عملية الإنتاج ، مجال التطبيق واتجاه التطوير في الفيكوسيانين

باستثناء التوت الأزرق ، لا يرتبط الأزرق بشكل وثيق بالطعام ، ولكن في السنوات الأخيرة ، بدأ الطعام الأزرق في الظهور بشكل متكرر في رؤية المستهلكين. الآن ، يمكنك بسهولة استخدام الزبادي الأزرق والعصير الأزرق والمشروبات الزرقاء المصنوعة منفيكوسيانينومسحوق خلاصة زهرة البازلاء الفراشةلجذب الانتباه بسرعة على وسائل التواصل الاجتماعي مثل Xiaohongshu و Weibo ، ولكن هذه الأطعمة الزرقاء تجلب الجاذبية ليس محفزة بصريًا فحسب ، بل أيضًا لأن زهرة الفيكوسيانين والبازلاء الفراشة التي توفر المصدر الأزرق هي مواد خام صحية تأتي حقًا من الطبيعة.

 

 

أصباغ زرقاء طبيعية: Phycocyanin و Butterfly Pea
في حين أن الذوق هو في كثير من الأحيان الأولوية الأولى عندما يتعلق الأمر بالطعام ، مع ظهور وسائل التواصل الاجتماعي ، أصبحت الابتكارات البصرية مهمة ، وخاصة الألوان من المصادر الطبيعية (على عكس المصادر التي تم تصنيعها كيميائيًا). ما إذا كان بإمكانه استخدام انشطار وسائل التواصل الاجتماعي لتعزيز نمو المبيعات الجديد ، فقد أصبح تحديًا جديدًا لماركات الأغذية.

في أوروبا والولايات المتحدة ، تعتبر phycocyanin بئرًا - Sky - الأزرق. لم يتم البحث عن الفيكوسيانين من قبل عمالقة الطعام مثل المريخ نستله ، ولكن أيضًا من قبل المستهلكين العاديين. مشتق Phycocyanin من سبيرولينا ، وهو ميكرروغا ينمو في بحيرات الماء القلوية. غالبًا ما يكون لون المنتجات بعد إضافة الفيكوسيانين قريبًا جدًا من Sky Blue ، مما يجعل Phycocyanin لونًا أزرقًا لمصنعي الأطعمة والمشروبات. الاختيار الأول.

 

 

 

زهرة البازلاء الفراشة هي نجمة صاعدة بين أصباغ زرقاء. الشاي المصنوع من زهور البازلاء الفراشة تحظى بشعبية كبيرة في جنوب شرق آسيا. تتشكل زهرة هذا النبات مثل الفراشة ، وله لون أزرق ساطع ، وحساسة للـ درجة الحموضة ، وسوف يتحول إلى أرجوانية بقيمة درجة الحموضة معينة. مثل عصير الليمون الأرجواني.
حدد Mintel المكونات المستمدة من المصنع - كأفضل اتجاه طعام لعام 2017 ، مشيرًا إلى: "غالبًا ما يكون هناك تعارض حول ما لا يجب إضافته إلى الطعام والشراب ، لكن المستهلكين يهتمون بما يدخل في الطعام والشراب بدلاً من إضافة أي شيء".

والسبب لزيادة الأطعمة والمشروبات الزرقاء في السنوات الأخيرة هو أن مصنعي الأغذية والمستهلكين يعتقدون أن هذه المصادر الزرقاء (فييكوسيانين والبازلاء الفراشة) جيدة في الواقع للصحة. وبعبارة أخرى ، لا يشرب الجميع الشاي لجذب الانتباه على وسائل التواصل الاجتماعي ، ولكن الفوائد الإضافية لهذه المكونات النباتية - ، مثل مضادات الأكسدة ، ستجذب المستهلكين الآخرين.

Phycocyanin هو بروتين نبات أزرق نادر في الطبيعة. يمكن استخدامه كصباغ طبيعي وهو بروتين نفسه. يتماشى جدًا مع اتجاه السوق الحالي لـ "البروتين النباتي ، الملصق النظيف ، الصحة الطبيعية".

 

 

إنتاج فيكوسيانين

استنادًا إلى ولادة البكتيريا الزرقاء ، ظهر فيكوسيانين ، كعضو لا غنى عنه في البكتيريا الزرقاء لعملية التمثيل الضوئي ، منذ حوالي 3.5 مليار سنة ، ويغطي معظم عملية تطور الحياة. Phycocyanin هو أساس البكتيريا الزرقاء لتحقيق التمثيل الضوئي الكفاءة العالية - ، خاصة في الاستخدام الفعال للفوتونات الشمسية بطول موجة يتراوح بين 450-650 نانومتر. إنه يلعب دور حصادة الطاقة على الأرض البدائية ، لذلك ليس من الضروري أن يطلق عليه أهم مادة لأصل الحياة.

في الطبيعة ، تعتبر البكتيريا الزرقاء أكبر مصدر للفييكوسيانين ، ويمثل الفيكوسيانين (بما في ذلك allophycocyanin) نسبة كبيرة من خلايا البكتيريا الزرقاء. أخذ سبيرولينا كمثال ، يمكن أن يمثل ما يصل إلى 20 ٪ من الوزن الجاف للخلايا. في المقابل ، فإنه يمثل حوالي 1/3 من البروتين الكلي للطحالب. إذا كان في ظل ظروف ثقافة محددة (مثل الضوء المنخفض) ، يمكن زيادة محتوى الفيكوسيانين.

باستثناء بعض منتجات الكاشف - ، يعد استخراج phycocyanin من سبيرولينا حاليًا وسيلة رئيسية وأبسط للإنتاج التجاري للفيوكوسيانين. حققت الأبحاث الحديثة تعبيرًا عن الفيكوسيانين في الإشريكية القولونية باستخدام التكنولوجيا المعدلة وراثيا ، ولكن لا يزال هناك طريق طويل قبل أن تكون تقنيات مماثلة يمكن أن تكون صناعية.

أخذ الإنتاج الكبير - من سبيرولينا phycocyanin كمثال ، يتم تقسيمه ببساطة إلى الخطوات التالية من حيث التكنولوجيا.

(1) كسر الجدار:تحتاج الخطوة الأولى من الاستخراج إلى فتح جدار الخلية للطحالب. يمكن تقسيم التقنيات الشائعة - إلى فئتين ، وسيلة مادية مثل الضغط العالي ، والقص الميكانيكي ، وتجميد - ذوبان ، نقص التوترات ، الموجات فوق الصوتية ، والمساعدة في الميكروويف ، وما إلى ذلك ، والمعدات ، مثل التنظيم ، مثل الإنتاج ، مثل التنظيم ، مثل الإنتاج ، في الإنتاج ، في الإنتاج. القدرة على التحكم في التكلفة ، يجب اعتبارها أولاً.

(2) الحل:بغض النظر عما إذا كانت المادة الخام هي مسحوق جاف أو طين الطحالب الرطبة ، فمن الضروري إذابة الفيكوسيانين في الماء أولاً. عادة ما يتم تنفيذ هذه الخطوة مع الخطوة الأولى. من أجل استقرار الفيكوسيانين ، من الضروري التحكم في درجة حرارة الماء ، ويتضمن وضع المعلمات مثل خلفية الأيونات ودرجة الحموضة.

(3) الانفصال:بعد الفصل الصلب - إزالة السائل وإزالة الخبث ، عادة ما يتم فصل phycocyanin المذاب في الماء عن طريق تمليح التلبد/البروتين isoelectric point للحصول على منتجات خام.

(4) تنقية:يحتاج المنتج الخام إلى تنقيته لإزالة بروتينات الشوائب والأيونات المختلفة غير الضرورية. يتم تطبيقه على المبادئ الفنية مثل Salt Solution - Salt - Out ، الترشيح ، التناضح - التناضح العكسي ، اللوني ، إلخ. هناك العديد من الابتكارات التكنولوجية في هذه المرحلة من التطهير. وُلد الكثير من المعدات الجديدة ، وبسبب المتطلبات المختلفة لنقاء المنتج ، سيكون الفرق في تصميم العملية في التطبيق كبيرًا جدًا.

(5) التحضير:من خلال رابط التنقية ، قبل توفير منتج النقاء "العالي" إلى السوق ، هناك عملية تحضير ، مثل تكوين تركيز معين من الماء أو تحضير المسحوق الجاف ، وضبط الرقم الهيدروجيني ، والعلاجات مثل إضافة مواد كيميائية محددة (مثل سترات الصوديوم) أو الصخور الدقيقة.

 

 

التطبيقات التجارية للفيايكوسيانين

(1) أصباغ الطعام -
Phycocyanin هو صبغة زرقاء نادرة صالحة للأكل في الطبيعة ، وهي زرقاء الياقوت رائعة. وافقت إدارة الأغذية والعقاقير الأمريكية (FDA) على تطبيق الفيكوسيانين في بعض الأطعمة في 2013/2014 ، بما في ذلك المشروبات والجبن والآيس كريم والحلوى واللثة والمضغ واللبن والحلوى وغيرها من الأطعمة الشائعة. سيتم أيضًا تنفيذ المعيار الوطني للطحالب الإضافية الأزرق في مارس 2021 (GB 1886.309-2020) ، لذلك أصبحت الأطعمة الزرقاء أكثر شيوعًا في السنوات الأخيرة.

 

(2) مستحضرات التجميل
تطبيق phycocyanin في مستحضرات التجميل هو أساسا في شكل أصباغ. تشمل المنتجات الشائعة المرطبات ، وكريمات التبييض ، والصابون ، والكحل ، وأحمر الشفاه ، وما إلى ذلك.

 

(3) الفعالية البيولوجية
يعد البحث عن الآثار الصحية للفيوكوسيانين أكثر المحتوى بحثًا في السنوات الأخيرة ، وهو ما يكفي لكتابة كتاب كبير. يركز البحث بشكل أساسي على الجوانب التالية: anti - أكسدة ، مضاد - الالتهاب ، مضاد - السرطان ، مضاد - لم يتم إطلاق حساب التفاضل والتكامل والبيروكسيد الدهني ، وشفاء الجروح ، وما إلى ذلك. بسبب القضايا التنظيمية ، لم يتم إطلاق منتجات الفيكوسيانين في شكل الأطعمة الصحية أو الأدوية ، ولا تزال معظم الدراسات في مرحلة تجارب الفعالية أو الدراسات السريرية.
جانب آخر ، على وجه الخصوص ، يتعلق بتطبيق الفيكوسيانين في العلاج الديناميكي الضوئي. التفسير الشفهي هو: Phycocyanin ، كصباغ التمثيل الضوئي ، لديه القدرة على انبعاث الإلكترونات بعد إضاءة طول موجة محددة. هذا الإلكترون مدمر في الواقع ، ويقاطع أو تدمير بعض الجزيئات البيولوجية (مثل البروتينات ، والأحماض النووية ، وما إلى ذلك) باستخدام هذا المبدأ ، يمكن حقن فيوكوسيانين في آفات السرطان ويشع مع ضوء طول موجة محددة ، وبالتالي تدمير أو قتل الخلايا السرطانية أو تحقيق تأثير علاج السرطان.

 

(4) الكواشف الكيميائية الحيوية
Phycobiliproteins ، بما في ذلك الفيكوسيانين ، وأليوفيكوكوسيانين ، و phycoerythrin ، هي مواد فلورسنت بشكل طبيعي مع الإثارة القوية ، وتحول الطول الموجي الواسع ، ومعامل الانقراض المولي العالي ، والعائد الكمي للفلور. ، وهو متفوق على الكواشف الفلورية التقليدية. يتم استخدام phycobiliproteins التي تم إعدادها أو تعديلها بوسائل خاصة (خاصة phycoerythrin و allophycocyanin) في بعض أساليب أبحاث البيولوجيا الخلوية ، مثل التدفق الخلوي للتدفق الخلوي ، المجهر الفلوريس ، تحليل الخلايا المفردة ، وفرز الخلايا المحفزة للخلايا والمنفث وغيرها من التقنيات.

 

الوضع الراهن ومستقبل صناعة الفيكوسيانين
عندما قرر المريخ استبدال اللون الأزرق المركب كيميائيًا (الأزرق اللامع: FD&C Blue #1) في MM Beans ، فإن العثور على لون أزرق كان طبيعيًا ومستقرًا ولم يؤثر على الطعم. قدمت MARS طلبًا إلى إدارة الأغذية والعقاقير الأمريكية لطلب موافقة سبيرولينا لاستخدامها في مضغ اللثة والحلويات ، وافقت إدارة الأغذية والعقاقير الأمريكية على الطلب في عام 2013. في عام 2021 ، وافقت إدارة الأغذية والعقاقير الأمريكية على تطبيق زهور البازلاء الفراشة على الطعام والمشروبات.

سيكون اتجاهًا لا رجعة فيه الذي تحل تدريجياً محل التوليف الكيميائي. في القرن الماضي ، سمحت إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) بإضافة 35 أصباغًا تم تجميعها كيميائيًا إلى الطعام والمشروبات ، ولكن حتى الآن ، لم يتبق سوى 7 ، ونطاق التطبيق ومقدار الإضافة محدودة تمامًا. نعتقد أيضًا أنه في المستقبل ، سيختار المزيد من الشركات المصنعة للأغذية والمشروبات ألوانًا من المصادر الطبيعية ، والابتعاد بجرأة عن التقاليد ، ومحاولة استخدام ألوان أكثر إشراقًا وأكثر ملونة.

لقد أظهر سوق الصباغ الطبيعي الدولي ، تحت اتجاه استبدال الاصطناعية بالطبيعة ، اتجاهًا ثابتًا وسريعًا. تشير التقديرات إلى أن حجم السوق العام الحالي يقترب من ملياري دولار أمريكي. في المنطقة الزرقاء ، تعد الفيكوسيانين أكثر المنتجات فائدة ، وتستخدم صناعة المواد الغذائية الفيكوسيانين لتطوير العديد من الأطعمة الجديدة بطريقة مستهدفة ، مثل المشروبات الزرقاء ، والمشروبات الباردة ، (النبات) منتجات الألبان ، ومختلف مستحضرات التجميل ، وما إلى ذلك. إذا كان بإمكانها حل مشكلة استقرار المنتج بشكل أفضل ، فستكون هناك مجال لمزيد من التطوير.
إن الفعالية البيولوجية للفييكوكوسيانين ، أي تأثير العلاج أو العلاج المساعد لمختلف الأعراض أو الأمراض ، كان دائمًا محور البحث في مجال الفيكوسيانين ، بناءً على نتائج البحث الأساسي والتجارب السريرية ، على الرغم من أنه يقتصر حاليًا على اللوائح ، فإنه لا يمثل سوى مسألة زمنية قبل أن يتم تطوير الفيكوسيانين. ما حجم مساحة السوق في هذا المجال ، لن أقوم بتنبؤات. بعد كل شيء ، هو الإنسان -. عندما يتم تحديد جودة المنتج ، فإنه يعتمد على الجميع لجعله ينخفض ​​- إلى الأرض- في المرحلة اللاحقة. كيف يعتمد البحر "الأزرق" على مقدار البروتين الذي تملكه.