La ficocianina è una delle principali proteine funzionali della Spirulina e costituisce il 20% della base secca della Spirulina.
La ficocianina può essere utilizzata come colorante naturale e materia prima per prodotti nutrizionali per la salute nell'industria alimentare; può essere sviluppata come additivo nell'industria cosmetica; ha anche un grande potenziale di sviluppo nell'industria farmaceutica, ma la sensibilità della ficocianina alla luce e al calore, così come la sua intolleranza agli acidi e agli alcali, hanno fatto sì che l'applicazione industriale della ficocianina non sia stata diffusa.
Tuttavia, negli ultimi anni, con il progresso della scienza e della tecnologia, la tecnologia di separazione e purificazione della ficocianina è stata costantemente aggiornata e ripetuta, e la qualità del prodotto e l'efficienza economica sono state rapidamente migliorate, facendo sì che lo sviluppo e il campo di applicazione attraggano gradualmente l'attenzione di vari settori e studiosi.
La ficocianina ha attività antiossidante. Studi hanno dimostrato che la ficocianina può regolare i disturbi metabolici causati dalla rimozione e dalla generazione di radicali liberi, e i radicali liberi sono direttamente o indirettamente correlati al verificarsi di molte malattie.
Studio sull'estrazione della ficocianina
Il contenuto di ficocianina è correlato alle condizioni di coltivazione e alla tecnologia di lavorazione della Spirulina.Il contenuto di ficocianina nella Spirulina ottenuta da diversi terreni di coltura con fonti di azoto è diverso. Il contenuto di ficocianina nella Spirulina irradiata con luce rossa è più alto di quello nella Spirulina irradiata con luce blu. Il contenuto di ficocianina nella Spirulina coltivata in primavera e in estate è più alto di quello in autunno. I metodi di essiccazione comuni per la Spirulina includono l'essiccazione all'ombra, l'essiccazione al sole, l'essiccazione in forno, l'essiccazione a microonde, l'essiccazione sotto vuoto, la liofilizzazione, l'essiccazione a spruzzo, ecc. Tra questi, la liofilizzazione, l'essiccazione all'ombra e l'essiccazione a spruzzo favoriscono la stabilità della ficocianina.
La ficocianina è una proteina intracellulare e l'effetto dell'estrazione è correlato al metodo di rottura della parete cellulare e ai parametri del processo di estrazione.I metodi comuni di rottura meccanica della parete cellulare includono il metodo di rigonfiamento, il metodo di congelamento-scongelamento ripetuto, il metodo di rottura della parete cellulare assistito da ultrasuoni, il metodo di omogeneizzazione ad alta pressione, il metodo di macinazione dei tessuti, ecc., così come il metodo del solvente chimico, il metodo degli enzimi biologici, ecc. Negli ultimi anni sono stati utilizzati anche metodi di riscaldamento a resistenza e a campo elettrico pulsato nell'applicazione della rottura della parete cellulare e dell'estrazione di ficocianina. Tuttavia, nel funzionamento effettivo, per ottenere l'effetto di rottura ideale della parete cellulare, vengono solitamente accoppiati e utilizzati diversi metodi di rottura della parete cellulare.
Il metodo di rigonfiamento consiste nell'immergere la polvere di spirulina in una soluzione acquosa. A causa delle diverse pressioni osmotiche all'interno e all'esterno delle cellule, l'acqua entra nelle cellule, rompe le pareti cellulari e la ficocianina si dissolve. Il metodo di rigonfiamento richiede attrezzature semplici ed è facile da usare, ma lo svantaggio è che richiede molto tempo.
Il metodo di congelamento-scongelamento ripetuto utilizza un ambiente di congelamento a bassa temperatura per congelare la sospensione di spirulina e la scongela a temperatura ambiente, ripetutamente per ottenere l'effetto di rottura cellulare, rottura cellulare e dissoluzione della ficocianina. Il metodo di congelamento-scongelamento ripetuto è facile da usare, ma lo svantaggio è che richiede molto tempo per aumentare la produzione ed è difficile da ottenere.
Il metodo di rottura della parete assistito da ultrasuoni utilizza principalmente la forza di taglio e l'onda d'urto generate dall'effetto di cavitazione durante la trasmissione ultrasonica per rompere completamente la parete cellulare e rilasciare proteine intracellulari. Il metodo di rottura della parete ultrasonica ha un breve ciclo sperimentale e un'elevata velocità di rottura cellulare. Lo svantaggio è che il consumo energetico di produzione in fabbrica è elevato e il calore generato durante il processo di rottura della parete ultrasonica provoca l'aumento della temperatura del materiale, il che è facile da causare la denaturazione delle proteine.
Il metodo di omogeneizzazione ad alta pressione sfrutta il fenomeno di taglio e impatto ad alta velocità generato durante il processo di pressurizzazione e decompressione improvvisa quando il materiale nell'omogeneizzatore ad alta pressione passa attraverso la valvola di omogeneizzazione ad alta pressione per far sì che i materiali sperimentali immiscibili liquido-liquido o liquido-solido formino uno stato emulsionato estremamente fine e uniforme per la dissoluzione della ficocianina.
Il metodo di taglio ad alta velocità sfrutta la forte forza di taglio generata dalla lama rotante ad alta velocità per trasferire completamente il materiale frantumato e il solvente nel flusso ad alta velocità, favorendo così la dissoluzione delle sostanze solubili.
I reagenti chimici [2-acido (N-morfolino)etilsulfonico, cloruro di calcio, ecc. possono distruggere direttamente la struttura organizzativa della parete cellulare, migliorare la permeabilità e consentire alle proteine di fuoriuscire dalla cellula. Ci sono meno impurità cellulari nel campione trattato, ma l'introduzione di reagenti chimici non favorisce la successiva purificazione e i reagenti chimici sono inclini a danneggiare la struttura proteica.
Inoltre, il metodo bioenzimatico utilizza bioenzimi per trattare la parete cellulare e favorire la dissoluzione delle sostanze intracellulari.
Il metodo del campo elettrico pulsato espone le cellule a un campo elettrico pulsato, formando una tensione transmembrana all'interno e all'esterno della cellula, causando danni alla membrana cellulare, dissolvendo così le sostanze intracellulari. In generale, più completa è la rottura cellulare, maggiore è il tasso di dissoluzione della ficocianina, ma la dissoluzione dei polisaccaridi della guaina cellulare della Spirulina rende più difficile la successiva separazione e purificazione della ficocianina.
In generale, la ficocianina in polvere è più stabile della ficocianina liquida, mentre la ficocianina microincapsulata e la ficocianina modificata chimicamente sono più stabili. Attualmente, la ficocianina include generalmente due tipi di forme di dosaggio: ficocianina liquida e ficocianina in polvere. La ficocianina in polvere è generalmente prodotta mediante essiccazione a spruzzo o liofilizzazione. I principali eccipienti nel prodotto sono trealosio, glucosio e maltodestrina.
In quanto raro pigmento blu naturale, la ficocianina ha un importante valore applicativo in alimenti, medicina, cosmetici e altri campi. La ficocianina ha un colore unico, un'alimentazione ricca, funzioni antiossidanti, antinfiammatorie e altre funzioni fisiologiche e ha ampie prospettive di sviluppo e applicazione. Tuttavia, dal punto di vista dello sviluppo attuale, la tecnologia di purificazione della ficocianina deve essere migliorata. Sebbene la separazione e la purificazione della ficocianina abbiano fatto alcuni progressi negli ultimi anni, la tecnologia chiave adatta alla produzione industriale su larga scala deve ancora essere risolta. Inoltre, il suo problema di stabilità non è stato ben risolto, il che limita seriamente l'ampia applicazione del pigmento. Pertanto, la tecnologia di preparazione e stabilizzazione della ficocianina necessita ancora di ricerche ed esplorazioni approfondite.
Società per azioni Xi'an Pincredit Bio-Tech Co.,Ltd.è un produttore e fornitore professionale diFicocianina.
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