Obtención y purificación de Ficoeritrina mediante cromatografía de adsorción en lecho expandido. Escalado del proceso, caracterización fisicoquímica y aplicación como colorante natural

Abstract

En esta tesis, se ha desarrollado una nueva metodología escalable para la purificación de ficoeritrina procedente de microalgas. La ficoeritrina se extrae de la célula mediante choque osmótico y el extracto proteico se hace pasar a través de una columna de cromatografía de adsorción en lecho expandido, utilizando Streamline DEAE como adsorbente. Finalmente, la solución rica en ficoeritrina se purifica mediante cromatografía convencional usando como relleno DEAE-cellulose. Así, se han optimizado las variables de trabajo en la pequeña escala utilizando una columna de 15 mm de diámetro interno para después abordar el escalado del proceso con columnas de D.I. 15, 25, 40, 60, 90 y 150 mm. Las diferentes etapas de purificación se han monitorizado mediante SDS-PAGE y la pureza de B-PE obtenida se ha corroborado mediante espectroscopías de absorción y emisión y RP-HPLC. Los resultados muestran que el método de CALE es una tecnología escalable que permite obtener grandes cantidades de ficoeritrina manteniendo altos rendimientos proteicos y reduciendo tiempo y costes de procesado. Finalmente, el potencial del extracto de ficoeritrina como colorante, se ha demostrado adicionándolo a diferentes productos alimenticios y bebidas comerciales.

In this Thesis a large and scaleable method for purification of phycoerithrins from microalgae has been developed. Phycoerithrins are extracted from the cells by osmotic shock and separated by passing the centrifuged cell suspension through an expanded bed adsorption chromatography column using Streamline-DEAE as adsorbent. The eluted phycoerithrins rich solution is finally purified by packed-bed chromatography using DEAE-cellulose. The operation of EBAC is optimized on a small scale using a column of 15 mm internal diameter. The EBAC process is then scaled up by increasing the column I.D. (15, 25, 40, 60, 90 and 150mm). The purification steps are monitored using SDS-PAGE and the purity of recovered phycoerithrins is confirmed by absorption and emission spectroscopy and RP-HPLC. Results show that EBAC method is a scalable technology that allows large quantities of phycoerithrins to be obtained without product loss, maintaining a high protein recovery while reducing both processing cost and time. So, the potential of phycoerithrins as natural colorants is demonstrated using different food and drink comercial products.