フィコシアニン粉末の用途は何ですか?

Phycocyanin is のnatural pigment タンパク質とのunique structure とremarkable biological activity。 It is widely found で藻such としてspirulinのとanabaena[1], とnot only hとしてa charming 青いcolor, but also contains rich nutritional とmedicinal value. In の食品industry, phycocyaninpowder can be used としてa natural 青いcoloring additive to add attractive color to foods. In のpharmaceutical industry, のantioxidant とanti-tumor biological activities のphycocyaninmake it a potential therapeutic drug ingredient [2]. However, extractiにとpurificatiに技術is crucial to the efficient 使用のphycocyanin. Therefore, in-depth 研究とoptimizatiにのthe 抽出と浄化technology のphycobiliproteins, とthe development のnew, efficient, economical, とenvironmentally friendly 浄化processes, are のgreat significance ためpromoting the アプリケーションのphycobiliproteinsでvarious fields. Most のthe existing reviews on the 抽出and 浄化processes のphycobiliproteins introduce a single wall-breaking or 抽出technique, lacking an analysis and discussion のthe overall process flow [3].

This paper provides a detailed description のthe working principles, advantages and disadvantages のvarious processes. It also discusses the freeze-thaw method and 結合processes that are expected to meetthe requirements のlarge-scale industrial production. のcomprehensive review のthe extraction 浄化とtechnology のphycobiliproteins is also provided, analyzing the advantages and disadvantages of various 方法and exploring future development trends. のcurrent status of the application phycocyaninのis summarized, pointing out the current deficiencies and methods ためfurther improvement, with the aim of providing a reference ためrelated research and industrial applications.

1の属性Phycocyanin

Phycocyanins are natural, highly 蛍光proteins that are the main light-harvesting color proteins in marine algae. They can be divided into phycocyanin(PC), phycoerythrin (PE) and allophycocyanin(APC) according to their composition and structure. としてshown in Figure 1, these proteins are located on the thylakoid membrane and assembled on the surface of the thylakoid membrane.

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platensisto explore the effects of citrate (pH=5.0), acetate buffer (pH=6.0) and sodium phosphate buffer (pH=7.0) としてsolvents on the extraction rate of phycobiliproteins. の研究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 wとしてfound 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 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

In addition to 使用a single 確信solution to 抽出phycocyanin, there is also a special 確信solution extraction method called 2相solvent extraction. In general, aqueous extraction refers to the direct use of a single aqueous solution as a solvent to dissolve and extract the targetsubstance. Although the 2相solvent extraction method also takes place in an aqueous environment, it uses a special システムwith two components that form immiscible aqueous phases. Common two-phase systems are shown in Table 4 [23]. のdetermination of the two-phase システムusually depends on the partition coefficient (Kp) of the protein. Compared with other 分離techniques, the two-phase solvent extraction method has the advantages of high biocompatibility, mild operating conditions, 速くextraction rate and suitability ためscale-up

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crude extract phycocyaninのis 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 phycocyanin[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

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 取得によってthe freeze-thaw method has low purity and requires subsequent purification to further improve the purity of the phycocyanin.

3.1塩漬けと他の方法の組み合わせ

The crude phycocyanin solution obtained によってthe freeze-thaw method has low purity and requires subsequent 治療to 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 によってthe freeze-thaw method, combining salting-outwith other methods in the process can greatly improve the purity and recovery rate of phycocyanin.

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] 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 結合with 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 からthe phycobiliprotein extract, so it was determined that the process was first extracted by salting-out, and finally purified by two-phase solvent extraction. 王ら[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 etアル[38] found that the purity of phycocyanin obtained by a combined 起動炭素and extraction process was greatly improved compared to a single extraction process, increasing から1.06 to 3.46. The purity of phycocyanin obtained by a combined 起動炭素and salting-out process was not only much higher than that obtained by a single salting-out process, but the recovery rate also increased から67% to 72% [37]. Compared with the combined salting-out and extraction method, the combined activated carbon and クロマトグラフmethod is more suitable for the industrial production of reagent-grade phycocyanin [39]. After obtaining pharmaceutical-grade phycobiliproteins by the freeze-thaw method and 粉末activated carbon 吸着method, 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 からthe phycocyanin solution.

フィコシアニンの4つの応用

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

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; 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 から(αβ)6 to αβ monomers, which will lead to a deviation in color. In recent years, researchers have improved the light and heat phycocyaninの安定by combining it with polysaccharides, adding whey protein or forming micelles.

フィコシアニンの抗菌作用と抗酸化作用により、食品包装業界で人気がある。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phycocyanin (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-carbon 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stability of phycocyanin 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

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 複数factors such as the characteristics of the raw material, the targetpurity, and the cost.

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。

In addition, with in-depth research on the biological activity and function of phycocyanin, their アプリケーションin 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.

参考:

[1]  忠 X,王 Lを有する。研究 on  the  栽培 and  文化 technology  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 on  the  extraction  and  purification  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, etアル 液体biphasic 浮遊選鉱法 を、浄化 C-phycocyaninの から spirulina 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 for  機能 protein  か[J]を発表した。科学 and  技術 of  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-food science and technology, 2024, 198(15): 115965-115975。

[8]  mao m x, han g x, zhao y l, et al。a review of phycocyanin: production, extraction, stability and food applications[j]。 international journal of 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arthrospira 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 methods  of phycocyanin  extraction  から blue  藻 in  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, et al。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 JASUJA N D et アル 最适化、浄化 and  特性化 of phycocyanin  から スピルリナplatensis [J]。^「international journal of applied and pure science and 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 of  phycocyanin  by  multiple  列 宇宙」[D] .合肥:合肥 大学 技術 2018。

[16] fabre j f, niangoran n, gaignard c, et al。arthrospira platensisからのc-phycocyaninの抽出、精製および安定性[j]。^「european food research and technology, 2022, 248: 1583 -1599」(英語). european food research and 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  of  粉  activated   carbon   adsorption   combined   with   列  chromatography   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, et al。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, et al。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 aqueous  two-phase   system  for   同時 purification  of  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 of  biochars and  its  applications  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   fast    separation    and    purification    of   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 of  phycocyanin   from  chaohu シアノバクテリアとby 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 The    study   of   extraction   of   phycocyanin   by    salting-out   and   aqueous   two-phase    system   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 and purification  cの-フィコシアニン from  blue  algae  by  combined  use  of  powdered  activated  carbon  treatment  and  塩 沈殿する。か[J]誌 of  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 of applied phycology, 2019, 31: 1685 -1696。

[41] GALETOVIC A SEURA F は V et  アル 使用 of  phycobiliproteins  from  アタカマ cyanobacteria  as  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 extract  obtained  Arthrospiraからplatensis as  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。 The  application  のmicroencapsulated phycocyanin as  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 the  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 WANG  Q F et  al.  C-phycocyanin from  スピルリナ 授かる as  a  グリーン fluorescent  探査機 for  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  al.  制御 釈放 of  phycocyanin  from  *アミン・/タンパク质 隔離 ハイドロ for  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 as  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  al.  開発 of  生分解性 化粧品 パッチ  using  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。