Что такое применение фитоцианинового порошка?

- фикоцианин is A/данные отсутствуют.natural pigment Содержание белка в кровисA/данные отсутствуют.unique structure иremarkable biological activity- да. It is widely found В случае необходимости- водорослиsuch По состоянию на 31 декабряspirulinA/данные отсутствуют.иanabaena[1], иnot only hПо состоянию на 31 декабряa charming Цвет: синийcolor, but also contains rich nutritional иmedicinal value. In В настоящее время- продукты питанияindustry, - фикоцианинpowder can be used По состоянию на 31 декабряa natural Цвет: синийcoloring additive to add attractive color to foods. In В настоящее времяpharmaceutical industry, В настоящее времяantioxidant иanti-tumor biological activities Соединенные Штаты америки- фикоцианинmake it a potential therapeutic drug ingredient [2]. However, extractiПо состоянию наиpurificatiПо состоянию наВ области технологииis crucial to the efficient - использованиеСоединенные Штаты америкиphycocyanin. Therefore, in-depth В. научные исследованияиoptimizatiПо состоянию наСоединенные Штаты америкиthe 1. ИзвлечениеиОчистка от загрязненияtechnology Соединенные Штаты америкиphycobiliproteins, иthe development Соединенные Штаты америкиnew, efficient, economical, иenvironmentally friendly Очистка от загрязненияprocesses, are Соединенные Штаты америкиgreat significance дляpromoting the 3. ПрименениеСоединенные Штаты америки- фикобилибелкиВ случае необходимостиvarious fields. Most Соединенные Штаты америкиthe existing reviews on the 1. Извлечениеand Очистка от загрязненияprocesses Соединенные Штаты америкиphycobiliproteins introduce a single wall-breaking or 1. Извлечениеtechnique, lacking an analysis and discussion Соединенные Штаты америкиthe overall process flow [3].

This paper provides a detailed description Соединенные Штаты америкиthe working principles, advantages and disadvantages Соединенные Штаты америкиvarious processes. It also discusses the freeze-thaw method and Объединенные арабские эмиратыprocesses that are expected to meВ то же времяthe requirements Соединенные Штаты америкиlarge-scale industrial production. A/данные отсутствуют.comprehensive review Соединенные Штаты америкиthe extraction И очистки водыtechnology Соединенные Штаты америкиphycobiliproteins is also provided, analyzing the advantages and disadvantages of various В. методы работыand exploring future development trends. В настоящее времяcurrent status of the application - фикоцианинis summarized, pointing out the current deficiencies and methods дляfurther improvement, with the aim of providing a reference дляrelated research and industrial applications.

1 1 свойства- фикоцианин

- фикоцианины are natural, highly - флюоресцентные лампыproteins that are the main light-harvesting color proteins in marine algae. They can be divided into - фикоцианин(PC), phycoerythrin (PE) and allo- фикоцианин(APC) according to their composition and structure. По состоянию на 31 декабряshown in Figure 1, these proteins are located on the thylakoid membrane and assembled on the surface of the thylakoid membrane.

Фикоцианиновый порошокЯвляется водорастворимым белком, который легко растворим в воде, но нерастворим в алкоголе и масле. Он содержит фитобилин хромофора и появляется как ярко-голубой порошок в твердой форме. Водный раствор фикоцианина имеет три пика ультрафиолетового поглощения в 280, 348 и 620 нм. Наиболее сильное пиковое поглощение при 620 нм характерно для фитоцианина, в то время как более слабые пики при 280 и 348 нм приписываются ароматическим молекулам аминокислоты и хромофосу на фитоцианине, соответственно. Чистота фикоцианина определяется на основе соотношения поглощения при 620/280 нм (A620/A280), которое может быть разделено на класс пищи (A620/A280 ≤ 0,7), класс реагента (0,7 /A280 ≤ 3,9) и аналитический класс (A620/A280 ≤ 4.0) [4].

Молекула фикоцианина (рис. 2) состоит из депротонированного белка и хромофора с тетрапиролевой структурой, ковалентно связанной через сульфидную связь. Фикоцианин состоит из двух различных полипептидных подгрупп: небольшой относительно молекулярной массы (12-19 кда) и большой относительно молекулярной массы (14-21 кда). Эти две подгруппы могут образовывать бракоразводные мономеры через межмолекулярные силы и далее агрегироваться в полимеры (бракоразводные)n. Фикобилибелки обычно встречаются в тримерных (αβ)3 и (αβ)6 формах и других полимерных формах [5].

2 экстракция и очистка- фикоцианин

Эффективное и точное извлечение фикобилибелков является предпосылкой их ценности. Процесс экстракции фикобилибелков является сложным и зависит от многих факторов, таких как выбор водорослей и средств нарушения клеток [6]. Эффективность извлечения фикобилибелка в значительной степени зависит от степени разрушения водорослей. Метод нарушения работы водорослей может в значительной степени повлиять на эффективность и чистоту экстракции фикобилибелка. Процесс физического, химического или энзиматического разрушения стенок клеток и клеточных мембран подходящих водорослей для высвобождения фикобилибелков из клеток называется сырой экстракцией фикобилибелка.

2.1 добыча сырой фикобилибелка

В настоящее время существует множество методов, которые могут изолировать фикоцианин от сложных водорослей. Эти процессы извлечения сырья часто используются в качестве предварительной обработки для изоляции и очистки фикобилибелков, включая такие традиционные методы, как шлифование, гомогенизация под высоким давлением и оттаивание, а также формирующийся ультразвуковой метод. Различные процессы имеют различные принципы работы, преимущества и недостатки, и поэтому подходящие сценарии применения также различны (таблица 1). Для того, чтобы получить более затратоэффективный процесс добычи, принципы, преимущества и недостатки различных методов изучаются углубленно.

Чэнь юй (Chen Yu) [11] сопоставил результаты однофакторных экспериментов и, наконец, пришел к выводу о Том, что сочетание метода фриз-оттепели и гомогенизации под высоким давлением может эффективно избежать проблемы фикобилибелковой денатурации, вызванной только использованием гомогенизации под высоким давлением. Поскольку технология экстракции под высоким давлением может эффективно обрабатывать большое количество материала одновременно, она часто сочетается с другими процессами, контролируемыми температурой, для крупномасштабного дробления спирулины на заводах. Хоу чжаокван и др. [12] провели углубленное исследование влияния количества циклов на урожайность и чистоту фикобилибелков, извлекаемых из спирулины, и пришли к выводу, что наилучшее состояние - 4 цикла холодного оттепели.

Саран и др. [13] использовали модельСпирулина плаценсисto explore the effects of citrate (pH=5.0), acetate buffer (pH=6.0) and sodium phosphate buffer (pH=7.0) По состоянию на 31 декабряsolvents on the extraction rate of phycobiliproteins. В настоящее времяИсследования по теме:found that the sodium phosphate buffer had the best extraction effect, with an extraction rate of 146.0 mg/g of phycobiliprotein. Yu Xiaolei [14] extracted phycobiliprotein with the aid of ultrasound technology, effectively reducing the working time. It wПо состоянию на 31 декабряfound that ultrasound technology has the characteristics of good reproducibility, low solvent consumption and low temperature operation, and can maintain the activity of phycobiliprotein to the greatest extent.

2.2 очистка фикобилибелка

Сырой экстракт, полученный в ходе вышеуказанной серии операций, содержит большое количество примесей белков. Однако в некоторых конкретных отраслях использованное фикоцианин сырье должно быть выше уровня реагента. Поэтому после предварительной обработки водорослей необходимо дополнительно отделить и очистить сырой экстракт для его полученияФикоцианин высшей чистоты- да. В настоящее время широко используемые методы очистки фикобилибелков включают хроматографию, двухфазную экстракцию, трехфазную экстракцию и адсорбцию с помощью активированного угля.

2.2.1 хроматография

Как наиболее широко используемый метод очистки белков, хроматография в настоящее время в основном отвечает требованиям промышленного производства очищенных белковСырой спирулинный экстракт- да. Амаранте и др. [20] разработали одноэтапный процесс очистки для извлечения фитоцианина из спирулины путем сочетания градиентного выделения pH с ионной хроматографией. Этот процесс использовался для получения фикоцианина с примесями 4,2 и 3,5, с коэффициентами восстановления 32,6% и 49,5%, соответственно. Гелевая фильтрационная хроматография может разделять вещества по их относительной молекулярной массе. Большинство упаковочных материалов являются инертными материалами с пористой сетевой структурой. Гидроксиапатит (HAP) — природный фосфатный кристалл, состоящий из кальция и фосфора. На поверхности имеются ионы кальция и фосфаты, ионы кальция могут ионообменяться с фикоцианином, а ионы фосфатов могут адсорбироваться с фикоцианином [21]. HAP также обладает высокой щелочной устойчивостью и уникальным механизмом разделения, и является единственным неорганическим хроматографическим наполнителем, который может быть непосредственно использован для очистки белка и нуклеиновой кислоты. Кроме того, HAP может одновременно отделять и очищать фикобилибелки и другие фикобилибелки. Поэтому HAP часто используется в качестве наполнителя в хроматографии аффинити для одновременного разделения и очистки двух белков [22].

2.2.2 двухэтапная экстракция растворителя

In addition to Использование программного обеспеченияa single По водным путямsolution to 1. Выпискаphycocyanin, there is also a special По водным путямsolution extraction method called В два этапаsolvent extraction. In general, aqueous extraction refers to the direct use of a single aqueous solution as a solvent to dissolve and extract the targВ то же времяsubstance. Although the В два этапаsolvent extraction method also takes place in an aqueous environment, it uses a special В системе организации объединенных нацийwith two components that form immiscible aqueous phases. Common two-phase systems are shown in Table 4 [23]. В настоящее времяdetermination of the two-phase В системе организации объединенных нацийusually depends on the partition coefficient (Kp) of the protein. Compared with other Прекращение службыtechniques, the two-phase solvent extraction method has the advantages of high biocompatibility, mild operating conditions, Быстро и быстроextraction rate and suitability дляscale-up

Широко используется при экстракции фикоцианина. CHETHANA/данные отсутствуют.И др.[24] провели углубленное исследование процесса экстракции и очистки фикоцианина с использованием двухфазной технологии экстракции растворителей и получили фикоцианин с чистотой 4,32 и коэффициентом регенерации 79% в стандартных условиях.

2.2.3 трехфазный метод экстракции

В конце xx века PANADARE И др.[25] предложили трехфазный метод экстракции (ТТП), который может быть использован для извлечения и очистки белков просто и быстро. По сравнению с традиционными методами ТТП, являясь новым нехроматографическим методом биологической сепарации, может преодолеть многие связанные с этим ограничения.

В то время какcrude extract - фикоцианинis mixed evenly with an appropriate amount of buffer solution and organic reagent, the mixture can form three phases. The upper organic phase can collect pigments and lipids, the middle phase contains precipitates such as proteins, and the lower aqueous phase contains polar components such as sugars. Compared with other organic reagents, tert-butanol has a high boiling point, is less flammable, and has a special branched chain structure that prevents protein denaturation. Therefore, tert-butanol is often used as an organic reagent in the TPP technique for the extraction and purification of - фикоцианин[26]. As a simple, effective, relatively inexpensive and promising extraction technique, TPP has been used in upstream and downstream biomolecule purification processes. At the same time, this technology is more environmentally friendly and can be used for large-scale preparation. It is a new purification technology with great development potential.

2.2.4 ультра-фильтрация

Принцип ультра фильтрации заключается в использовании ультра фильтрационной мембраны с конкретным размером поры для отделения и очистки веществ на основе различий в молекулярном размере и форме. При очистке фикоцианина, фикобилибелковый раствор должен быть предварительно обработан, такие как удаление примесностей, регулировка pH и ионной прочности раствора и т.д., чтобы оптимизировать ультра-фильтрационный эффект. Ультра фильтрационная мембрана с поровым размером меньше молекулярного размера фикоцианина выбирается для обеспечения того, чтобы фикобилибелки оставались на одной стороне мембраны, в то время как меньшие молекулы примесей и растворители могут проходить через мембрану.

При ультра фильтрации применяется определенное давление или центрифугация для форсирования раствора через ультра-фильтрационную мембрану.

Фикоцианины сохраняются на концентрированной стороне, в то время как примесности и небольшие молекулы проходят через мембрану и попадают на пермитную сторону, что обеспечивает предварительное разделение и очистку. Преимущества ультрафильтрации заключаются в Том, что она проста в эксплуатации, может применяться в больших масштабах и относительно хорошо поддерживает протеиновую активность. Однако существуют и некоторые ограничения, такие как снижение эффективности сепарации из-за загрязнения мембран и возможное неудовлетворительное воздействие сепарации на примесей с аналогичной относительной молекулярной массой [27]. Короче говоря, ультра фильтрация является эффективным методом очистки фикобилибелков, но в практическом применении различные факторы необходимо рассматривать комплексно, и часто необходимо сочетать с другими процессами для получения высококачественной очищенной продукции.

2.2.5 адсорбция с помощью активированного угля

Активированный уголь представляет собой адсорбент с высокой способностью к адсорбции, полученной путем искусственной обработки. В соответствии со своей формой он может быть разделен на порошкообразный активированный уголь диаметром менее 0,18 мм и гранулированный активированный уголь диаметром > 0,18 мм. Активированный уголь имеет развитую структуру пор. Поры с апертурой более 50 мм называются макропорами, поры с апертурой менее 2 мм называются микропорами, а поры между ними называются месопорами. Среди них микропоры называются также порами адсорбции, которые являются основными порами адсорбции активированного угля и играют решающую роль в эффективности адсорбции активированного угля [28]. Активированный уголь доказал свою ценность в таких экологических аспектах, как очистка сточных вод и удаление формальдегидов. В последние годы было установлено, что активированный уголь имеет потенциальную ценность для разделения и очистки фикоцианина [29].

2.2.6 свободный электрофорез

Электрофорез свободного потока является важным методом электрофореза для непрерывного разделения и очистки макромолекул, таких как белки, в мягких условиях, что вполне может поддерживать целостность и биологическую активность целевой структуры. Принцип работы этого метода показан на рис. 3. Разделительная камера состоит из двух параллельных пластин, которые очень близки друг к другу и образуют очень тонкую разделительную камеру. При входе буфера в разделительную камеру через насос под давлением образуется стабильный ламинарный поток. При отсутствии электрического поля сырой экстракт, содержащий целевой белок, поступает в разделительную камеру и течет с буфером к выходному концу. Когда электрическое поле применяется перпендикулярно направлению буферного потока, заряженные частицы в сыром экстракте перемещаются с разной скоростью из-за электрофореза, в результате чего компоненты перемещаются на разные расстояния в камере разделения и собираются в разных положениях на выходе. Это обеспечивает разделение и очистку целевого белка.

Традиционные устройства для свободного электрофореза имеют сложную структуру, несколько буферных входных отверстий и большое расстояние от входа в разделительную камеру до того, как может быть установлен стабильный ламинарный поток, что приводит к плохой разделке и очистке. В последние годы в устройство свободного потока было внесено большое количество улучшений, и были разработаны газожидкое буферное устройство и балансирующий коллектор, индуцированный гравитацией, для формирования ламинарного потока в разделительной камере, что позволило решить проблему перемещения буферных жидкостей в разделительную камеру на большое расстояние до образования ламинарного потока. В настоящее время это устройство используется для отделения и очистки органических веществ, клеток и белков в естественных биологических образцах.

В целях дальнейшего повышения эффективности устройства для электрофореза свободного потока YANG В то же время- эл. - привет.[30] усовершенствовали метод впрыска, в результате чего возникла структура устройства для электрофореза свободного потока. Внедрение технологии инжекции листового потока упрощает процесс эксплуатации, эффективно повышает эффективность разделения белков и позволяет избежать загрязнения газожидкого буфера пробами в традиционном устройстве. Группа использовала усовершенствованный метод инжекции листового потока для отделения и очистки фикоцианина от сырой спирулиновой экстракта. Чистота полученного фикобилибелка достигла 4,60, а скорость восстановления составила 79% [31]. Успешное применение данной технологии открывает новые возможности для масштабного производства аналитического фикоцианина.

3 комбинированный процесс извлечения и очистки

In practical applications, the extraction and purification of phycocyanin cannot obtain high-purity phycocyanin in a single process. Therefore, it is often necessary to combine two or more process structures to obtain high-purity phycocyanin with high yields. Because the freeze-thaw method is simple to operate, low-cost and can be applied on a large scale, it is often used in the current process for the extraction and purification of phycocyanin to pretreat phycocyanin and obtain a crude phycocyanin extract. The crude phycocyanin extract (подпись) :По запросу:the freeze-thaw method has low purity and requires subsequent purification to further improve the purity of the phycocyanin.

3.1 сочетание методов соления и других методов

The crude phycocyanin solution obtained По запросу:the freeze-thaw method has low purity and requires subsequent Лечение и уходto further improve the purity of the phycocyanin. Salting-out is a traditional protein purification method. The current process is relatively mature, the source of materials is relatively wide, the operation is simple and it is easy to achieve industrial production. Therefore, when treating the crude phycocyanin solution obtained По запросу:the freeze-thaw method, combining Выбытие из эксплуатацииwith other methods in the process can greatly improve the purity and recovery rate of phycocyanin.

3. 1. 1 очистка сырой жидкости методом соления в сочетании с хроматографией

После того как исследователи очистили цианобактерию в озере чаоху от холодного таяния, они получили сырой экстракт фикоцианина двухэтапным методом соления, а затем очистили фикоцианин гелевой хроматографией, ионообменной хроматографией и хроматографией аффинити соответственно [15,32 — 33]. Во-первых, был использован однофакторный эксперимент для определения того, что 1,0 и 1,8 моль/л (NH4)2SO4 были добавлены в Один и два этапа соления, соответственно, для получения сырой экстракт фикобилибелка с чистотой 2,40. Впоследствии этот сырой экстракт был очищен тремя хроматографическими методами. Среди них коэффициент восстановления гелевой хроматографии высок, ионно-хроматография более экономична. Стоит отметить, что хроматография аффинити может очищаться одновременно для получения реагентного фикоцианина и фикоцианина. Сочетание соленовой и аффинити хроматографии дает новую техническую идею для одновременного отделения и очистки фикоцианина и фикоцианина, которая будет играть позитивную руководящую роль в будущем расширении производства.

3. 1.2 очистка сырой жидкости путем соления в сочетании с извлечением

Yuan Mengyuan В то же время- эл. - привет.[34] conducted an in-depth study on the sequential operation order of the salting-out method and the two-phase liquid process. First, the effects of three salting-out agents, ammonium sulfate, ammonium citrate and potassium citrate, were compared in the crude extraction of phycocyanin, and ammonium sulfate was determined to be the best salting-out agent. Phycobiliproteins with a purity of 3.0 or higher were obtained by two-step salting-out Объединенные арабские эмиратыwith two-phase liquid extraction. The order of the salting-out method and the two-phase solvent extraction method in the process was also explored [35]. The results showed that polyethylene glycol was difficult to remove Из российской федерацииthe phycobiliprotein extract, so it was determined that the process was first extracted by salting-out, and finally purified by two-phase solvent extraction. 13. ВанВ то же время- эл. - привет.[36] changed the concentration of the salting-out agent and the system of the two-phase extraction method to obtain a fluorescent reagent-grade phycobiliprotein with a purity of 4.60 and a recovery rate of 91%. In addition to purifying phycocyanin by combining them with a two-phase solvent extraction method, Wang Xueying [17] obtained phycocyanin with a purity of 3.46 by combining salting out with a three-phase solvent extraction system, with a recovery rate of 52.41% (Table 6). When the process was scaled up 10 times, the extraction system remained stable, providing a rapid, gentle and efficient route for industrial-scale purification of phycocyanin.

3.2 процесс с использованием активированного угля

Химический метод требует добавления химических реагентов в систему, что может легко привести к необратимой денатурации белка, а также повысить сложность очистки в последующих процессах. Поэтому разработка комбинированного физического метода даст новую идею для повышения чистоты и урожайности фикобилибелков. Активированный уголь является более эффективным с точки зрения затрат процессом очистки, и его сочетание с другими процессами может способствовать дальнейшему повышению чистоты фитоцианина, обеспечивая более экономичную технологическую идею для крупномасштабного промышленного производства. После анализа воздействия очистки четырех видов активированного угля: кокосового, фруктового, древесного и угольного с различными по размеру частицами (100, 200, 300, 400 и 500 сеток) и с учетом как чистоты, так и скорости восстановления фикоцианина был сделан вывод о Том, что эксперимент по адсорбции с использованием 400-500 сеток порошкового активированного угля на основе угля дал наилучшие результаты [37].

Sheng Jingmeng В то же время- эл. - привет.[38] found that the purity of phycocyanin obtained by a combined Активирован (активирован)1. Углеродand extraction process was greatly improved compared to a single extraction process, increasing Из российской федерации1.06 to 3.46. The purity of phycocyanin obtained by a combined Активирован (активирован)1. Углеродand salting-out process was not only much higher than that obtained by a single salting-out process, but the recovery rate also increased Из российской федерации67% to 72% [37]. Compared with the combined salting-out and extraction method, the combined activated carbon and 3. Хроматографияmethod is more suitable for the industrial production of reagent-grade phycocyanin [39]. After obtaining pharmaceutical-grade phycobiliproteins by the freeze-thaw method and С порошковым порошкомactivated carbon 10. Адсорбцияmethod, the phycocyanin extract was further concentrated using ultrafiltration, and finally purified by HAP chromatography to increase the purity of the phycocyanin to the reagent level (Table 7). This process route provides the possibility for the industrial production of reagent-grade phycocyanin, but one-step HAP chromatography is not sufficient to completely remove small molecular impurities and foreign proteins Из российской федерацииthe phycocyanin solution.

4 применения фитоцианина

- фикоцианинcontains 17 essential and non-essential amino acids, except tryptophan, and is an ideal protein source for humans. Due to В его рамкахunique physicochemical properties and biological activity, phycocyanin has a good performance in the fields of food, medicine and cosmetics.

4.1 поле для пищевых продуктов

Синий является незаменимым цветом в еде. В настоящее время натуральные синие вещества относительно редки, и Китай разрешает использование синтетических синих пигментов в пигментах. Фитоцианин порошок нетоксичен и имеет хорошую растворимость в воде, поэтому он используется в качестве естественного пищевого красителя вместо синтетических пигментов. Она встречается с потребителями#39; demand for natural and harmless food and is therefore attracting widespread attention in the food industry. However, it is difficult for phycocyanin to maintain a stable state for a long time in aqueous or phosphate solutions. As the phycocyanin subunit continues to depolymerize, the aggregated form of phycocyanin will gradually change Из российской федерации(αβ)6 to αβ monomers, which will lead to a deviation in color. In recent years, researchers have improved the light and heat Стабильность фикоцианинаby combining it with polysaccharides, adding whey protein or forming micelles.

Антибактериальные и антиоксидантные свойства фитоцианина делают его популярным в пищевой упаковочной промышленности. Голмакани и др. [47] использовали электроспинку для получения нановолокон зеина, насыщенных фикоцианином. Были значительно улучшены химическая структура и тепловая стабильность гшпэ, полученные с помощью технологии электропрядения, и его хорошие бактерицидные и антиоксидантные свойства широко использовались в области активной упаковки пищевых продуктов.

4.2 фармацевтическое поле

Помимо синего люстра, фитоцианы широко используются в медицинской области из-за их антиоксидантных, антиопухолевых, гемостатических и природных флюоресцирующих свойств.

Высокая биосовместимость и фотодинамические свойства фикоцианинового порошка привели к его широкому применению в исследовании фотосенсибилизаторов. SHEN. П.et - эл. - привет.[48] извлек селен-богатый фикоцианин (Se-PC) из Селена-богатой спикулина плаценсис, который, как было показано, снижает выживаемость клеток рака легких мышей, обеспечивая потенциально эффективный фотосенсибилизатор для лечения рака легких (рис. 5). Хотя это может улучшить выражение фотосенсибилизирующего вещества в клетках, было мало сообщений о фотосенсибилизирующих веществах, которые направлены на органическую среду раковых клеток. Помимо использования фитоцианина в качестве основного тела для убийства раковых клеток посредством фотодинамической терапии, комбинированная терапия также является общим подходом к лечению раковых клеток. По сравнению с эффектом одного оригинального препарата, сочетание фикоцианина значительно снижает повреждения организма и усиливает эффект апоптоза раковых клеток.

Порошок альгинина может излучать сильный флуоресцирующий сигнал после поглощения возбуждающего света. По сравнению с другими природными флуоресцентными агентами, он имеет более высокую квантовую мощность, больший сдвиг стоуков и более высокий молярный коэффициент вымирания. Таким образом, он также используется в производстве флуоресцентных датчиков для дальнейшей реализации визуализации флуоресцентных изображений на местах в клетках или биологических тканях, обеспечивая новые идеи для экологического тестирования и диагностики заболеваний. HOU et al. [52] разработали флуоресцирующий зонд для обнаружения ионов ртути с использованием фитоцианина в качестве сырья. Зонд показал хорошие результаты в обнаружении ионов ртути в морепродуктах (устрицах и сомах), обеспечив новые средства обнаружения загрязнителей окружающей среды. Шао и др. [53] сообщили о Том, что нанозонд фитобилибелково-углеродистой точки способен измерять пероксинитрит с помощью ратиометрической флюоресценции, что обеспечивает новое решение для изучения патогенеза таких заболеваний, как Рак и нейродегенерация. Хотя в последние годы достигнут определенный прогресс в разработке фикобилибелковых зондов, число результатов исследований значительно ниже, чем у фикоцианиновых и других фикоцианиновых зондов, что можно объяснить тем фактом, что свет и теплоstability of phycocyanin Не было найдено эффективного решения.

Нетоксичные природные материалы с гемостатическими свойствами лежат в основе дизайна повязки ран. AZAZA et al. [54] использовали такие вещества, как читосан и фикоцианин, для синтеза композитного гидрогеля HG-20, что продемонстрировало определенную способность содействовать заживлению ран в ходе экспериментов на крысах, что дало новую идею исследований для экономически эффективных перевязок ран.

В дополнение к вышеуказанным видам применения в фармацевтической сфере, хорошие показатели применения фитоцианина в клетках для защиты репродуктивной системы, борьбы с диабетом и профилактики рака толстой кишки сделали его широко распространенным при производстве медицинских препаратов [55 — 56].

4.3 косметика

Есть синтетические добавкиКосметика и средства по уходу за кожейЧасто вступают в контакт с кожей человека, вызывая аллергии у некоторых пользователей. По мере того как люди начинают все больше беспокоиться о последствиях для здоровья химических веществ, используемых в косметике, продукты, полученные из природных источников, становятся все более популярными во всем мире. Являясь естественным источником пигментов, фитоцианиновый порошок также считается привлекательной альтернативой косметическим препаратам в силу его антиоксидантных и противовоспалительных свойств. К-фикоцианин, извлеченный из спирулины, обладает противомеланиновым действием, регулируя выражение тирозиназы в клеточной линии мыши меланома (B16F10), поэтому он добавляется в косметическую промышленность в качестве средства отбеливания кожи [57]. KRASEASINTRA et al. [58] использовали натуральный фитоцианин в качестве красителя для волос, чтобы избежать проблем пользователями&#- 39; Аллергия, вызванная химическими красителями волос. ADLI. Яet al. [59] использовали разливку растворителей для переработки композитного материала поли (молочная кислота), фикоцианина и альгината в нетоксичную и антиоксидантную косметическую патч. Косметические патчи, изготовленные из этого материала, поддаются биоразложению, что позволяет избежать небиоразлагаемости традиционных косметических патчей и связанного с этим загрязнения окружающей среды.

4.4 другие поля

Фитоцианин является зеленым и недорогим, и он хорошо применяется не только в области продовольствия, медицины и косметики, но и в сельском хозяйстве. VARIA et al. [60] использовали спирулинный экстракт, богатый фикоцианином, в качестве биомуланта для выращивания гидропонной салаты. Цикл роста салата был сокращен на 6 д, а урожайность увеличилась на 12,5%. Эти данные показывают, что фитоцианиновый порошок, как ожидается, станет экономичным и экологически чистым биомулантом для роста и развития сельскохозяйственных культур.

5. Выводы и перспективы

As a natural pigment protein with important biological activity and application value, the continuous development of the extraction and purification process of phycocyanin powder provides a guarantee for its application in the fields of food, medicine and cosmetics. Through the research and comparison of various extraction methods and purification techniques, it is found that although physical extraction is simple to operate, the extraction efficiency is low; chemical methods can improve the extraction rate, but may affect the protein structure and activity; biological methods are environmentally friendly and gentle, but the cost is high. In terms of purification, chromatography has become the mainstream method due to its high efficiency and selectivity, but it also needs to be combined with other techniques to further improve purity and recovery. The appropriate extraction and purification method needs to be selected based on С несколькими экземплярамиfactors such as the characteristics of the raw material, the target purity, and the cost.

Технология экстракции и очистки фикоцианина, как ожидается, позволит добиться прорыва в следующих аспектах: в настоящее время водоросль, отобранные для фикоцианина, являются относительно однородными, а процесс экстракции и очистки фикоцианина, пригодного для других водорослей, может быть изобщен в будущем; Можно разработать более эффективный, экологичный и дешевый метод разрушения клеточных стен, а также использовать новый комбинированный процесс извлечения и очистки фикобилибелка для достижения более эффективного и высокочистого эффекта очистки при одновременном сокращении эксплуатационных расходов.

In addition, with in-depth research on the biological activity and function of phycocyanin, their Применение программного обеспеченияin the fields of medicine, food, and cosmetics will continue to expand. Some of the deficiencies of phycocyanin need to be improved, for example: the poor photothermal and chemical stability of phycocyanin limits their development as photosensitizers and fluorescent probes; phycocyanin will undergo depolymerization in aqueous solutions over time, resulting in color deviations in the product.

How to obtain high-purity, highly stable and diverse phycocyanin economically and greenly will be the focus of future research. It is believed that through continuous research and innovation, stronger support will be provided for the large-scale production and application of phycobiliproteins, bringing greater economic and social benefits to related industries.

Ссылка:

[1]  В городе чжун X, юань, юань - я. В. научные исследования on  the  Выращивание сельскохозяйственных культур and  Культура и искусство technology  Объединенных наций по морскому праву Спирулина [J]. Журнал по теме В области аквакультуры, 2020, 41(1): 58 — 60.

[2]  Спиллярт C - р,пелоси С. О.A.,пармер L P, и др. Модель воспаления, вызываемого пероксидом, для анализа наркотиков [J]. Действия агентов, 1987 год, 21(3-4): 297-298.

[3]  Бывшая югославская республика македония L, NA Ч, го - J. F,et и Al.Research (исследования) Ii. Прогресс on  the  extraction  and  purification  Фикоцианин из спирулины [J]. Биотехнологический вестник, 2016, 32(1): 65 — 68.

[4]  - жуй, жуй. К. К. Ч, ч, ч. < < чиа с > > R,  Кришнамурти р., et al.  Жидкий бифазик 1. Флотация Для очистки воды С-фикоцианин Из российской федерации - спирулина.platensis microalga[J]. Технология биоресурсов, 2019, 288: 121519 — 121526.

[5]  Шао м ф., чжао н., лю б., и др. прогресс технологической технологии для подготовки белка голубого водорослей в больших масштабах [J]. Пищевая и ферментационная промышленность, 2013, 39(2): 135 — 139.

[6]  Цзэн (Китай) - J. Г, ань, Россия Ч, ш, ш у G,et и Al.Research (исследования) Ii. Прогресс О легкой технологии разрушения микроводорослей for  Функциональные возможности системы protein  Освобождение [J]. Наука и техника and  В области технологии of  - продукты питания - промышленность, 2018, 39(17): 319 — 327.

[7]  Файета м, коларутоло л а, хюинь л и др. Обработка под высоким давлением (гэс) экстрактов фитоцианина: повышение стабильности через молекулярные взаимодействия [J]. LCT-food Science and Technology, 2024, 198(15): 115965-115975.

[8]  Мао м х, хан г х, чжао и л и др. Обзор применения фитоцианина: производство, экстракция, стабильность и пищевые продукты [J]. Международный журнал биологических макромолекул, 2024, 280(3): 135860 -135873.

[9]  Мартинес - J.E, EATARRON E - V,ESCALANTE F M. сравнительное исследование эффективности добавок при экстракции Фикоцианин-с от артроспиры максимума с использованием ультразвука [J]. Молекулы, 2023, 28(1): 334-344.

[10] WANG Z W, ZHOU - J.W, LI J H, И др. Рациональный дизайн ключевых ферментов для эффективного синтеза фикоцианобилина Escherichia coli[J]. Биомолекулы, 2024, 14(3) : 301 — 316.

[11] юар - Y. В. научные исследования По вопросу о брокетинге methods  of phycocyanin  extraction  Из российской федерации blue  - водоросли in  В районе озера Чоу [г]. Hefei: Hefei Университет в нью-йоркеof Technology, В 2015 году.

[12] HOU Z Q, LIU X X X XY, SHI C, C,et al. Исследование процедуры экстракции с использованием метода размораживания и ультразвукового сломанного процесса к Экстракт фикоцианина Из российской федерации Водоросли спирулины [J]. Журнал < < внутренняя Монголия хераль > > Университет, Москва, Россия 2017, 38(2): 69-75.

[13] саран - с, Пури н - к, Ясуджа н - д, et al.  Оптимизация, очистка and  3. Определение характеристик of phycocyanin  Из российской федерации Спирулина плаценсис [J]. Международный журнал прикладной и чистой науки и сельского хозяйства, 2016, 2(3): 15-20.

[14] ю X л. Исследование по экстракции и очистке фикоцианина от спирулинового плаценза [D]. Цзяньцзян: университет цзянсу, - 2023 год.

[15] вс - Y. Исследования по теме: on  Очистка от загрязнения of  phycocyanin  by  multiple  Колонка 1 Хроматография [D]. Хэфэй: хэфэй University  В области технологии, В 2018 году.

[16] FABRE J F, F,F,F,NIANGORAN N, GAIGNARD C и др. Экстракция, очистка и стабильность к-фикоцианина из плаценза артроспиры [J]. Европейские продовольственные исследования и технологии, 2022, 248: 1583 — 1599.

[17] ван X Y. 3. Применение Трехфазной перегородки При очистке с-фикоцинина [г]. Харбинский технологический институт, В 2021 году.

[18] чжан X  - м. Для сравнения:  of  - порошкообразная порошка  activated   carbon   adsorption   combined   with   Колонка 1  chromatography   И ультра фильтрация для очистки фикоцианина [D]. Hefei: Hefei University of Technology, В 2018 году.

[19] CHEN - с,PALMER J F, ZHANG W, et al. Простой подготовительный электрофорез свободного потока, соединенный с безвозмездной гравитацией: I. газовый инжектор подушки и самобалансирующий коллектор вместо многоканального насоса [J]. Электрофорез, 2010, 30(11): 1998 — 2007.

[20] AMARANTE С. О.C A D, JUNIOR L C С. SC, SALA L, et al. Аналитический сорт c-фикоцианин, полученный одноэтапным процессом очистки [J]. Биохимия процессов, 2020, 90: 215 — 222.

[21] цай с, у л, ли с х и др. Очистка, кристаллизация и предварительный рентгеновский анализ фикоцианина и фикоритрина из порфиры езоенсис уэда [J]. Acta Crystallogr section F-Struct Biol Cryst Commun, 2011, 67(5): 579-583.

[22] ю л Ii. Прогресс В области научных исследований О природе и технологии экстракции голубого белка водорослей [J]. Легкой и текстильной промышленности фуцзянь, 2020, 5:46 — 51.

[23] салабат а, мохадам т, фар-м. жидкостное равновесие водных двухфазных систем, состоящих из TritonX-100 и солей цитрата натрия или сульфата магния [J]. Calphad, 2010, 34(1): 81 — 83.

[24] четана с, наяк с, мадхусудхан м с, И др. Одноэтапная двухфазная экстракция для последующей переработки C- фикоцианина из спирулины плаценсис [J]. Журнал Food Science and Technology, 2015, 52(4): 2415 — 2421.

[25] PANADARE D C, RATHOD V K. трехфазная перегородка для добычи нефти: обзор [J]. Тенденции в пищевой науке и технике, 2017,68: 145 — 151.

[26] жуй K W, Соединенные Штаты америки В случае необходимости C,  Покажи P L. В последнее время Ii. События and  Применение программного обеспечения Трехфазной перегородки Для целей восстановления Белков [J]. Обзоры процессов разделения и очистки, 2019, 48(1): 52 — 64.

[27] порав A  - с, - бокнил. - м, Фолма (FLMA) A., et  al.   B. последовательность действий aqueous  two-phase   system  for   Одновременно с этим purification  of  Цианобактериальные фикобилибелки [J]. Технология биоресурсов, 2020, 315: 123794 — 123803.

[28] WANG W T, LAI X T, HE X - B,et al. Деградация красителей сточных вод редуктивными органическими кислотами в сочетании с поддерживаемым ферриком углеродным волокном [J]. Тонкие химикаты, 2021, 38(5): 1023-1029.

[29] динь N  N, лян (англ.) J  - г,WU L, et, - эл. - привет. Подготовка к экзамену of  1. Биочары and  its  applications  В адсорбции [J]. Технологии и инструменты анализа и тестирования, 2022, 28(4): 363-374.

[30] ян и, конг ф з, лю й, И др. Повышение разрешающей способности электрофореза зоны свободного потока с помощью простой инжекции пробы из потока sheaflow [J]. Электрофорез, 2016, 37(14): 1992 — 1997.

[31] янг ю. методология   research    О нас   fast    separation    and    purification    of   phycocyanin    По адресу: via   - бесплатно;   Расход электрофореза [D]. Гуанчжоу: южно-китайский технологический университет, В 2016 году.

[32] су и, чжан Да, она такая. J  Ч, ч, ч. et  - эл. - привет. Очистка от загрязнения of  phycocyanin   from  Chaohu цианобактерии путем дробного соления и хроматографии колонки из двух шагов [J]. Журнал аньхуйского сельскохозяйственного университета, 2018, 45(3): 487 — 491.

[33] WU K, ZHANG F Y, ZHAO B - B,et al. Оптимизация и анализ механизма очистки фикоцианина по столбцовой хроматографии [J]. Журнал биомедицины ганса, 2019, 9(2): 81 — 88.

[34] юань м Y, чжан ф Y, шэн дж., И др. Влияние различных солевых агентов на воздействие фикоцианина из синих водорослей [J]. Продовольственная наука и техника, 2016, 41(5): 267 — 272.

[35] юань  M   - Y. The    study   of   extraction   of   phycocyanin   by    salting-out   and   aqueous   two-phase    system   От цианобактерии [D]. Hefei: Hefei University of Technology, В 2016 году.

[36] ван ф, ю х, цуй й и др. Эффективное извлечение фикобилибелков Из сухой биомассы спирулинового плаценза с использованием Хлорид натрия в качестве экстракционного усилителя [J]. Пищевая химия, 2023, 406: 135005 -135015.

[37] шэн дж. Исследование по эффективной технологии извлечения и очистки к-фикоцианина из водорослей чаоху [D]. Hefei: Hefei University of Technology, В 2016 году.

[38] SHENG J - м,ZHANG F Y, YUAN M уи др. Изучение методов экстракции and purification  C-фикоцианин from  blue  algae  by  combined  use  of  powdered  activated  carbon  treatment  and  По всему миру Осадки [J]. Журнал по теме of  Технологический университет хэфэй: естественные науки, 2017, 40(2): 242 — 247.

[39] мохаммади е, солейман с, гиачи м. фитоцианинообогащенный йогурт и его антибактериальные и физико-химические свойства в течение 21 дня хранения [J]. LCT-food Science and Technology, 2019, 102: 230 — 236.

[40] каур С, хаттар дж., Сингх и, И др. Экстракция, очистка и характеристика фитоцианина из анабаенского фертилизма pupccc 410.5: как натурального и пищевого устойчивого пигмента [J]. Журнал прикладной филологии, 2019, 31: 1685 — 1696.

[41] галетович A., - да, сэр. F,  - гальярдо V,  et  al.  - использование of  phycobiliproteins  from  < < атакама > > - цианобактерия as  food  - цветные свойства in  a  Прототип молочных напитков [J]. Продукты питания, 2020, 9(224): 1-14.

[42] AMARANTE M C, BRAGA AR, SALA L, et al. Стабильность цвета и антиоксидантная активность льдов с добавлением к-фикоцианина после экстракорпорального пищеварения [J]. International Food Research, 2020, 137: 109602 — 109609.

[43] гарсия A B, Лонго э, бермеджи р. э Применение фитоцианина extract  obtained  От артроспирального плаценза as  Синий натуральный краситель в напитках [J]. Журнал прикладной филологии, 2021, 33: 3059 — 3070.

[44] чжан джи, чжао х м, гуан т з и др. Комплектация фитоцианина гидроксипропилом-грау-циклодекстерином и его применение в синем пиве, содержащем киноа сапонины в качестве пенообразующих средств [J]. Границы в питании, 2023, 10: 1209193-1209204.

[45] Дэви E N, курниасия р а, пурнамаяти - я. The  application  Микроинкапсулированный фикоцианин as  А синий натуральный Цвет к качеству конфеты желе [J]. IOP Conference Series of Earth and Environmental Science, 2018, 116: 12047 — 12055.

[46] NICCOLAI A.,VENTURI M, GALLI V и др. Разработка нового источника микроводорослей "crostini" : функциональные эффекты артроспирального плаценза (спирулина) дополнение [J]. Научные доклады, 2019, 9: 1933 — 19445.

[47] голмакани М, хаджари м м, киани ф, И др. Применение электроспинки для изготовления фикоцианина-и Экстракт глиадинных волокон спирулины для активной упаковки пищевых продуктов [J]. Пищевая химия: X, 2024, 22(30): 101275 — 101283.

[48] шэнь дж., ся х д., чжоу х ж., и др. Селен усиливает фотодинамическую терапию к-фикоцианина против рака легких путем двойного регулирования цитотоксичности и антиоксидантной активности [J]. Acta Biochimica Et biohysica Sinica, 2023, 55(12): 1925 — 1937.

[49] гантар M,  - дхандаютапани - с, - ратинавелу - A. Phycocyanin  3. Индусы - апоптоз. and  Улучшает качество the  Воздействие на окружающую среду of  Организация < < топоникан > > На линии клеток простаты LNCaP[J]. Журнал лекарственных средств, 2012, 15(12): 1091 — 1095.

[50] SAINI M K, VAIPHEI K, SANYAL S N. Chemoprevention of DMH-индуцированная Рак толстой кишки крыс инициирование комбинированным применением пироксика и C-phycocyanin[J]. Молекулярная и клеточная биохимия, 2021, 361: 217 — 228.

[51] BINGULA R, DUPUIS C, PICHON C и др. Изучение воздействия бетейна и/или к-фикоцианина на рост клеток рака легких a549 in vitro и in vivo[J]. Журнал онкологии, 2016, 11: 8162952-8162963.

[52] хоу У х, Армения (Франция) M  H,  WANG  В (1) F,  et  al.  К-фикоцианин from  Spirulina  - максима (maxima) as  a  - зеленый цвет fluorescent  Пробоотборник для анализа for  В высшей степени Выборочное обнаружение ртути (ii) в морепродуктах [J]. Методы анализа пищевых продуктов, 2017, 10: 1931 — 1939.

[53] шао джей джей, сан с, чжан д и др. Нанозонд phcocyanin -carbon dots для определения флюоресценции пероксинита. Спектрохимика Acta часть а: молекулярная и биомолекулярная спектроскопия, 2022, 275(5): 121177-121185.

[54] азаза Y  B,  - привет, феки. A,  - амара! I  B,  et  al.  Контроль и контроль Выход на свободу of  phycocyanin  from  Читосан/белок В режиме изоляции 3. Гидрогель for  Эффективное ускорение заживления ран [J]. Целлюлоза, 2023, 30: 9543 — 9561.

[55] YANG F H, DONG X L, LIU G X и др. Защитное действие к-фикоцианина в репродуктивной системе самцов мышей [J]. Питание и функции, 2022, 13(5): 2631-2646.

[56] зияэй К, абди ф, мохтари м, И др. - фикоцианин as  Она вдохновлена природой Антидиабетический препарат Агент: систематический обзор [J]. Фитомедицин, 2023, 119: 154964 — 154975.

[57] WU L C, LIN Y Y, YANG S Y, et al. Противомеланногенный эффект к-фикоцианина через модуляцию выражения тирозиназы путем упрегуляции эрк и понижение регуляции сигнальных путей p38 MAPK [J]. Журнал биомедицинских наук, 2021, 18(74): 1 — 11.

[58] KRASEASINTRA O, TRAGOOLPUA Y, PANDITH H, И др. Применение фитоцианина Из плаценза артроспира (спирулина) Как краска для волос. Границы морской науки, 2022, 9: 10249881025003.

[59] адли S  A,  3. Организация < < али > > F,  3. Азми A  S,  et  al.  В целях развития of  Способность к биоразложению - косметические средства - патч.  using  a  Тактика и методы  Кислота/фикоцианин-альгинат композит [J]. Полимеры, 2022, 12(8): 1669-1680.

[60] VARIA J, KAMALESON C, LERER L. Biostimulation with phycocyanin-rich Spirulina extract in hydroponic вертикальное сельское хозяйство [J]. Научное садоводство, 2022, 299(1): 111042-111049.