フィコシアニン粉末の用途は何ですか?

フィコシアニン(phycocyanin)は、天然の色素タンパク質であるユニークな構造と優れた生物活性を持つ。スピルリナやアナベナ[1]などの藻類に広く含まれており、青色が魅力的なだけでなく、栄養価や薬効も豊富です。食品産業では、フィコシアニン粉末は、食品に魅力的な色を加えるための天然の青色着色剤として使用することができます。製薬業界では、フィコシアニンの抗酸化および抗腫瘍生物学的活性は、それを潜在的な治療薬成分にしている[2]。しかし、効率を上げるためには抽出・精製技術が不可欠ですphycocyaninの使用。したがって、フィコビリタンパク質の抽出・精製技術を徹底的に研究し、最適化し、効率的で、経済的で、環境に優しい新しい精製プロセスを開発することは、様々な分野でのフィコビリタンパク質の応用を促進する上で大きな意義がある。phycobiliproteinsの抽出および精製プロセスに関する既存のレビューのほとんどは、単一の壁破りまたは抽出技術を導入しており、全体的なプロセスフローの分析および議論が欠けています[3]。

本文は各工程の仕事の原則、長所と短所を詳細に説明した。また、大規模工業生産への対応が期待される凍結融解法や複合プロセスについても解説する。また、フィコビリタンパク質の抽出・精製技術を総合的に検討し、各種手法の長所・短所を分析し、今後の開発動向を探る。現在の状況phycocyaninの応用関連する研究や産業応用のための参照を提供することを目的に、さらに改善するための現在の欠陥や方法を指摘し、要約されています。

1の属性Phycocyanin

Phycocyanins天然の高蛍光タンパク質なのでしょうか主要な光を集める色タンパク質を持っていますフィコシアニン(pc)、フィコエリスリン(pe)、アロフィコシアニン(apc)に分類される。これらのタンパク質は、図1に示すようにチラコイド膜上に局在し、膜表面に集合します。

Phycocyanin粉水には溶けやすいが、アルコールや油には不溶な水溶性タンパク質です。フィコビリン発色団を含み、固体状の明るい青色の粉末として現れる。フィコシアニンの水溶液は、280、348、620 nmの3つの紫外線吸収ピークを持つ。最も強い620 nmの吸収ピークはフィコシアニンの特徴であり、より弱い280 nmと348 nmのピークはそれぞれ芳香族アミノ酸分子とフィコシアニンの色素分子に起因する。フィコシアニンの純度は、620/280 nm (a620 / a280)の吸光度比によって決定され、食品グレード(a620 / a280≤0.7)、試薬グレード(0.7≤a620 / a280≤3.9)、分析グレード(a620 / a280≥4.0)に分けることができる[4]。

フィコシアニンの分子(図2)は、脱プロトン化されたタンパク質と、硫化物結合を介して共有結合したテトラピロール構造を持つ発色団から構成される。ポリペプチドPhycocyaninは2つの異なるサブユニット、小さな関係分子大量αサブユニット(日kDa)と比較して広大な分子大量βサブユニット(14-21 kDa)。これらの2つのサブユニットは形式αβ単体で面を通じて張り付きさらに統合と分離して結成した高分子(αβ)n。Phycobiliproteinsは通常trimericで発見(αβ)3(αβ)6形成され他の高分子体[5]がつきました

2の抽出と精製Phycocyanin

どのように効率的かつ正確にphycobiliproteinsを抽出するかは、その価値の前提条件です。phycobiliproteinsの抽出プロセスは複雑で、藻類の選択や細胞破壊の手段など、多くの要因に影響されます[6]。フィコビリタンパク質抽出の効率は、藻類細胞の破壊の程度に大きく依存する。藻類細胞を破壊する方法は、フィコビリタンパク質抽出の効率と純度に大きく影響する。物理的、化学的または酵素的に適切な藻類の細胞壁や細胞膜を破壊して細胞からフィコビリタンパク質を放出するプロセスは、粗フィコビリタンパク質抽出と呼ばれる。

2.1粗phycobiliprotein抽出

現在、複雑な藻類の細胞からフィコシアニンを単離する方法が多く存在する。これらの粗抽出プロセスは、従来の粉砕法、高圧均質化法、凍結解凍法などの方法に加えて、近年注目されている超音波法を含む、フィコビリタンパク質の分離・精製の前処理として多く使用されています。プロセスごとに作業原理、長所と短所が異なるため、適切な適用シナリオも異なります(表1)。より費用対効果の高い抽出プロセスを得るために、さまざまな方法の原理、長所と短所を深く検討しました。

chen yu[11]は、この結果を単因子実験で比較し、凍結解凍法と高圧均質化法を併用することで、高圧均質化だけで生じる植物質タンパク質変性の問題を効果的に回避できることを明らかにした。高圧抽出技術は、大量の材料を効率よく一度に処理できるため、他の温度制御されたプロセスと組み合わせて、工場での大規模なスピルリナ粉砕に利用されています。侯zhaoquanら[12]は、スピルリナから抽出したフィコビリタンパク質の収量と純度に対するサイクル数の影響を詳細に調査し、4サイクルの凍結解凍が最適であることを発見した。

saranら[13]は、このモデルを用いたスピルリナplatensisフィコビリプロテインの抽出速度に対するクエン酸(ph =5.0)、酢酸緩衝液(ph =6.0)およびリン酸ナトリウム緩衝液(ph =7.0)の溶媒としての影響を調べる。この研究では、リン酸ナトリウム緩衝液が最も抽出効果が高く、146.0 mg/gのフィコビリプロテインが抽出された。yu xiaolei[14]は超音波技術の助けを借りてphycobiliproteinを抽出し、効果的に作業時間を短縮した。超音波技術は、再現性が良く、低溶剤消費量、低温動作の特徴を有し、植物性タンパク質の活性を最大限に維持することができることがわかった。

2.2 phycobiliproteinの精製

これら一連の作業により得られる粗抽出物には、不純物タンパク質が多量に含まれています。しかし、特定の産業では、フィコシアニンの原料は試薬グレード以上でなければならない。そのため、藻類の前処理後、粗抽出物を得るためにはさらに分離・精製する必要がある高純度のフィコシアニン。現在、フィコビリタンパク質の精製には、クロマトグラフィー、二相抽出、三相抽出、活性炭吸着などが一般的に用いられている。

2.2.1クロマトグラフ

クロマトグラフィーはタンパク質を精製する最も一般的な方法であり、精製したタンパク質を工業的に生産するための要件をほぼ満たしています原油スピルリナ抽出。amaranteら[20]は、ph勾配溶出とイオンクロマトグラフィーを組み合わせて、スピルリナからフィコシアニンを抽出する1段階精製法を開発した。このプロセスを用いて、純度4.2、3.5、回収率49.5%のフィコシアニンが得られた。ゲルろ過クロマトグラフィーは、相対分子量に応じて物質を分離することができます。充填材料の多くは、多孔質ネットワーク構造を有する不活性材料である。ヒドロキシアパタイト(hap)は、カルシウムとリンからなる天然のリン酸カルシウム結晶である。表面にはカルシウムイオンとリン酸イオンがあり、カルシウムイオンはフィコシアニンとイオン交換し、リン酸イオンはフィコシアニンと吸着する[21]。hapは、高い耐アルカリ性と独自の分離機構を持ち、タンパク質や核酸の精製に直接使用できる唯一の無機クロマトグラフィーフィラーです。また、hapは他のフィコビリタンパク質と同時にフィコビリタンパク質を分離・精製することができます。そのためhapはアフィニティークロマトグラフィーの充填剤として、2つのタンパク質を同時に分離精製するためによく用いられる[22]。

2.2.2二相溶媒抽出

に単一の水溶液を使用することに加えて抽出phycocyanin二相溶媒抽出と呼ばれる特殊な水溶液抽出法もある。一般的に、水溶液抽出とは、目的の物質を溶解して抽出するために、単一の水溶液を溶媒として直接使用することを指す。二相溶媒抽出法は、水環境でも行われますが、混和性のない水相を形成する2つの成分を持つ特殊なシステムを使用します。一般的な2相システムを表4[23]に示します。二相系の決定は通常、タンパク質の分配係数(kp)に依存する。他の分離法と比較して、二相溶媒抽出法は高い生体適合性、穏やかな動作条件、速い抽出速度、スケールアップに適しているという利点があります

プロセス、および広くフィコシアニンの抽出に使用されます。chethanaら[24]は、二相溶媒抽出技術を用いてフィコシアニンを抽出・精製するプロセスについて詳細な研究を行い、標準条件下で純度4.32、回収率79%のフィコシアニンを得た。

2.2.3三相抽出法

20世紀の終わりには、panadareらが簡便かつ迅速にタンパク質を抽出・精製できる三相抽出法(tpp)を提案した[25]。従来の方法と比較して、tppは新しい非クロマトグラフィー生物分離技術として、関連する多くの制限を克服することができます。

がフィコシアニンの粗抽出物適切な量の緩衝液と有機試薬と均一に混合され、混合物は3つの相を形成することができます。上の有機相には色素や脂質が、中の有機相にはタンパク質などの沈殿物が、下の水相には糖などの極性成分が含まれます。他の有機試薬と比較して、tert-ブタノールは沸点が高く、引火性が低く、タンパク質変性を防ぐ特殊な分岐鎖構造を持っています。したがって、tert-ブタノールは、多くの場合、フィコシアニンの抽出と精製のためのtpp技術の有機試薬として使用されています[26]。単純で効果的、かつ比較的安価で有望な抽出技術として、tppは上流および下流の生体分子精製プロセスに利用されてきた。同時に、この技術はより環境に優しく、大規模な準備に使用することができます。開発の可能性が高い新しい精製技術です。

2.2.4支配

限外ろ過の原理は、特定の孔の大きさの限外ろ過膜を使って、分子の大きさや形状の違いに応じて物質を分離・浄化することだ。フィコビリタンパクを含む溶液は、ろ過効果を最適化するために、不純物の除去、溶液のphおよびイオン強度の調整などの前処理を行う必要があります。フィコビリタンパク質が膜の片側に保持され、より小さな不純物分子や溶媒が膜を通過できるようにするために、フィコシアニンの分子サイズよりも小さい孔サイズの限外ろ過膜が選択される。

限外ろ過の間、一定の圧力をかけるか、遠心分離を使用して限外ろ過膜に溶液を押し通す。

濃縮された側にはフィコシアニンが保持され、不純物や低分子は膜を通過して浸透膜側に入るため、予備的な分離精製が行われる。ウルトラフィルトレーションは、操作が簡単で、大規模に適用でき、タンパク質の活性を比較的よく維持できるという利点がある。しかし、膜汚染による分離効率の低下や、同程度の分子量の不純物に対して十分な分離効果が得られない[27]などの制約もあります。つまり、微細ろ過はフィコビリタンパク質の精製には有効な方法であるが、実用化には様々な要素を総合的に考慮する必要があり、高品質な精製物を得るためには他のプロセスとの組み合わせが必要となる場合が多い。

2.2.5活性炭吸着

活性炭は、人工的に加工して得られる吸着力の強い吸着剤です。形状によって、直径0.18 mm未満の粉末活性炭と、直径0.18 mmの粒状活性炭に分けることができます。活性炭は細孔構造が発達しています。開口部が50 mm以上のものを大細孔、開口部が2 mm以下のものを小細孔、この2つの間のものを中足孔と呼びます。このうち、活性炭の吸着孔は吸着孔とも呼ばれ、活性炭の吸着性能に決定的な役割を果たしている[28]。活性炭は、下水処理やホルムアルデヒド除去などの環境面で優れた適用価値を示しています。近年、活性炭がフィコシアニンの分離・精製に利用される可能性があることがわかってきました[29]。

2.2.6できる電気泳動

自由流電気泳動は、温和な条件下でタンパク質などの高分子を連続的に分離・精製するための重要な電気泳動技術であり、標的構造の完全性と生物活性を十分に維持することができる。この技術の動作原理を図3に示します。分離室は、非常に近接した2枚の平行板で構成され、非常に薄い分離室を形成しています。緩衝液が圧力ポンプを通って分離室に入ると、安定した層流が形成されます。電場がない場合、ターゲットタンパク質を含む粗抽出物は分離チャンバーに入り、バッファとともに排出端へと流れます。電界が印加が流水方向に直交して、バッファフローの荷电粒子原油抽出速度が异なる时に電気泳動移りで招いたコンポーネント動画異なる距離収集される分離室異なる位置で末コンセントに差し込みます。これにより、目的のタンパク質を分離・精製することができます。

従来の自由流電気泳動装置は、構造が複雑で、バッファーインレットが少なく、分離室の入口から分離室までの距離が長いため、分離・精製が困難でした。近年では、大量の酒は製法に改良が加えられ、free-flow装置gas-liquidバッファ装置gravity-induced均衡コレクターが開発されと分離して結成した層ストリーム分離の部屋で問題解決の緩衝液を分離の小室へと投げ込みに長距離を移動しないといけなくて、前層ストリーム形成することができる。この装置は現在、天然生物試料中の有機物、細胞、タンパク質を分離・精製するために使用されている。

さらに、自由流電気泳動デバイスの性能を向上させるために、yangら[30]は、注入方法を改良し、新たな自由流電気泳動デバイス構造を生み出した。シースフロー注入技術の導入は、操作プロセスを簡素化し、タンパク質の分離効率を効果的に改善し、従来の装置内のサンプルによって引き起こされる気液バッファーの汚染を回避します。研究チームは、改良されたシースフロー注入法を用いて、粗スピルリナ抽出物からフィコシアニンを分離・精製した。得られたフィコビリタンパク質の純度は4.60に達し、回収率は79%であった[31]。この技術の応用は、分析グレードのフィコシアニンの大量生産に新たな手段を提供する。

3抽出と精製の組み合わせ

実用的な用途ではフィコシアニンの抽出と精製高純度のフィコシアニンは単工程では得られない。そのため、高収率で高純度のフィコシアニンを得るためには、2つ以上のプロセス構造を組み合わせる必要があります。凍結解凍法は、簡便かつ低コストで大規模に適用できることから、現在のフィコシアニン抽出・精製工程では、フィコシアニンを前処理して粗フィコシアニン抽出物を得るために用いられることが多い。凍結解凍法で得られた粗フィコシアニン抽出物は純度が低く、その後の精製でフィコシアニンの純度をさらに向上させる必要がある。

3.1塩漬けと他の方法の組み合わせ

の原油phycocyanin解決策凍結解凍法で得られたフィコシアニンは純度が低く、その後の処理でさらに純度を向上させる必要がある。塩出しは、伝統的なタンパク質精製方法です。現在のプロセスは比較的成熟しており、材料の供給源は比較的広く、操作は簡単で、工業生産を達成することは容易である。そのため、凍結融解法で得られた粗フィコシアニン溶液を処理する際に、他の方法と塩を併用することで、フィコシアニンの純度と回収率を大幅に向上させることができる。

3. 1. 1塩出法とクロマトグラフィーを組み合わせた粗液の精製

研究チームは、潮湖のシアノバクテリアに凍結解凍処理を施した後、2段階塩分抽出法でフィコシアニンの粗抽出物を得た後、ゲルクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィーでそれぞれ精製した[15,32-33]。まず、単因子実験を行い、1段階の塩出しで1.0 mol/ l (nh4)2 so4を、2段階の塩出しで1.8 mol/ l (nh4)2 so4を加え、2.40の純度の粗フィコビリタンパク抽出物を得た。その後、粗抽出物は3つのクロマトグラフィー法で精製された。このうち、ゲルクロマトグラフィーの回収率が高く、イオンクロマトグラフィーの方が経済的である。アフィニティクロマトグラフィーでは、試薬グレードのフィコシアニンとフィコシアニンを同時に精製することができる。塩出しとアフィニティクロマトグラフィーの組み合わせは、フィコシアニンとフィコシアニンの同時分離と精製のための新しい技術的アイデアを提供し、将来のスケールアップ生産に積極的な役割を果たします。

3. 1.2塩抜きと抽出を組み合わせた粗液体の精製

yuan mengyuanら[34]は、塩出し法と二相液体法の連続運転順序について詳細な研究を行った。まず、フィコシアニンの粗抽出において、硫酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウムの3種類の消塩剤の効果を比較したところ、硫酸アンモニウムが最も優れた消塩剤と判定された。2段階の塩出しと2相液抽出を組み合わせて、3.0以上の純度のフィコビリタンパク質を得た。塩出し法と2相溶媒抽出法の順序も検討した[35]。その結果、phycobiliprotein抽出物からポリエチレングリコールを除去することが困難であることがわかり、塩を出して抽出した後、2相溶媒抽出法で精製したものと判断した。wangら[36]純度4.60、回収率91%の蛍光試薬級フィコビリタンパク質を得るために、塩出し剤の濃度と二相抽出法のシステムを変更した。ほかに浄化phycocyaninと2相溶剤抽出やり方を組み合わせると王ハクヨン選手の純度phycocyanin得られた〔17〕によって346加塩溶剤电流抽出システムと、の回収率は52.41%(テーブル6)。手続きがさんは10倍増すことによって抽出制度は安定的だ快速・区間快速を提供する、優しくてとても効率的なphycocyanin系統industrial-scale浄化用です。

3.2活性炭プロセス

化学的方法では、システムに化学試薬を追加する必要があります。このため、タンパク質の不可逆的な変性が容易に起こり、その後のプロセスで精製が困難になります。したがって、物理的手法を組み合わせた手法の開発は、フィコビリタンパク質の純度と収率を向上させるための新しいアイデアを提供します。活性炭は、よりコスト効率の高い精製プロセスであり、他のプロセスと組み合わせることで、フィコシアニンの純度をさらに向上させることができ、大規模工業生産のためのより経済的なプロセスアイデアを提供することができます。浄化効果上映に続き4種類の活性炭:ヤシ壳、フルーツ、筐体木材と、石炭異なる粒子サイズ(100歳、200、300、400、500メッシュ)、純度と回復率phycocyaninを考慮すると、断定を用いて吸着実験400 - 500メッシュ粉賦存活性炭[37]最高成績を渡したんだ

sheng jingmengら[38]はそれを発見した純度phycocyanin組み合わせた活性炭と抽出プロセスによって得られた単一の抽出プロセスに比べて大幅に改善され、1.06から3.46に増加しました。活性炭と食塩を併用して得られたフィコシアニンは、1回の食塩よりも純度が高く、回収率も67%から72%に上昇した[37]。塩出しと抽出の併用法よりも、試薬グレードのフィコシアニンの工業生産には活性炭とクロマトグラフィーの併用法の方が適している[39]。を取得した後pharmaceutical-grade凍結融解活性炭粉末にした方法によってphycobiliproteinsできる吸着方法、集中がphycocyaninのエキス期にさらに進んだ支配を使用して、ついにハップに浄化され宇宙の純度を増やすphycocyanin試薬レベル(テーブル7)。この過程の流動性を供給系統産業生産reagent-grade phycocyanin、しかし、一段階のhapクロマトグラフィーでは、フィコシアニン溶液から低分子不純物や異物タンパク質を完全に除去することはできません。

フィコシアニンの4つの応用

フィコシアニンは、トリプトファンを除く17種類の必須アミノ酸と非必須アミノ酸を含み、ヒトにとって理想的なタンパク質源です。その独特の物理化学的性質と生物学的活性のために、フィコシアニンは、食品、医薬品、化粧品の分野で良好な性能を持っています。

4.1食品分野

青は食べ物に欠かせない色だ。現在、天然の青色物質は比較的少なく、中国では食品に合成青色顔料を使用することができます。フィコシアニン粉末は毒性がなく、水溶性が良いため、合成顔料の代わりに天然の食品着色剤として使用されています。consumers&接する#39;自然で無害な食品の需要は、食品業界で広く注目を集めています。しかし、フィコシアニンは水溶液やリン酸溶液中で長期間安定した状態を維持することが困難です。phycocyaninとしてサブユニットはdepolymerizeへ続き、集約からphycocyaninも変わりする形(αβ)6 ~αβ単体で、少しズレを招く色です。近年、フィコシアニンは多糖類と結合したり、ホエイタンパク質を加えたり、ミセルを形成したりすることで、光と熱の安定性を向上させている。

抗菌とフィコシアニンの抗酸化作用食品包装業界で人気を博していますgolmakaniら[47]は、電気紡績を用いて、フィコシアニンを添加したゼインタンパク質のナノファイバーを得た。エレクトロスピニング技術によって得られたgspeの化学構造と熱安定性は飛躍的に向上し、その優れた殺菌性と抗酸化性は、活性食品包装の分野で際立って活用されています。

創薬4.2ている

その青色の光沢に加えて、フィコシアニンは、その抗酸化、抗腫瘍、止血および天然蛍光特性のために、医療分野で広く使用されています。

フィコシアニン粉末の高い生体適合性と光力学的特性は、光増感剤の研究に広く使用されている。申ら。[47]窒息selenium-rich抽出phycocyanで(Se-PC) selenium-richスピルリナplatensis、開催された「マウス肺がん细胞の生存率を減らし、雇用主は潜在的再生効くphotosensitizer待遇の肺がん(図5)の順だった。細胞がん和らげる役割に対するphycocyanin高めととの対比でよくにナノ粒子さまざまな性質をもたらすのですこれは、細胞内の光増感剤の発現を改善することができるが、がん細胞の小器官環境を標的とした光増感剤に関する報告はほとんどなかった。フィコシアニンを主体とした光線力学的治療のほか、併用療法も一般的ながん細胞治療法だ。フィコシアニンの組み合わせは、単一の原薬の効果と比較して、体に対する原薬の損傷を大幅に軽減し、がん細胞のアポトーシス効果を高める。

アルギニン粉末は励起光を吸収すると強い蛍光信号を発する。他の天然蛍光剤と比較して、量子収率が高く、ストークスシフトが大きく、モル吸光係数が高い。そのため、蛍光プローブの作製にも利用されており、細胞や生体組織における蛍光のその場可視化を実現し、環境検査や疾患診断に新しいアイデアを提供しています。houら[52]は、フィコシアニンを原料として水銀イオンを検出する蛍光プローブを開発した。魚介類(カキ、ナマズ)の水銀イオンを検出し、環境汚染物質の検出に新たな手段を提供した。shaoらは、ペルオキシナイト酸のレシオメトリック蛍光測定が可能なphycobiliprotein-carbにdotナノプローブを報告しており、がんや神経変性などの疾患の病態解明のための新しいソリューションを提供している。近年、フィコビリプロテインの開発が進展しているが、その研究成果はフィコシアニンや他のフィコシアニンと比べてはるかに少ないphycocyaninの安定効果的に解決されていません

無毒で止血性の天然素材は創傷被覆設計の中心にあります。azazaら[54]は、キトサンやフィコシアニンなどの物質を用いて複合ハイドロゲルhg-20を合成したが、これはラット実験で創傷治癒を促進する一定の能力を示し、費用対効果の高い創傷被覆のための新しい研究アイデアをもたらした。

上記の医薬品分野での応用に加えて、生殖器系の保護、抗糖尿病および結腸癌の予防のための細胞モデルにおけるフィコシアニンの良好な性能は、医療用医薬品の生産に広く使用されている[55-56]。

4.3化粧品

いくつかの合成添加物は化粧品およびスキンケア製品多くの場合、人間の皮膚に接触し、一部のユーザーにアレルギーを引き起こします。化粧品に使用される化学物質の健康への影響への関心が高まる中、天然由来製品の人気が世界的に高まっています。顔料の天然源として、フィコシアニン粉末は、その抗酸化および抗炎症特性のために、化粧品製剤のための魅力的な代替品と考えられています。スピルリナから抽出されたc−フィコシアニンは、マウスのメラノーマ細胞(b16f10)株のチロシナーゼの発現を調節することで抗メラニン効果があることから、美白剤として化粧品業界に加えられている[57]。kraseasintraらは、ユーザーの問題を避けるために、毛髪染料として天然のフィコシアニンを使用しました'化学染料によるアレルギー。adliら[59]は、溶媒鋳造法を用いて、ポリ(乳酸)、フィコシアニン、アルギン酸の複合材料を非毒性で抗酸化作用のある化粧品パッチに加工した。この材料から作られた化粧品パッチは生分解性であり、従来の化粧品パッチの非生分解性とそれに伴う環境汚染を回避します。

4.4などの分野

フィコシアニンは、緑色で安価であり、食品、医薬品、化粧品などの分野だけでなく、農業分野にも応用されている。variaら[60]は、レタス栽培用の生物刺激剤としてフィコシアニンを豊富に含むスピルリナ抽出物を使用した。レタスの成長周期は6 d短縮され、収量は12.5%増加した。これらのデータから、フィコシアニン粉末は、経済的で環境に優しい生物刺激剤として、作物の成長や発育に役立つことが期待される。

5まとめと展望

として天然顔料。タンパク質重要な生物学的活性と応用価値を持つフィコシアニン粉末の抽出と精製プロセスの継続的な開発は、食品、医薬品、化粧品の分野での応用のための保証を提供します。さまざまな抽出方法と精製技術を研究・比較した結果、物理的な抽出は操作が簡単だが、抽出効率が低いことがわかった。化学的方法は、抽出速度を向上させることができますが、タンパク質の構造と活性に影響を与える可能性があります;生物学的方法は、環境にやさしく、優しいが、コストが高い。精製に関しては、高効率・高選択性のためクロマトグラフィーが主流となっていますが、他の技術との組み合わせにより、さらなる純度・回収性の向上が求められています。原料の特性、目標とする純度、コストなど複数の要因を考慮して、適切な抽出・精製方法を選択する必要があります。

フィコシアニンの抽出精製技術は、次のような点で突破が期待されている。現在、フィコシアニンに選択されている藻類は比較的単一であり、今後、他の藻類に適したフィコシアニンの抽出精製プロセスを探索することができる。より効率的でグリーンで低コストな細胞壁破壊法の開発や、新たに結合したフィコビリタンパク抽出精製法を用いることで、運用コストを削減しながら、より効率的で高純度な精製効果を得ることができます。

また、フィコシアニンの生物活性や機能に関する研究を深め、医療、食品、化粧品などの分野での応用拡大が期待されています。フィコシアニンの欠点のいくつかを改善する必要がある。例えば、フィコシアニンの光熱的および化学的安定性が低いため、光増感剤や蛍光プローブとしての開発が制限される。フィコシアニンは水溶液中で時間とともに分解され、生成物の色偏差を生じる。

高純度を得る方法非常に安定で多様なフィコシアニン経済性とグリーン性が今後の研究の焦点になるだろう。今後も継続的な研究とイノベーションにより、フィコビリタンパク質の大量生産と応用への支援が強化され、関連産業への経済的・社会的利益が増大すると考えられます。

参考:

[1]  忠 X,王 Lを有する。研究 に の 栽培 と 文化 技術 海洋 スピルリナか[J]。誌 、水産 ^『官報』第2041号、大正8年8月1日。

[2]  spillert c r, pelosi m a, parmer l p, etal。薬物検査のための過酸化物誘発性炎症モデル[j]。剤や動作、滋養強壮剤 1987年(昭和62年)3月29日- 4号機が完成。

[3]  傅L L、ナ R、郭 J F et al.Research 進歩 に の 抽出 と 浄化 スピルリナからのフィコシアニン[j]。バイオテクノロジー公報、2016年、32(1):65-68。

[4]  噛む K W 知S R, KRISHNAMOORTHYR, ら 液体biphasic 浮遊選鉱法 を、浄化 C-phycocyaninの から spirulinのplatensis microalga[j]。^「bioresource technology, 2019, 288: 121519-121526」。bioresource technology(2019年). 2019年2月28日閲覧。

[5]  shao m f, zhao n, liu b,et。藻類青色タンパク質の大規模調製のためのプロセス技術の進歩[j]。2013年など食材発酵会社、39(2):135-139。

[6]  曽 J H、ヤン・ Y氏 Y G et al.Research 進歩 微細藻類の微細破壊技術についてです ため 機能 タンパク質 か[J]を発表した。科学 と 技術 の 食品 産業 2017年(平成29年)3月17日:374 - 374。

【7】  FAIETのMCOLARUOTOLO L A、HUYNH L、らフィコシアニン抽出液の高圧処理:分子間相互作用による安定性向上[j]。lwt-食品science とtechnology, 2024, 198(15): 115965-115975。

[8]  mao m x, han g x, zhao y l, etal。のreview のphycocyanin: production, extraction, stability とfood applications[j]。 international journal のbiological macromolecules, 2024, 280(3): 135860 -135873。

[9]  マルチネスj e, eatarron e v,エスカランテf m .抽出における添加物の効率の比較研究 超音波を用いたarthrospirのmaxima由来のフィコシアニンc [j]。分子(molecules), 2023, 28(1): 334-344。

[10] wang z w, zhou j w, li j h, らフィコシアノビリンを効率的に合成するための重要な酵素の合理的設計 大腸菌[J]。^ a b c d e『仙台市史』、4(3)、301-316頁。

[11]陳 Y "はない研究 brokeningの 方法 phycocyaninの 抽出 から 青い 藻 で 湖 巢湖[D] .合肥:合肥工業大学 2015年です

[12] hou z q, liu x y, shi c, etal。凍結融解法や超音波破壊法を用いた抽出法の研究 抽出phycocyanin から スピルリナ藻か[J]わけだ。内モンゴル自治区出身 大学 2017年(平成29年)2月29日:全線複線化。

[13]ザールラント鉄道 S Nふっくら K JASUJのN D ら 最适化、浄化 と 特性化 phycocyaninの から スピルリナplatensis [J]。^「international journal のapplied とpure science とagriculture, 2016, 2(3): 15-20。

[14] yu x l。スピルリナplatensisからのフィコシアニンの抽出と精製に関する研究[d]。鎮江:江苏の大学、 2023年

【15位】蘇 Y "はない研究 on  浄化 の phycocyanin によって 複数 列 宇宙」[D] .合肥:合肥 大学 技術 2018。

[16] fabre j f, niangoran n, gaignard c, etal。arthrospira platensisからのc-phycocyaninの抽出、精製および安定性[j]。^「european food 研究とtechnology, 2022, 248: 1583 -1599」(英語). european food research とtechnology . 2018年2月23日閲覧。

【17】王×y。アプリケーション 3相の c-フィコシニンの精製で[d]。ハルビン工科大学 告げてくれ

[18]張 X M。比較  の 粉  起動  炭素  吸着  結合  と  列  クロマトグラフ  フィコシアニンを精製するための限外ろ過[d]。合肥:合肥工業大学 2018。

[19] chen s, palmer j f, zhang w, etal。単純な分取自由流電気泳動に、無重力:i .ガスクッションインジェクターと自己平衡コレクタを組み合わせたものです。^ a b c d e f g h i(2010年)、11頁。

[20] amarante m c a d, junior l c s c, sala l, etal。単段階精製法で得られた分析グレードcフィコシアニン[j]。プロセス生化学です、90:215-222、2020

[21] cai c, wu l, li c x, et al。porphyra yezoensis ueda産phycocyaninおよびphycoerythrinの精製、結晶化および予備x線分析[j]。acta crystallogr sect f-struct biol cryst commun, 2011, 67(5): 579-583。

[22] yu l y。進歩 研究 藻類青色タンパク質の性質と抽出技術について[j]。福建の軽工業と織物業 17:56 - 17:51。

[23] salabat a, moghadam st, far m r . tritonx-100とクエン酸ナトリウムまたは硫酸マグネシウム塩からなる水性二相系の液液平衡[j]。^ calphad, 2010, 34(1): 81-83。

[24] chethana s, nayak c a, madhusudhan m c, らspirulina platensisからのc-フィコシアニンの下流処理のための単ステップ水二相抽出[j]。日本食品学会誌,2015,52(4):2415 -2421。

[25] panadare d c, rathod v k .石油抽出のための三相分割:総説[j]。動向食品の科学技術、2017年、68:145-151。

[26]噛む K W 霊 T C P L。 最近 発展 and  アプリケーション 3相の 调回复のため これのたんぱく質か[J]。分離と精製レビュー,2019,48(1):52-64。

【27】PORAV A  S BOCNEAL M FLMA A et  アル  順次方式 確信 2相  システム ため  同時 浄化 の cyanobacterial phycobiliproteins[J]。bioresource technology, 2020, 315: 123794-123803。

[28] wang w t, lai x t, he x b, et al。還元性有機酸と第二鉄担体活性炭との結合による染料廃水の分解[j]。^ a b c d e『官報』第2038号、大正8年(1923年)10月29日。

[29]丁 N N、ヤン J H、呉 L et アル準備 の biochars and  ◆ アプリケーション 吸着か[J]。分析と試験の技術と装置 ^『官報』第2372号、大正3年(1928年)4月3日。

[30] yang y, kong f z, liu j, ら簡単なシース流サンプル注入による自由流ゾーン電気泳動の分解能の向上[j]。2016年(平成28年)3月14日:複線化。

[31]ヤンY.Methodological   research    について   速く   分離   and    浄化   の  phycocyanin   を介して   自由   フロー電気泳動[D] .広州:華南理工大学 2016年

[32]蘇Y、張 F Yと、彼女は J W et  アル浄化 の phycocyanin  から chaohu シアノバクテリアとによってfractional salting out and two steps column chromatography[j]。安徽農業大学紀要 2017年(平成29年):487-491。

[33] wu k, zhang f y, zhao b b, et al。カラムクロマトグラフィーによるフィコシアニン精製の最適化と機構解析[j]。ハンス生物医学ジャーナル 2018年(平成30年)2月1日:881 - 881。

[34] yuan m y, zhang f y, sheng j m, ら藍藻由来のフィコシアニンの影響に対するさまざまな塩化剤の影響[j]。食品科学技術 ^ a b c d e f g h i(2016) 247 -272頁。

[35]元  M  Y "はない の   研究  の  抽出  の  phycocyanin  によって   salting-out  and   確信  2相   システム  蓝藻[D] .合肥:合肥工業大学 2016年

[36] wang f, yu x, cui y, et al。フィコビリタンパク質の効率的な抽出 スピルリナplatensisの乾燥バイオマスから使用 抽出増強剤としての塩化ナトリウム[j]。^ a b c d e f g h『食品化学』、2023年、406:135005 -135015。

[37] sheng j m。巣湖藻類からのc-phycocyaninの効率的な抽出・精製技術に関する研究[d]。合肥:合肥工業大学 2016年

[38] sheng j m, zhang f y, yuan m y, et al。抽出の研究 浄化と cの-フィコシアニン から 青い 藻 by  結合 使用 の 粉末 起動 炭素 治療 and  塩 沈殿する。か[J]誌 の 合肥工業大学:自然科学,2017,40(2):242-247。

[39] mohammadi e, soleimanian s, ghiaci m .フィコシアニン濃縮ヨーグルトと中にその抗菌性および物理化学的特性21貯蔵の日[j]。2019年LWT-Food科学技術102:230-236。

[40] KAUR S、KHATTAR J シンY らanabaena fertilissima pupccc 410.5からのフィコシアニンの抽出、精製および特性評価:天然および食品グレード安定顔料として[j]。journal のapplied phycology, 2019, 31: 1685 -1696。

[41] GALETOVIC A SEURA F は V et  アル 使用 of  phycobiliproteins  から アタカマ cyanobacteria  として food  无着色 in  a  乳飲料プロトタイプ[j]。食品原産地を2020年9(224):1-14。

[42] amarante m c, braga a r, sala l, et al。in vitro消化後のc−フィコシアニン添加アイスクリームの色安定性と抗酸化活性[j]。^ food research international, 2020, 137: 109602 -109609。

ガルシアa b ^ a b c d e f g h i j j フィコシアニンの応用 抽出 取得 Arthrospiraからplatensis として 飲料中の青色天然着色剤[j]。journal of applied phycology, 2021, 33: 3059 -3070。

[44] zhang g j, zhao h m, guan t z, et al。複合phycocyaninのhydroxypropyl -β-cyclodextrinとその応用青色のペンに持ち替えてビールキヌアを含むとしてsaponins発泡剤か[J]。^『官報』第2023号、大正10年、1209 -1209。

[45] DEWI ^ a b c d e f g h『尊王伝』 Lを有する。 の アプリケーション のmicroencapsulated phycocyanin として 青い自然 ゼリーキャンディ[j]の品質に着色料。2018年地球・環境科学国際会議第16回:12047 -12055号。

[46] niccolai a、venturi m、galli v、et al。マイクロアルガをベースとしたサワードウの新規開発;クロスティニー&クォート;アルスロスピラplatensis(スピルリナ)添加の機能効果[j]。」。scientific reports(2019年9月9日). 2019年9月9日閲覧。

[47] GOLMAKANI mハジャリmキアニf らフィコシアニンを製造するためのエレクトロスピニングの応用-と スピルリナ活性食品包装用抽出ロードグリアジン繊維[j]。食品化学:x, 2024, 22(30): 101275 -101283。

[48] shen j, xia h d, zhou x j, et al。セレンは、細胞毒性と抗酸化活性の二重調節を介して、肺がんに対するc-フィコシアニンの光力学的治療を増強する[j]。^ acta biochimica et biophysica sinica, 2023, 55(12): 1925—1937。

[49] GANTAR M,  DHANDAYUTHAPANI S RATHINAVELU 。 Phycocyanin を アポトーシスを and  高め の 効果 of  topotecan 前立腺細胞株lncap [j]について。全国書誌番号:1091 -1095。

[50] saini m k, vaiphei k, sanyal s n .ピロキシカムとc-phycocyaninの併用投与によるdmh誘発ラット結腸がん開始の化学的予防[j]。^「molecular and cellular biochemistry, 2021, 361: 217 -228」。molecular and cellular biochemistry . 2017年3月21日閲覧。

[51] bingula r, dupuis c, pichon c, et al。in vitroおよびin vivoにおける肺がんa549細胞の増殖に対するベタインおよび/またはc -フィコシアニンの効果の研究[j]。日刊腫瘍、2016年、11:8162952-8162963。

[52]侯 Y H 延 M H 王 Q F et  アル C-phycocyanin から スピルリナ 授かる として a  グリーン 蛍光 探査機 ため 高度 魚介類中の水銀(ii)の選択的検出[j]。^『官報』第1019号、大正9年、191 - 191頁。

[53] shao j j, sun s, zhan d, et al。peroxynitriteのレシオメトリック蛍光測定用phycocyanin-carbon dotsナノプローブ[j]。spectrochimica acta part a: molecular and biomolecular spectroscopy, 2022, 275(5): 121177-121185。

[54] AZAZA Y  B 版 A AMARA 私 B et  アル 制御 釈放 of  phycocyanin から *アミン・/タンパク质 隔離 ハイドロ ため 効果的に創傷治癒を加速[j]。^ a b c d e f g h『官報』第22:30 - 22:30。

[55] yang f h, dong x l, liu g x, et al。マウスの雄性生殖系におけるc -フィコシアニンの保護作用[j]。^ a b c d e f『官報』第2222号、大正22年(1923年)12月26日。

[56] ZIYAEI k abdi f mokhtari m らPhycocyanin として のnature-inspired antidiabetic agent: a systematic review[j]。^ a b c d eフィトメディシン、2017年、119:154964-154975。

[57] wu l c, lin y y, yang s y, et al。erkの亢進およびp38 mapkシグナル伝達経路の低下によるチロシナーゼ発現の調節を通じたc-phycocyaninのアンタイムラ生成作用[j]。^ a b c d e f g h i『生物医学ジャーナル』2018年1月18日号、1 -11頁。

[58] kraseasintra o, tragoolpua y, pandith h, らphycocyaninの応用 学名はspirulina platensis(スピルリナ) ヘアカラーとして[j]。^『官報』第2222号、大正9年、102498 -1025003号。

[59] ADLI S A アリ F アジミ A  S et  アル 開発 of  生分解性 化粧品 パッチ  使用 a  urara」  酸/ phycocyanin-alginate合成か[J]。ポリマー,2022,12(8):1669-1680。

[60] varia j、kamaleson c、lerer l .水耕垂直農法におけるフィコシアニン豊富なスピルリナ抽出物を用いた生物刺激[j]。^ a b c d e f『官報』第2222号、大正12年(1924年)11月21日。