Что такое применение фитоцианинового порошка?

Фикоцианин является натуральным пигментным белком с уникальной структурой и замечательной биологической активностью. Широко встречается в водорослях, таких как спирулина и анабаена [1], и имеет не только очаровательный синий цвет, но и богатую питательную и лекарственную ценность. В пищевой промышленности фитоцианин порошок может быть использован в качестве естественного синего цвета добавки, чтобы добавить привлекательный цвет в пищу. В фармацевтической промышленности антиоксидантная и противоопухолевая биологическая деятельность фитоцианина делает его потенциальным лечебным препаратом [2]. Однако технология добычи и очистки имеет решающее значение для эффективного использования фикоцианина. Поэтому углубленные исследования и оптимизация технологии извлечения и очистки фикобилибелков, а также разработка новых, эффективных, экономичных и экологически чистых процессов очистки имеют большое значение для содействия применению фикобилибелков в различных областях. В большинстве существующих обзоров процессов экстракции и очистки фикобилибелков используется единая технология вскрытия или экстракции, без анализа и обсуждения общего технологического потока [3].

В настоящем документе приводится подробное описание принципов работы, преимуществ и недостатков различных процессов. В нем также рассматривается метод "заморозки" и комбинированные процессы, которые, как ожидается, будут отвечать требованиям крупномасштабного промышленного производства. Представлен также всесторонний обзор технологии добычи и очистки фикобилибелков, анализ преимуществ и недостатков различных методов и изучение будущих тенденций развития. В нем кратко излагается нынешнее положение дел с применением фикобилибелков с указанием существующих недостатков и методов дальнейшего совершенствования с целью обеспечения основы для соответствующих исследований и промышленного применения.

1 1 свойства- фикоцианин

- фикоцианиныНатуральные, высокофлюоресцирующие белкиЭто основные светло-уборочные цветные белки морских водорослей. Они могут быть разделены на phycocyanВ случае необходимости(PC), phyкоритрин (PE) и allo- фикоцианин(APC) в соответствии с их составом и структурой. Как показано на рис. 1, эти белки расположены на тилакоидной мембране и собираются на поверхности тилакоидной мембраны.

Фитобилибелковый порошок представляет собой водорастворимый белок, который легко растворяется в воде, но не растворим 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.

2.1.1.Сырая экстракция фикобилибелка

В настоящее время существует множество методов, которые могут изолировать фикобилибелки от сложных клеток 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 модель спирулинового плаценза для изучения воздействия цитрата (pH= 5,0), ацетатного буфера (pH= 6,0) и фосфатного буфера натрия (pH= 7,0) в качестве растворителей на скорость экстракции фикобилибелков. Исследование показало, что буфер фосфата натрия оказывает наилучшее экстракционное воздействие, при этом коэффициент экстракции фикобилибелка составляет 146,0 мг/г. Ю. сяолей [14] добывал фикобилибелок с помощью ультразвуковой технологии, эффективно сокращая рабочее время. Было установлено, что ультразвуковая технология обладает такими характеристиками, как хорошая воспроизводимость, низкое потребление растворителей и низкая температура, и может в наибольшей степени поддерживать активность фикобилибелка.

2.2 очистка фикобилибелка

Сырой экстракт, полученный в ходе вышеуказанной серии операций, содержит большое количество примесей белков. Однако в некоторых конкретных отраслях использованное сырье фикобилибелков должно быть выше уровня реагента. Поэтому после предварительной обработки водорослей необходимо дополнительно отделить и очистить сырой экстракт для получения фикобилибелков более высокой чистоты. 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 распространенный метод очистки белков, хроматография в настоящее время в основном отвечает требованиям промышленного производства очищенного сырого спирулинного экстракта. 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 фикобилибелками, а ионы фосфата могут адсорбироваться с фикобилибелками [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

Помимо использования одного-единственного водного раствора для экстракции фикобилибелков, существует также специальный метод экстракции водного раствора под названием двухфазная экстракция растворителей. Как правило, под водной экстракцией понимается непосредственное использование единого водного раствора в качестве растворителя для растворения и экстракции целевого вещества. Хотя двухфазный метод экстракции растворителей также применяется в водной среде, в нем используется специальная система с двумя компонентами, образующими неразрывные водные фазы. Общие двухфазные системы показаны в таблице 4 [23]. Определение двухфазной системы обычно зависит от коэффициента разделения (кп) белка. По сравнению с другими методами разделения двухфазный метод экстракции растворителей обладает такими преимуществами, как высокая биосовместимость, мягкие условия эксплуатации, высокая скорость экстракции и пригодность для масштабирования

Широко используются при экстракции фикобилибелков. CHETHANA/данные отсутствуют.И др.[24] провели углубленное исследование процесса извлечения и очистки фикобилибелков с использованием двухфазной технологии экстракции растворителей и получили фикобилибелки с чистотой 4,32 и коэффициентом восстановления 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.

Если сырая экстракт фикобилибелка смешивается равномерно с соответствующим количеством буферных растворов и органических реагентов, то смесь может состоять из трех этапов. Верхняя органическая фаза может собирать пигменты и липиды, средняя фаза содержит осадки, такие как белки, а нижняя водная фаза содержит полярные компоненты, такие как сахар. По сравнению с другими органическими реагентами, трет-бутанол имеет высокую температуру кипения, менее воспламеняющийся и имеет специальную разветвленную структуру цепи, которая предотвращает денатурацию белка. Поэтому трет-бутанол часто используется в качестве органического реагента в технике ТТП для экстракции и очистки фикобилибелков [26]. В качестве простого, эффективного, относительно недорогого и перспективного метода извлечения ТТП используется в процессах очистки биомолекул на начальных и последующих этапах. В то же время эта технология является более экологически безопасной и может быть использована для крупномасштабной подготовки. Это новая технология очистки с большим потенциалом развития.

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 фикобилибелков, фикобилибелковый раствор должен быть предварительно обработан, такие как удаление примесей, регулировка pH и ионной прочности раствора и т.д., чтобы оптимизировать ультра-фильтрационный эффект. Ультра фильтрационная мембрана с поровым размером меньше молекулярного размера фикобилибелков 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.

Фикобилибелки сохраняются на концентрированной стороне, в то время как примесности и небольшие молекулы проходят через мембрану и попадают на пермитную сторону, тем самым достигая предварительного разделения и очистки. 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 установлено, что активированный уголь имеет потенциальную ценность для разделения и очистки фикобилибелков [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. Для отделения и очистки фикобилибелков от сырого спирулинного экстракта группа использовала усовершенствованный метод инжекции потока оболочки. Чистота полученного фикобилибелка достигла 4,60, а скорость восстановления составила 79% [31]. Успешное применение данной технологии открывает новые возможности для масштабного производства аналитических фикобилибелков.

3 комбинированный процесс извлечения и очистки

В практическом применении экстракция и очистка фикобилибелков не может обеспечить высокой чистоты фикобилибелков в рамках одного процесса. Поэтому для получения высокочистых фикобилибелков с высокой урожайностью зачастую необходимо сочетать две или более технологические структуры. Поскольку метод фриза-оттепели прост в эксплуатации, недорогостоящий и может применяться в больших масштабах, он часто используется в нынешнем процессе извлечения и очистки фикобилибелков для предварительной обработки фикобилибелков и получения сырого фикобилибелкового экстракта. Сырой фикобилибелковый экстракт, получаемый методом заморозки, имеет низкую чистоту и требует последующей очистки для дальнейшего повышения чистоты фикобилибелкового экстракта.

3.1 сочетание методов соления и других методов

Сырый фикоцианиновый раствор, получаемый методом заморозки, имеет низкую чистоту и требует последующей обработки для дальнейшего повышения чистоты фикоцианина. Соленая соль является традиционным методом очистки белка. Нынешний процесс является относительно зрелым, источник материалов является относительно широким, эксплуатация проста и легко достичь промышленного производства. Таким образом, при обработке сырого фикоцианинового раствора, полученного методом заморозки, сочетание соления с другими методами в этом процессе может значительно повысить чистоту и скорость восстановления фикоцианина.

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

Юань менюань и др. [34] провели углубленное исследование последовательности операций метода соления и двухфазного жидкого процесса. Во-первых, было проведено сопоставление воздействия трех солевых агентов-сульфата аммония, цитрата аммония и цитрата калия-на сырая экстракция фикобилибелков, и сульфат аммония был признан лучшим солевым агентом. Фикобилибелки с чистотой 3,0 или выше были получены путем двухэтапного соления в сочетании с двухэтапной экстракцией жидкости. Был также изучен порядок применения метода соления и двухэтапного метода экстракции растворителей в этом процессе [35]. Результаты показали, что полиэтиленгликоль трудно удалить из экстракта фитобилибелка, поэтому было установлено, что этот процесс сначала извлекается путем соления, а затем очищается путем двухэтапной экстракции растворителя. Ван и др. [36] изменили концентрацию солевого агента и систему двухфазного экстракционного метода для получения флуоресцирующего реагента фикобилибелка с чистотой 4,60 и коэффициентом восстановления 91%. В дополнение к очистке фикобилибелков путем их объединения с двухфазным методом экстракции растворителей ван суэйн [17] получил фикобилибелки с чистотой 3,46 путем сочетания соления с трехфазной системой экстракции растворителей с коэффициентом восстановления 52,41% (таблица 6). Когда процесс был увеличен в 10 раз, система экстракции оставалась стабильной, обеспечивая быстрый, мягкий и эффективный путь промышленной очистки фикобилибелков.

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 затратоэффективным процессом очистки, и его сочетание с другими процессами может способствовать дальнейшему повышению чистоты фитобилибелков, обеспечивая более экономичную технологическую идею для крупномасштабного промышленного производства. После анализа воздействия очистки четырех видов активированного угля: кокосового, фруктового, древесного и угольного с различными уровнями частиц (100, 200, 300, 400 и 500 ячеиц) и с учетом как чистоты, так и скорости восстановления фикобилибелков был сделан вывод о Том, что эксперимент по адсорбции с использованием 400-500 ячеистых порошковых угольных активированных углей дает наилучшие результаты [37].

Шэн цзинменг и др. [38] пришли к выводу, что чистота фикобилибелков, получаемых с помощью комбинированного активированного угля и процесса экстракции, значительно улучшилась по сравнению с одним процессом экстракции, увеличившись с 1,06 до 3,46. Чистота фикобилибелков, полученных с помощью комбинированного процесса активированного угля и соления, была не только значительно выше, чем при однократной процедуре соления, но и увеличилась с 67% до 72% [37]. По сравнению с комбинированным методом соления и экстракции комбинированный метод активированного угля и хроматографии более подходит для промышленного производства реагентных фикобилибелков [39]. После получения фармацевтического фикобилибелка методом фриза-оттепели и методом адсорбции порошкового активированного угля экстракт фикобилибелка был дополнительно сконцентрирован с использованием ультрафильтрации и окончательно очищен хроматографией HAP для повышения чистоты фикобилибелка до уровня реагента (таблица 7). Однако одноэтапной хроматографии HAP недостаточно для полного удаления мелких молекулярных примесей и посторонних белков из фикоцианинового раствора.

4 применения фитоцианина

Фитоцианин содержит 17 основных и несущественных аминокислот, за исключением триптофана, и является идеальным источником белка для человека. Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам и биологической активности, фитоцианин имеет хорошие показатели в области продовольствия, медицины и косметики.

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; Спрос на натуральные и безвредные продукты питания привлекает широкое внимание в пищевой промышленности. Тем не менее, фикоцианину трудно поддерживать стабильное состояние в течение длительного времени в водных или фосфатных растворах. Поскольку фитоцианин подединица продолжает деполимеризацию, агрегированная форма фитоцианина постепенно изменится с (αβ)6 на αβ monomers, что приведет к отклонению цвета. В последние годы исследователи улучшили световую и тепловую стабильность фикоцианина, сочетая его с полисахаридами, добавляя сывороточный белок или формируя микселы.

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

В дополнение к своей голубой блеск, фитобилибелки широко используются в медицинской области из-за их антиоксидантов, антиопухоли, гемостатических и природных флюоресцирующих свойств.

Высокая биосовместимость и фотодинамические свойства фикоцианинового порошка привели к его широкому применению в исследовании фотосенсибилизаторов. SHEN. П.В то же время- 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 В то же время- эл. - привет.[52] разработали флюоресцирующий зонд для обнаружения ионов ртути с использованием фикобилибелка 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 фикоцианина и других фикобилибелковых зондов, что можно объяснить тем фактом, что проблема света и термоустойчивости фикобилибелковых зондов не была эффективно решена.

Нетоксичные природные материалы с гемостатическими свойствами лежат в основе дизайна повязки ран. AZAZA/данные отсутствуют.В то же время- эл. - привет.[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

Некоторые синтетические добавки в косметике и продукты по уходу за кожей часто вступают в контакт с кожей человека, что вызывает аллергию 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 В то же время- эл. - привет.[58] использовали натуральный фитоцианин в качестве красителя для волос, чтобы избежать проблем пользователями&#- 39; Аллергия, вызванная химическими красителями волос. ADLI. ЯВ то же времяal. [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

Являясь натуральным пигментным белком с важной биологической активностью и прикладной ценностью, непрерывное развитие процесса экстракции и очистки фикоцианинового порошка обеспечивает гарантию его применения в области продовольствия, медицины и косметики. На основе исследований и сопоставления различных методов экстракции и очистки было установлено, что, хотя физическая экстракция проста в эксплуатации, эффективность экстракции низкая; Химические методы могут улучшить скорость экстракции, но могут повлиять на структуру белка и активность белка; Биологические методы являются экологически безопасными и нежными, но их стоимость высока. С точки зрения очистки хроматография стала основным методом из-за ее высокой эффективности и избирательности, но она также должна быть объединена с другими методами для дальнейшего улучшения чистоты и восстановления. Соответствующий метод извлечения и очистки должен выбираться на основе многочисленных факторов, таких, как характеристики сырья, целевая чистота и стоимость.

Технология экстракции и очистки фикобилибелков, как ожидается, позволит добиться прорыва в следующих аспектах: в настоящее время водорослы, отобранные для фикобилибелков, являются относительно однородными, а процесс экстракции и очистки фикобилибелков, пригодных для других водорослей, может быть изучен 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.

Кроме того, углубленные исследования биологической активности и функции фитобилибелков будут и далее расширять их применение в области медицины, продовольствия и косметики. Некоторые недостатки фитобилибелков нуждаются в улучшении, например: низкая фототермическая и химическая стабильность фитобилибелков ограничивает их развитие в качестве фотосенситоров и флюоресцирующих датчиков; Фитобилибелки со временем проходят деполимеризацию в водных растворах, что приводит к цветовым отклонениям в продукте.

Как получить высокую чистоту, высокую стабильность и разнообразие фикобилибелков экономически и зеленость будет в центре будущих исследований. Предполагается, что благодаря непрерывным исследованиям и инновациям будет оказываться более активная поддержка крупномасштабному производству и применению фитобилибелков, что принесет более значительные экономические и социальные выгоды смежным отраслям.

Ссылка:

[1]  В городе чжун X, юань, юань - я. В. научные исследования По состоянию на В настоящее время Выращивание сельскохозяйственных культур и Культура и искусство В области технологии 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 По состоянию на В настоящее время 1. Извлечение и Очистка от загрязнения 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 SpirulinA/данные отсутствуют.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 для Функциональные возможности системы Содержание белка в крови Освобождение [J]. Наука и техника и В области технологии Соединенные Штаты америки - 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-- продукты питанияScience иTechnology, 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] 13. ВанZ W, ZHOU - J.W, LI J H, И др. Рациональный дизайн ключевых ферментов для эффективного синтеза фикоцианобилина EscherichiA/данные отсутствуют.coli[J]. Биомолекулы, 2024, 14(3) : 301 — 316.

[11] юар - Y. В. научные исследования По вопросу о брокетинге В. методы работы - фикоцианин 1. Извлечение Из российской федерации Цвет: синий - водоросли В случае необходимости В районе озера Чоу [г]. Hefei: Hefei Университет в нью-йоркеСоединенные Штаты америкиTechnology, 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 и 3. Определение характеристик - фикоцианин 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: По состоянию на Очистка от загрязнения Соединенные Штаты америки - фикоцианин По запросу: С несколькими экземплярами 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:  Соединенные Штаты америки - порошкообразная порошка  Активирован (активирован)  1. Углерод  10. Адсорбция  Объединенные арабские эмираты  с  Колонка 1  3. Хроматография  И ультра фильтрация для очистки фикоцианина [D]. Hefei: Hefei University Соединенные Штаты америкиTechnology, 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/данные отсутствуют.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 иTechnology, 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 и 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 По водным путям В два этапа  В системе организации объединенных наций для  Одновременно с этим Очистка от загрязнения Соединенные Штаты америки 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 Соединенные Штаты америки 1. Биочары и В его рамках Применение программного обеспечения 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   В. научные исследования   О нас   Быстро и быстро   Прекращение службы   и   Очистка от загрязнения   Соединенные Штаты америки  - фикоцианин   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 Соединенные Штаты америки - фикоцианин  Из российской федерации 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. В настоящее время   Исследования по теме:  Соединенные Штаты америки  1. Извлечение  Соединенные Штаты америки  - фикоцианин  По запросу:   Выбытие из эксплуатации  и  По водным путям  В два этапа   В системе организации объединенных наций  От цианобактерии [D]. Hefei: Hefei University Соединенные Штаты америкиTechnology, 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 Соединенные Штаты америкиTechnology, В 2016 году.

[38] SHENG J - м,ZHANG F Y, YUAN M уи др. Изучение методов экстракции И очистки воды C-фикоцианин Из российской федерации Цвет: синий - водоросли По запросу: Объединенные арабские эмираты - использование Соединенные Штаты америки С порошковым порошком Активирован (активирован) 1. Углерод Лечение и уход and  По всему миру Осадки [J]. Журнал по теме Соединенные Штаты америки 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  - фикобилибелки Из российской федерации < < атакама > > - цианобактерия По состоянию на 31 декабря 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 1. Выписка (подпись) : От артроспирального плаценза По состоянию на 31 декабря 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. В настоящее время 3. Применение Микроинкапсулированный фикоцианин По состоянию на 31 декабря 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. - фикоцианин 3. Индусы - апоптоз. and  Улучшает качество В настоящее время 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 Из российской федерации - спирулина. - максима (maxima) По состоянию на 31 декабря a  - зеленый цвет - флюоресцентные лампы Пробоотборник для анализа для 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  Из российской федерации Читосан/белок В режиме изоляции 3. Гидрогель для 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 По состоянию на 31 декабря 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.  Использование программного обеспечения 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.