Riassunto analitico
La ficocianina C è un pigmento fotosintetico blu facente parte della famiglia delle ficobiliproteine, tipica di alcune alghe blu-verdi tra cui Arthrospira platensis. Questa proteina è costituita da due subunità, definite rispettivamente α e β, che legano covalentemente tre molecole di ficocianobilina, un cromoforo costituito da un anello tetrapirrolico a catena aperta simile alla bilirubina. La ficocianina C è associata a proprietà antinfiammatorie ed antiossidanti ed è inoltre utilizzata come sonda fluorescente in saggi immunologici. Inoltre, in virtù della sua colorazione, essa sta trovando crescente applicazione come pigmento anche nell’industria alimentare. Tali applicazioni stanno determinando una richiesta crescente in ambito alimentare, industriale e farmaceutico. Questo studio è dunque legato all'ottimizzazione di un processo estrattivo su scala di laboratorio e allo scale-up del processo estrattivo su scala produttiva. I parametri di processo che sono stati oggetto di studio sono stati il trattamento di rottura della biomassa algale (sonicazione, congelamento / scongelamento) fresca, congelata o essiccata, la composizione del mezzo acquoso utilizzato per l’estrazione (acqua, tampone acetato o fosfato, soluzioni di CaCl2 o NaCl a diversa concentrazione), il rapporto biomassa / mezzo estraente, la temperatura e il tempo di incubazione, valutando gli effetti sulla resa di estrazione e sulla purezza della ficocianina ottenuta. Le migliori condizioni operative individuate sono state ottenute su scala di laboratorio attraverso una incubazione di 24 h in NaCl 0.5%, con un rapporto biomassa/mezzo estraente di 0.05 g/mL. Tali condizioni sono state applicate con successo anche ad un volume produttivo di 20 L. Lo scale-up ha però richiesto che la miscela fosse sottoposta ad agitazione meccanica durante l’estrazione. Queste condizioni hanno permesso di raggiungere rese estrattive massime di 110.9 ± 1.1 mg/g utilizzando biomassa di A. platensis essiccata, che sono stati incrementati a 174.7 ± 1.4 mg/g utilizzando biomassa fresca. L’estratto ottenuto, caratterizzato da un grado di purezza attribuibile al grado alimentare (A620/A280 pari a 0.777 ± 0.004), si è dimostrato stabile fino ad una temperatura di circa 50 °C. È stato inoltre dimostrato come l’aggiunta di maltodestrina in misura pari al 10 % p/p determini un effetto stabilizzante, rendendo l’estratto stabile fino ad una temperatura di 60°C. La possibilità di sottoporre l’estratto ad un trattamento termico senza determinare denaturazione della ficocianina o dissociazione dell’apoproteina dal cromoforo permette di stabilizzare il prodotto finale dal punto di vista microbiologico. Ciò consente di condurre l’intero processo estrattivo a temperatura ambiente, senza dovere ricorrere a refrigerazione, a tutto vantaggio dei costi di produzione.
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