Proses produksi, bidang aplikasi dan tren pengembangan phycocyanin

Kecuali untuk blueberry, biru tidak terkait erat dengan makanan, tetapi dalam beberapa tahun terakhir, makanan biru telah mulai sering muncul dalam penglihatan konsumen. Sekarang, Anda dapat dengan mudah menggunakan yogurt biru, smoothie biru, dan minuman biru yang terbuat dariphycocyaninDanbubuk ekstrak bunga kacang kupu -kupuUntuk dengan cepat menarik perhatian di media sosial seperti Xiaohongshu dan Weibo, tetapi makanan biru ini membawa daya tarik tidak hanya merangsang secara visual tetapi juga karena bunga phycocyanin dan kupu -kupu yang menyediakan sumber biru adalah bahan baku sehat yang benar -benar berasal dari alam.

 

 

Pigmen biru alami: phycocyanin dan kacang kupu -kupu
Sementara rasa sering kali merupakan prioritas nomor satu ketika datang ke makanan, dengan munculnya media sosial, inovasi visual telah menjadi penting, terutama warna dari sumber -sumber alami (yang bertentangan dengan yang disintesis secara kimia). Apakah itu dapat menggunakan fisi media sosial untuk mempromosikan pertumbuhan penjualan baru telah menjadi tantangan baru bagi merek makanan.

Di Eropa dan Amerika Serikat, Phycocyanin adalah sumur - Sky yang dikenal - pigmen biru. Phycocyanin tidak hanya dicari oleh raksasa makanan seperti Mars Nestle, tetapi juga oleh konsumen biasa. Phycocyanin berasal dari Spirulina, mikroalga yang tumbuh di danau air alkali. Warna produk setelah menambahkan phycocyanin sering sangat dekat dengan langit biru, yang membuat phycocyanin warna biru untuk produsen makanan dan minuman. pilihan pertama.

 

 

 

Bunga kacang kupu -kupu adalah bintang yang naik di antara pigmen biru. Teh yang terbuat dari bunga kacang kupu -kupu sangat populer di Asia Tenggara. Bunga tanaman ini berbentuk seperti kupu -kupu, memiliki warna biru cerah, sensitif terhadap pH, dan akan berubah ungu pada nilai pH tertentu. Seperti jus lemon ungu.
Mintel telah mengidentifikasi tanaman - Bahan -bahan yang diturunkan sebagai tren makanan teratas untuk 2017, mencatat: "Sering ada konflik tentang apa yang tidak menambah makanan dan minuman, tetapi konsumen lebih tertarik pada apa yang masuk ke dalam makanan dan minuman daripada menambahkan apa pun".

Dan alasan peningkatan makanan dan minuman biru dalam beberapa tahun terakhir adalah karena produsen makanan dan konsumen percaya bahwa sumber -sumber biru ini (phycocyanin dan kupu -kupu) sebenarnya baik untuk kesehatan. Dengan kata lain, tidak semua orang minum teh untuk menarik perhatian di media sosial, tetapi manfaat tambahan dari tanaman ini - bahan yang diturunkan, seperti antioksidan, akan menarik konsumen lain.

Phycocyanin adalah protein tanaman biru langka di alam. Ini dapat digunakan sebagai pigmen alami dan merupakan protein itu sendiri. Ini sangat sejalan dengan tren pasar saat ini "protein tanaman, label bersih, kesehatan alami".

 

 

Produksi Phycocyanin

Berdasarkan kelahiran cyanobacteria, phycocyanin, sebagai anggota cyanobacteria yang sangat diperlukan untuk fotosintesis, telah muncul selama sekitar 3,5 miliar tahun, yang mencakup sebagian besar proses evolusi kehidupan. Phycocyanin adalah dasar bagi cyanobacteria untuk mencapai fotosintesis efisiensi - yang tinggi, terutama dalam penggunaan foton surya yang efisien dengan panjang gelombang 450-650Nm. Ini memainkan peran pemanen energi di bumi primitif, sehingga tidak terlalu banyak disebut zat terpenting untuk asal usul kehidupan.

Di alam, cyanobacteria adalah sumber fycocyanin terbesar, dan phycocyanin (termasuk allophycocyanin) menyumbang sebagian besar sel cyanobacteria. Mengambil spirulina sebagai contoh, itu dapat menyumbang hingga 20% dari berat kering sel. Sejalan dengan itu, itu menyumbang sekitar 1/3 dari total protein alga. Jika dalam kondisi budaya tertentu (seperti cahaya rendah), kandungan phycocyanin dapat ditingkatkan lebih lanjut.

Kecuali untuk beberapa reagen - produk kelas, mengekstraksi phycocyanin dari spirulina saat ini merupakan metode utama dan paling sederhana untuk produksi komersial phycocyanin. Penelitian terbaru telah mencapai ekspresi phycocyanin di Escherichia coli menggunakan teknologi transgenik, tetapi masih ada jalan panjang yang harus ditempuh sebelum teknologi serupa dapat diindustrialisasi.

Mengambil skala besar - produksi spirulina phycocyanin sebagai contoh, itu hanya dibagi menjadi langkah -langkah berikut dalam hal teknologi.

(1) Memecahkan dinding:Langkah pertama ekstraksi perlu membuka dinding sel ganggang. Dinding umum - teknik pemecahan dapat dibagi menjadi dua kategori, cara fisik seperti tekanan tinggi, geser mekanik, pembekuan - pencairan, hipotonisitas, ultrasonik, dan bantuan mikro, dll. AKUR KURSI, AKURI, DLT, EKSEKUSI INI, HIDRODISI INI INI HIDRODISI, HIDOLYIS ACIDOLY, AKTIFIK, AKURI, Dll. kemampuan pengendalian biaya, harus dipertimbangkan terlebih dahulu.

(2) Pembubaran:Terlepas dari apakah bahan baku adalah bubuk kering atau lumpur ganggang basah, perlu untuk melarutkan phycocyanin ke dalam air terlebih dahulu. Langkah ini biasanya dilakukan bersama dengan langkah pertama. Untuk stabilitas phycocyanin, perlu untuk mengontrol suhu air, dan melibatkan pengaturan parameter seperti latar belakang ion dan pH.

(3) Pemisahan:Setelah solid - pemisahan cair dan penghilangan slag, phycocyanin yang dilarutkan dalam air biasanya dipisahkan dengan pengasahan/protein titik isoelektrik flokulasi untuk mendapatkan produk mentah.

(4) Pemurnian:Produk kasar perlu dimurnikan lebih lanjut untuk menghilangkan protein pengotor dan berbagai ion yang tidak perlu. Ini diterapkan pada prinsip -prinsip teknis seperti solusi garam - garam - out, filtrasi, osmosis - osmosis terbalik, kromatografi, dll. Ada banyak inovasi teknologi dalam tahap pemurnian ini. Banyak peralatan baru telah lahir, dan karena persyaratan yang berbeda untuk kemurnian produk, perbedaan dalam desain proses dalam aplikasi akan sangat besar.

(5) Persiapan:Melalui tautan pemurnian, sebelum produk kemurnian "tinggi" dipasok ke pasar, ada proses persiapan, seperti mengonfigurasi konsentrasi air atau persiapan bubuk kering tertentu, menyesuaikan pH, perawatan seperti menambahkan bahan kimia spesifik (seperti natrium sitrat) atau mikroenkapsulasi.

 

 

Aplikasi komersial phycocyanin

(1) Aditif makanan - pigmen
Phycocyanin adalah pigmen biru yang langka di alam, dan itu adalah biru safir yang cantik. FDA AS menyetujui penerapan phycocyanin dalam beberapa makanan pada 2013/2014, termasuk minuman, keju, es krim, permen, permen karet, yogurt, puding, dan makanan umum lainnya. National Standard for Aditif Algae Blue juga akan diterapkan pada Maret 2021 (GB 1886.309-2020), sehingga makanan biru menjadi semakin umum dalam beberapa tahun terakhir.

 

(2) Kosmetik
Penerapan phycocyanin dalam kosmetik terutama dalam bentuk pigmen. Produk umum termasuk pelembab, krim pemutih, sabun, eyeliner, lipstik, dan sebagainya.

 

(3) Kemanjuran biologis
Penelitian tentang efek kesehatan phycocyanin adalah konten yang paling banyak diteliti dalam beberapa tahun terakhir, yang cukup untuk menulis buku besar. Penelitian ini terutama berfokus pada aspek -aspek berikut: Anti - oksidasi, anti - peradangan, anti - kanker, anti -pembunuhan, peraturan pembunuhan, pengeditan neurop, antibakteri/antibakteri, antibakteri. Kalkulus dan peroksidasi lipid, penyembuhan luka, dll. Karena masalah pengaturan, produk phycocyanin dalam bentuk makanan kesehatan atau obat -obatan belum dilepaskan, dan sebagian besar penelitian masih dalam tahap percobaan kemanjuran atau studi klinis.
Aspek lain, khususnya, berkaitan dengan penerapan phycocyanin dalam terapi fotodinamik. Penjelasan lisan adalah: phycocyanin, sebagai pigmen fotosintesis, memiliki kemampuan untuk memancarkan elektron setelah diterangi oleh panjang gelombang tertentu. Elektron ini sebenarnya merusak, mengganggu atau menghancurkan beberapa makromolekul biologis (seperti protein, asam nukleat, dll.) Dengan menggunakan prinsip ini, fikosianin dapat disuntikkan ke dalam lesi kanker dan dipancarkan dengan cahaya panjang gelombang tertentu, sehingga menghancurkan atau membunuh sel kanker dan mencapai efek kanker.

 

(4) Reagen Biokimia
Phycobiliprotein, termasuk phycocyanin, allophycocyanin, dan phycoerythrin, secara alami adalah zat fluoresen dengan eksitasi yang kuat, pergeseran panjang gelombang lebar, koefisien kepunahan molar tinggi, dan hasil kuantum fluoresensi tinggi. , yang lebih unggul dari reagen fluoresen tradisional. Phycobiliprotein disiapkan atau dimodifikasi dengan cara khusus (terutama phycoerythrin dan allophycocyanin) digunakan dalam beberapa metode penelitian biologi sel, seperti fluoresensi aliran sitometri, mikroskop fluoresensi, analisis sel tunggal, penyortiran sel yang distimulasi fluoresensi dan imunoassay dan teknik lainnya telah digunakan.

 

Status quo dan masa depan industri phycocyanin
Ketika Mars memutuskan untuk mengganti biru yang disintesis secara kimia (biru cemerlang: FD&C Blue #1) dalam kacang MM, menemukan warna biru yang alami, stabil, dan tidak mempengaruhi rasanya menjadi tantangan. Mars mengajukan aplikasi ke FDA AS untuk meminta persetujuan Spirulina untuk digunakan dalam mengunyah permen karet dan permen, dan FDA AS menyetujui permintaan tersebut pada tahun 2013. Pada tahun 2021, FDA AS telah menyetujui penerapan bunga kacang kupu -kupu untuk makanan dan minuman.

Ini akan menjadi tren yang tidak dapat diubah yang secara bertahap menggantikan sintesis kimia. Pada abad terakhir, FDA mengizinkan 35 pigmen yang disintesis secara kimia ditambahkan ke makanan dan minuman, tetapi hingga sekarang, hanya ada 7 yang tersisa, dan ruang lingkup aplikasi dan jumlah penambahan sangat terbatas. Kami juga percaya bahwa di masa depan, lebih banyak produsen makanan dan minuman akan memilih warna dari sumber alami, dengan berani melepaskan diri dari tradisi, dan mencoba menggunakan warna yang lebih cerah dan lebih berwarna.

Pasar pigmen alami internasional, di bawah tren menggantikan sintetis dengan alami, telah menunjukkan tren kenaikan yang stabil dan cepat. Diperkirakan bahwa ukuran pasar secara keseluruhan saat ini mendekati 2 miliar dolar AS. Di daerah biru, phycocyanin adalah produk yang paling menguntungkan, dan industri makanan menggunakan phycocyanin untuk mengembangkan banyak makanan baru secara bertarget, seperti minuman biru, minuman dingin, produk susu (tanaman), berbagai kosmetik, dll. Jika dapat menyelesaikan masalah stabilitas produk dengan lebih baik, akan ada ruang untuk pengembangan lebih lanjut.
Kemanjuran biologis phycocyanin, yaitu, efek pengobatan atau pengobatan adjuvan untuk berbagai gejala atau penyakit, selalu menjadi fokus penelitian di bidang phycocyanin, berdasarkan hasil penelitian dasar dan uji klinis, meskipun saat ini dibatasi oleh peraturan dan hanya masalah. Seberapa besar ruang pasar di bidang ini, saya tidak akan membuat prediksi. Lagi pula, itu adalah manusia - dibuat. Ketika kualitas produk telah ditentukan, itu akan tergantung pada semua orang untuk membuatnya - ke - bumi pada tahap selanjutnya. Betapa "biru" laut tergantung pada berapa banyak protein yang telah Anda miliki.