à plusieurs reprises pour éliminer le sulfate d'ammonium résiduel .

• PRÉCIPITATIONS DE RÉGLAGE PH
Le pH de l'extrait est ajusté à 4 . 0–4 . 5 pour précipiter la plupart des impuretés, tandis que la phycocyanine reste dans le surnageant. Le surnageant est ensuite ramené au pH neutre pour une purification supplémentaire.

• Ultrafiltration / Microfiltration Membrane Technology
La filtration de la membrane sépare les impuretés basées sur le poids moléculaire . Cette méthode économise du temps et améliore la pureté . Les membranes ultrafiltration avec une coupure de poids moléculaire d'environ 10 kDa sont couramment utilisées .

Purification chromatographique

• Chromatographie d'échange d'ions:

Utilise la charge de surface de la poudre de phycocyanine de spiruline bleue pour la séparation, à l'aide de colonnes d'échange de cations telles que Deae-Cellulose .

• Chromatographie sur la filtration du gel:

Sépare les molécules en fonction de la taille, en supprimant efficacement les petites impuretés .
Ces méthodes conviennent à la production de phycyanine de haute pureté à des fins scientifiques ou pharmaceutiques .

• Extraction biphasée
Un système à deux phases composé de polyéthylène glycol (PEG) et de sel concentre la phycocyanine en une seule phase [2] .
Cette méthode est rentable et respectueuse de l'environnement .

Séchage et stockage

La solution de poudre de phycocyanine bleue purifiée doit être lyophilisée ou séchée par pulvérisation à basse température pour fabriquer de la poudre pour un stockage et un transport faciles .

Le lyophilisation peut mieux maintenir l'activité des protéines, et le processus de séchage par pulvérisation convient plus à la production à grande échelle, mais il peut légèrement perdre l'activité .

La température de stockage est recommandée d'être inférieure à 4 degrés, loin de la lumière et de l'humidité, pour prolonger la durée de conservation .

Processus de production:

Guanjie Biotech, en tant que fournisseur de poudre de phycocyanine de spiruline bleue, nous produisons de la poudre de phycocyanine comme suit .

Facteurs affectant Efficacité et pureté

• Qualité de matière première

La variété, les conditions de croissance et le moment de la récolte de la spiruline influencent de manière significative la contenu en poudre de phycocyanine bleue . Spiruline plus fraîche contient généralement des niveaux plus élevés de phycocyanine .

• Efficacité de perturbation de la paroi cellulaire

Une perturbation insuffisante de la paroi cellulaire entraîne un faible rendement d'extraction, tandis que des perturbations excessives ou des températures élevées peuvent provoquer une dégradation des protéines .

• Conditions d'extraction

Le pH du tampon, la température et le temps d'extraction sont des facteurs clés pour maintenir la stabilité de la phycocyanine pendant le processus .

• Processus de purification

Les étapes de purification incorrectes peuvent avoir un impact négatif à la fois la pureté finale et le taux de récupération de la phycocyanine .

• Conditions de stockage

La poudre de phycocyanine de spiruline bleue est très sensible et nécessite un stockage à froid, une protection contre la lumière et un environnement sec pour maintenir la stabilité .

Paramètres et précautions de processus

Norme d'évaluation de la pureté

La pureté est généralement évaluée par le rapport d'absorbance UV A₆₂₀ / A₂₈₀:

• Basse pureté (0,7–1,0):

Principalement utilisé comme additif alimentaire .

• Grade alimentaire (1,5–2,0):

Caractérisé par une couleur vive, adaptée aux suppléments de santé .

•Analytical/Pharmaceutical Grade (>3.0):

La poudre de phycocyanine de Spiruline bleue de haute pureté est utilisée dans la recherche biologique et les applications pharmaceutiques .

L'extraction de la poudre de phycocyanine de spiruline bleue à partir de la spiruline est un processus complexe qui combine la biotechnologie et l'ingénierie . en sélectionnant la technologie de la paroi cellulaire appropriée et des conditions d'extraction, combinées avec des méthodes de purification scientifique, peuvent obtenir efficacement les produits à haute purgé Powder . Nous produisons différentes spécifications de la phycocyanine de spiruline bleue . Si vous avez besoin d'un fournisseur de poudre de phycocyanine bleue, bienvenue pour vous renseigner àinfo@gybiotech.com.

Références:

[1] Morán, A ., et al . (2007) . Extraction de la phycocyanine de Spirulina Platensis en utilisant Ultrasonication and Freeze - Thaw Cycles . Journal: BioreResource Technology, 98 (8), 1484 -}}

[2] Silveira, S . t ., et al . (2007) . Title: Isolation and Purification of C-Phycocyanin from Spirulina Platensis in Aqueous Two-phases Systems . Journal: Journal of Chromatograph 197 - 203.

[3] Patel, A ., Mishra, S ., & Ghosh, p . k . (2005) . Titre: Purification et caractérisation de C-Phycyanin de Cyanobacterial Expression of Marine et Habitat ultime Purification, 40 (2), 248 - 255.