Storage stability of phycobiliproteins in a hydroalcoholic solution evaluated by an optical method

封面

如何引用文章

全文:

详细

The aim was to evaluate the stability of pigments of the phycobiliprotein group extracted from the biomass of the Spirulina (Arthrospira) platensis cyanobacterium and the Porphyridium purpureum red microalgae. Water extracts of phycobiliproteins were obtained following a double freezing of the raw biomass of Arthrospira platensis and Porphyridium purpureum. An extraction was carried out with a phosphate buffer (0.05 M, pH = 7) in the cold (5 °C) for 24 hours. To the extracts obtained, 96% ethanol was added until its concentration in the solution was 20%. The hydroalcoholic extracts of phycobiliproteins were stored for three months. Pigment concentrations were monitored by an optical method. The allophycocyanin pigment demonstrated the highest storage stability. The highest degradation rate of phycobiliproteins was observed during their storage in the light at room temperature. The degradation rate of pigments under these conditions was 9and 80-fold higher (for B-phycoerythrin and C-phycocyanin, respectively) than similar indices during their storage in the dark and in the cold. C-phycocyanin was the least stable, compared to other studied phycobiliproteins. Its degradation rate under all storage options was 5to 10-fold higher than that of B-phycoerythrin under similar conditions. An essential conservation requirement for C-phycocyanin and β-phycoerythrin in hydroalcoholic solutions was the absence of light. For C-phycocyanin, a low temperature was necessary as well. Storage of B-phycoerythrin in the dark at room temperature is acceptable. These conditions can ensure the conservation of up to 86% of pigments in hydroalcoholic solutions for 25–30 days.

作者简介

I. Gudvilovich

A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas, RAS

Email: gudirina2008@yandex.ru

A. Borovkov

A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas, RAS

Email: spirit2000sev@yandex.ru

参考

  1. Manirafasha E., Ndikubwimana T., Zeng X., Lu Y., Jing K. Phycobiliprotein: potential microalgae derived pharmaceutical and biological reagent // Biochemical Engineering Journal. 2016. Vol. 109. P. 282–296. doi: 10.1016/J.BEJ.2016.01.025.
  2. Hsieh-Lo M., Castillo G., Ochoa-Becerra M.A., Mojica L. Phycocyanin and phycoerythrin: Strategies to improve production yield and chemical stability // Algal Research. 2019. Vol. 42. P. 101600. doi: 10.1016/j.ALGAL.2019.101600.
  3. Dagnino-Leone J., Figueroa C.P., Castañeda M.L., Youlton A.D., Vallejos-Almirall A., Agurto-Muñoz A., et al. Phycobiliproteins: structural aspects, functional characteristics, and biotechnological perspectives // Computational and Structural Biotechnology Journal. 2022. Vol. 20. P. 1506–1527. doi: 10.1016/j.csbj.2022.02.016.
  4. Kovaleski G., Kholany M., Dias L.M.S., Correia S.F.H., Ferreira R.A.S., Coutinho J.A.P., Ventura S.P.M. Extraction and purification of phycobiliproteins from algae and their applications // Frontiers in Chemistry. 2022. Vol. 10. P. 1065355. doi: 10.3389/fchem.2022.1065355.
  5. Stadnichuk I.N., Tropin I.V. Phycobiliproteins: structure, functions and biotechnological applications // Applied Biochemistry and Microbiology. 2017. Vol. 53. P. 1–10. doi: 10.1134/S0003683817010185.
  6. Pagels F., Guedes A.C., Amaro H.M., Kijjoa A., Vasconcelos V. Phycobiliproteins from cyanobacteria: chemistry and biotechnological applications // Biotechnology Advances. 2019. Vol. 37, no. 3. P. 422–443. doi: 10.1016/j.biotechadv.2019.02.010.
  7. Nath P.C., Bandyopadhyay T.K., Mahata N., Tiwari O.N., Bobby M.N., Indira M., et al. C-phycoerythrin production from Anabaena sp. BTA 903: optimization, production kinetics, thermodynamic and stability analysis // Biomass Conversion and Biorefinery. 2024. Vol. 14. P. 19739–19751. doi: 10.1007/s13399-023-04109-9.
  8. Spirulina platensis (Arthrospira): physiology, cellbiology and biotechnology / ed. A. Vonshak. London: Taylor & Francis, 1997. 235 p.
  9. Nowruzi B., Konur O., Anvar S.A.A. The stability of the phycobiliproteins in the adverse environmental conditions relevant to the food storage // Food and Bioprocess Technology. 2022. Vol. 15. P. 2646–2663. doi: 10.1007/s11947-022-02855-8.
  10. Wu H.-L., Wang G.-H., Xiang W.-Z., Li T., He H. Stability and antioxidant activity of food-grade phycocyanin isolated from Spirulina platensis // International Journal of Food Properties. 2016. Vol. 19, no. 10. P. 2349–2362. doi: 10.1080/10942912.2015.1038564.
  11. Pereira T., Barroso S., Mendes S., Gil M.M. Stability, kinetics and application study of phycobiliprotein pigments extracted from red algae Gracilaria gracilis // Journal of Food Science. 2020. Vol. 85, no. 10. P. 3400–3405. doi: 10.1111/1750-3841.15422.
  12. Marraskuranto E., Raharjo T.J., Kasiamdari R.S. Nuringtyas T.R. Color stability of phycoerythrin crude extract (PECE) from Rhodomonas salina toward physicochemical factors //Squalen Bulletin of Marine and Fisheries Postharvest and Biotechnology. 2019. Vol. 14, no. 1. P. 21–31. doi: 10.15578/squalen.v14i1.379.
  13. Adjali A., Clarot I., Chen Z., Marchioni E., Boudier A. Physicochemical degradation of phycocyanin and means to improve its stability: a short review // Journal of Pharmaceutical Analysis. 2022. Vol. 12, no. 3. P. 406–414. doi: 10.1016/j.jpha.2021.12.005.
  14. Shkolnikov Lozober H., Okun Z., Parvari G., Shpigelman A. The effect of storage and pasteurization (thermal and high-pressure) conditions on the stability of phycocyanobilin and phycobiliproteins // Antioxidants. 2023. Vol. 12, no. 3. P. 568. doi: 10.3390/antiox12030568.
  15. De Morais M.G., da Silva Vaz B., de Morais E.G., Vieira Costa J.A. Biological effects of spirulina (Arthrospira) biopolymers and biomass in the development of nanostructured scaffolds // BioMed Research International. 2014. Vol. 2014, no. 1. P. 1–9. doi: 10.1155/2014/762705.
  16. Береговая Н.М. Особенности хранения водного экстракта R-фикоэритрина // Экология моря. 2010. Т. 81. С. 13–16. EDN: ULDZYV.
  17. Береговая Н.М., Гудвилович И.Н. Хранение водно-спиртового экстракта С-фикоцианина, полученного из микроводоросли Spirulina platensis // Экология моря. 2010. Т. 81. С. 17–22. EDN: ULDZZF.
  18. Тренкеншу Р.П., Терсков И.А., Сидько Ф.Я. Плотные культуры морских микроводорослей // Известия Сибирского отделения Академии наук СССР. Серия биологических наук. 1981. Т. 5. N 1. С. 75–82.
  19. Стадничук И.Н. Фикобилипротеины. М.: Мир, 1990. 196 c.
  20. Лось С.И. Биохимические основы получения фикоэритрина из морских водорослей // Альгология. 2008. Т. 18. N 4. С. 375–385. EDN: JVOIFR.
  21. Mishra S.K., Shrivastav A., Mishra S. Effect of preservatives for food grade C-PC from Spirulina platensis // Process Biochemistry. 2008. Vol. 43, no. 4. P. 339–345. doi: 10.1016/j.procbio.2007.12.012.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».