Obtención y purificación de Ficocianinas mediante cromotagrofía de adsorción en lecho expandido. Escalado del proceso, caracterización fisicoquímica y aplicación como colorantes naturales

Abstract

En esta Tesis, se ha llevado a cabo la purificación de ficocianinas procedentes de microalgas a través de una metodología escalable. Las ficocianinas se extraen de las células utilizando choque osmótico y se purifican por cromatografía de adsorción en lecho expandido (CALE) usando Streamline-DEAE como adsorbente. La disolución rica en C-PC que se obtiene, se purifica con cromatografía convencional de lecho empaquetado usando DEAE-celulosa (intercambio iónico). Tanto las condiciones de extracción como las de operación de CALE han sido optimizadas. Las etapas de purificación se monitorizan utilizando SDS-PAGE y la pureza de las ficocianinas recuperadas se confirma por espectroscopía de absorción y de emisión y RP-HPLC. Los resultados muestran que el método CALE es una tecnología escalable que permite obtener grandes cantidades de ficocianinas, manteniendo una alta recuperación de proteína, a la vez que se reducen el tiempo de operación y el coste. Además, se ha demostrado el potencial de las ficocianinas como colorantes naturales en alimentos y bebidas utilizando diferentes productos comerciales.In this Thesis a large and scaleable method for purification of phycocyanins from cyanobacteria microalgae has been developed. Phycocyanins are extracted from the cells by osmotic shock and separated by expanded bed adsorption chromatography (EBAC) using Streamline-DEAE as adsorbent. The eluted phycocyanins rich solution is finally purified by packed-bed chromatography using DEAE-cellulose. Both the extraction conditions and the operation of EBAC are optimized. To obtain pure C-PC, conventional ion-exchange chromatography with DEAE-cellulose is utilized. The purification steps are monitored using SDS-PAGE and the purity of recovered phycocyanins is confirmed by absorption and emission spectroscopy and RP-HPLC. Results show that EBAC method is a scalable technology that allows large quantities of phycocyanins to be obtained without product loss, maintaining a high protein recovery while reducing both processing cost and time. So, the potential of phycocyanins as natural colorants is demonstrated using different food and drink commercial products.