كيف تستخرج فيكوسيانين من سبيرولينا؟

مسحوق زرقاء سبيرولينا فيكوسيانينهو مجمع بروتين الصباغ الأزرق والأخضر يعمل كصباغ ملحق في التمثيل الضوئي . إنه ينتمي إلى عائلة phycobiliprotein ويوجد في المقام الأول في cyanobacteria و allgae . كصبان مسلول ، فهو يستحوذ نوع من الطحالب الدقيقة للبكتيريا الزرقاء ، غني بشكل خاص في phycocyanin . نظرًا لمحتوى البروتين العالي ونقهته ، فإن Spirulina بمثابة مادة خام مثالية لاستخراج phycocyanin {{6} سبيرولينا؟

هيكل وخصائص الفيكوسيانين

يتكون مسحوق phycocyanin الأزرق سبيرولينا من وحدات فرعية ، والتي لا يتمتع بها بشكل تساوي لتشكيل heterodimers . ذروة الامتصاص في 615-620 نانومتر وذروة الانبعاثات في 640-650 نانومتر .

بالإضافة إلى وظيفتها الضوئية ، فإن الفيكوسيانين له خصائص مضادة للأكسدة ، ومضادة للالتهابات ، والمناعة ، مما يجعلها ذات قيمة للاستخدام في الطعام والطب ومستحضرات التجميل وغيرها من الصناعات .

تحضير المواد الخام

1. حصاد وعلاج سبيرولينا

•حصاد:

يستخدم الإنتاج الصناعي عادة طرقًا مثل الترشيح أو الترسيب أو الطرد المركزي لجمع سبيرولينا .

•غسل:

يتم شطف سبيرولينا بالماء النقي لإزالة الشوائب والرواسب التي يمكن أن تؤثر على نقاء المستخلص النهائي .

•تجفيف:

يمكن استخدام طرق مثل تجفيف الرش أو تجفيف التجميد أو تجفيف الهواء . تجفيف درجات الحرارة المنخفضة لمنع تمسخ الحرارة في مسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا [1] .

• التكسير:

بمجرد التجفيف ، تكون سبيرولينا أرضية في مسحوق موحد للمساعدة في حل واستخراج مسحوق Phycocyanin الأزرق .

مبدأ الاستخراج

يوجد مسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا في السيتوبلازم من خلايا سبيرولينا . التحدي الرئيسي في الاستخراج هو كسر جدار الخلية بشكل فعال دون استخدام درجات حرارة عالية أو قوة ميكانيكية مفرطة ، والتي قد تنكر أو إلغاء تنشيط البروتين .

الأساس العلمي لتعطيل الخلية واستخراجها

على الرغم من أن سبيرولينا لديها جدار خلية رقيقة نسبيًا ، إلا أنه يحتوي على السكريات والمكونات الأخرى التي يجب تعطيلها لإطلاق الفيكوسيانين [3] .

مسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا قابلة للذوبان في الماء في المخازن المؤقتة القلوية قليلاً ، مثل محاليل المخزن المؤقت للفوسفات مع نطاق درجة الحموضة 6.5-7.5.

إنه حساس للظروف الحمضية أو القلوية عالية ودرجات حرارة عالية ، لذلك يجب تنفيذ الاستخراج في ظل ظروف يتم التحكم فيها في درجة الحرارة المنخفضة للحفاظ على بنيتها والنشاط الحيوي .

الخطوات الفنية الرئيسية وتدفق العملية

1. تعطل الجدار الخلية

يعد تعطيل جدار الخلية خطوة حرجة في عملية استخراج مسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا ، مما يؤثر بشكل مباشر على كلاً من العائد ونقاء منتج مسحوق Phycocyanin الأزرق النهائي .

الطرق الشائعة لتعطيل جدار الخلية:

• تجميد الدورات

تعتمد هذه الطريقة على توسيع الماء أثناء التجميد لتحطيم جدران الخلايا . من السهل القيام به ولكن يستغرق وقتًا طويلاً ، مما يجعله أكثر ملاءمة لاستخدام المختبر الصغير .

• اضطراب الموجات فوق الصوتية

تخلق موجات الصوت عالية التردد فقاعات تجويف تمزق جدران الخلية . تستغرق هذه الطريقة عادة 30-60 دقيقة وتوفر طاقة معتدلة ، مما يساعد على تحسين كفاءة الاستخراج مع الحفاظ على نشاط البروتين .

• تجانس الضغط العالي

يتم إجبار الخلايا عبر قناة ضيقة تحت الضغط العالي ، مما يتسبب في تمزقها . هذه التقنية مثالية للإنتاج الصناعي على نطاق واسع .

• التحلل المائي الأنزيمي

يتم تقسيم جدران الخلايا باستخدام الإنزيمات مثل lysozyme أو colulase . تعطي هذه الطريقة اللطيفة غير المدمرة مستخلصات عالية الجودة ، على الرغم من أنها مكلفة نسبيًا .

• طحن حبات

يولد التحريك عالي السرعة جنبًا إلى جنب مع حبات الطحن قوة ميكانيكية لكسر جدران الخلايا . هذه الطريقة لإنتاج مسحوق phycocyanin الأزرق سبيرولينا مناسبة لكل من المواد الرطبة والجافة .

2. اختيار مذيب الاستخراج

• حل العازلة:

عادةً ما يتم استخدام المخزن المؤقت للفوسفات (عادةً 0 . 05 م) ، مع الحفاظ على الرقم الهيدروجيني ما بين 6.5 و 7.5 لضمان بقاء مسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا مستقرًا وذويًا.

•درجة حرارة:

يجب أن تبقى درجة حرارة الاستخراج بين 4 درجة و 25 درجة . يمكن أن تسبب درجات الحرارة العليا في الفيكوسيانين .

• نسبة السائل إلى الصلبة:

النسبة النموذجية هي 1:10 إلى 1:30 ، وهذا يعني أن 1 جرام من مسحوق سبيرولينا الجاف مختلطة مع 10-30 مل من المخزن المؤقت لضمان الذوبان الكافي .

3. عملية الاستخراج

• أضف مسحوق سبيرولينا المعطل إلى المخزن المؤقت المحضر . تحريك الخليط بالتساوي باستخدام محرك مغناطيسي أو تطبيق علاج بالموجات فوق الصوتية لتعزيز الاستخراج .

• يتراوح وقت الاستخراج بشكل عام من ساعة إلى 4 ساعات ، اعتمادًا على الشروط التجريبية المحددة .

• الحفاظ على درجة حرارة منخفضة طوال عملية مسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا لتقليل تدهور البروتين .

4. فصل سائل صلب

بعد الاستخراج ، يتم الطرد المركزي للخليط عند 3000-10000 دورة في الدقيقة لمدة 15-30 دقيقة أو تم ترشيحه لإزالة حطام الخلايا والشوائب غير القابلة للذوبان . هذه الخطوة تعطي مستخلصًا خامًا موضحًا من phycocyanin .

تكنولوجيا التطهير

يحتوي مستخلص Phycocyanin الخام الخام على شوائب مختلفة ، بما في ذلك البروتينات والسكريات والكلوروفيل . عملية تنقية مسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا تعزز كل من الطهارة واللون لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة.

• هطول كبريتات كبريتات الأمونيوم
تتم إضافة كبريتات الأمونيوم خطوة بخطوة إلى المستخلص عند زيادة مستويات التشبع (عادة 20 ٪ ، 40 ٪ ، 60 ٪ ، و 80 ٪) لترسيب البروتينات النجمية و phycocyanin .
يترسب فيكوسيانين عمومًا بنسبة 40 ٪ - 60 ٪ من التشبع . يتم الطرد المركزي المتمثل في الطرد المركزي ، ويذوب في المخزن المؤقت ، ومرارًا وتكرارًا لإزالة كبريتات الأمونيوم المتبقية .

• تعديل درجة الحموضة
يتم تعديل درجة الحموضة في المستخلص إلى 4 . 0–4 . 5 لترسيب معظم الشوائب ، بينما يبقى الفيكوسيانين في طاف. ثم يتم إعادة طاف إلى درجة الحموضة المحايدة لمزيد من التنقية.

• تقنية غشاء الترشيح الفائق/الترشيح
يفصل ترشيح الغشاء الشوائب القائمة على الوزن الجزيئي . هذه الطريقة توفر الوقت وتحسن النقاء . يتم استخدامها عادةً بشكل شائع .

تنقية الكروماتوغرافيا

• أيون تبادل كروماتوجرافيا:

يستخدم الشحنة السطحية لمسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا للفصل ، وغالبًا ما باستخدام أعمدة تبادل الكاتيون مثل deae-cellulose .

• كروماتوجرافيا ترشيح هلام:

يفصل الجزيئات على أساس الحجم ، وإزالة الشوائب الصغيرة بشكل فعال .
هذه الطرق مناسبة لإنتاج فيايكوسيانين عالي النقاء للاستخدام العلمي أو الأدوية .

• استخلاص مرحلتين
نظام ثنائي الطور يتكون من البولي إيثيلين جليكول (PEG) والملح يركز فيكوسيانين في مرحلة واحدة [2] .
هذه الطريقة فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة .

التجفيف والتخزين

يجب أن يكون محلول مسحوق Phycocyanin الأزرق النقي من سبيرولينا المجففة أو المجففة في درجة حرارة منخفضة لصنع مسحوق لسهولة التخزين والنقل .

يمكن لتجفيف التجميد الحفاظ على نشاط البروتين بشكل أفضل ، وعملية تجفيف الرش أكثر ملاءمة للإنتاج على نطاق واسع ، ولكنها قد تفقد نشاطًا . قليلاً

ينصح أن تكون درجة حرارة التخزين أقل من 4 درجات ، بعيدًا عن الضوء والرطوبة ، لتمديد عمر الصلاحية .

عمليات الإنتاج:

Guanjie Biotech ، كمورد مسحوق Phycocyanin الأزرق سبيرولينا ، ننتج مسحوق الفيكوسيانين على النحو التالي .

العوامل التي تؤثر الكفاءة والنقاء

• جودة المواد الخام

تؤثر التنوع وظروف النمو وتوقيت الحصاد في سبيرولينا بشكل كبير

• كفاءة اضطراب الجدار الخلية

يؤدي تعطيل جدار الخلية غير الكافي إلى انخفاض إنتاجية الاستخراج ، في حين أن الاضطراب المفرط أو درجات الحرارة العالية يمكن أن يسبب تدهور البروتين .

• شروط الاستخراج

تعد درجة الحموضة ، ودرجة الحرارة ، ووقت الاستخراج عوامل رئيسية في الحفاظ على استقرار phycocyanin أثناء العملية .

• عملية التطهير

يمكن أن تؤثر خطوات التنقية غير الصحيحة سلبًا على كل من النقاء النهائي ومعدل استرداد phycocyanin .

• ظروف التخزين

مسحوق phycocyanin الأزرق سبيرولينا حساس للغاية ويتطلب التخزين البارد ، والحماية من الضوء ، وبيئة جافة للحفاظ على الاستقرار .

المعلمات والاحتياطات المعالجة

معيار تقييم النقاء

عادة ما يتم تقييم النقاء من خلال نسبة الامتصاص بالأشعة فوق البنفسجية A₆₂₀/A₂₈₀:

• نقاء منخفض (0.7-1.0):

تستخدم في المقام الأول كمضاف غذائي .

• درجة الغذاء (1.5-2.0):

يتميز بلون مشرق ، مناسب للمكملات الصحية .

•Analytical/Pharmaceutical Grade (>3.0):

يستخدم مسحوق Phycocyanin الأزرق العالي في البحث البيولوجي والتطبيقات الصيدلانية .

استخراج مسحوق Phycocyanin الأزرق من سبيرولينا من سبيرولينا هو عملية معقدة تجمع بين التكنولوجيا الحيوية والهندسة . اختيار تقنية وظروف الاستخراج المناسبة للخلايا ، إلى جانب طرق تنقية علمية ، يمكن أن تحصل بشكل فعال على phycocyanin phycocyanin.} مسحوق . ننتج مواصفات مختلفة من phycocyanin الأزرق سبيرولينا .info@gybiotech.com.

مراجع:

[1] Morán ، A . ، وآخرون . (2007) . استخراج phycocyanin من Pierulina platensis باستخدام الموجات فوق الصوتية وتجميد - Qucles .} Journal: Bioresource Technology ، 98 (8) ، 1484 -

[2] Silveira ، S . t . ، et al . (2007) . العنوان: العزلة وتنقية c-phycocyanin من spirulina platensis في أنظمة queous ثن 197 - 203.

[3] Patel ، A . ، mishra ، s . ، & ghosh ، p . k . (2005) . title: title frantian} {}}}} {}}} تنقية ، 40 (2) ، 248 - 255.