Les facteurs qui impactent le taux de phycocyanine
La teneur en phycocyanine (principal actif de la spiruline, pigment bleu) peut considérablement varier selon les producteurs à travers le globe. Dans les régions du Sahel et en Chine, elle peut chuter jusqu'à 5% (en poids sec), en Californie, elle oscille entre 7 et 8%. En France, la teneur moyenne est d'environ 15,9%, et seuls quelques cultivateurs parviennent, de manière relativement constante, à atteindre des niveaux compris entre 18% et 26% (phycocyanines brutes). Si la majorité des producteurs de spiruline "paysannes" affichaient un tel niveau, cela constituerait un véritable avantage compétitif, voici les éléments clés pour y parvenir.
La phycocyanine est cette protéine complexe présente à hauteur de 10 à 11 % dans la spiruline de base. Elle peut atteindre des concentrations beaucoup plus importantes selon la qualité de cette dernière. Jean-Louis Vidalo
Stabilité du pigment, les principaux facteurs :
Le rôle de l'intensité du rayonnement solaire
Lorsque la lumière est faible, les cyanobactéries réagissent et compensent en augmentant la surface de leurs "panneaux solaires", non sans rappeler les installateurs de centrales solaires qui ajustent de manière similaire leurs panneaux pour optimiser la captation d'énergie. Pour que cette adaptation s'opère, il faut naturellement éviter toute carence en azote. En effet, en cas de manque, la spiruline puisera dans son réservoir d'azote que constituent pour elle ses "panneaux solaires". Par ailleurs, nous savons que la phycocyanine peut être dégradée par photolyse en cas d'exposition à une lumière trop intense. Ainsi, il est tout à fait pertinent de la protéger en travaillant sous ombrage pour préserver ses propriétés.
Température et thermolyse
Le deuxième facteur à prendre en compte est donc la thermolyse (la décomposition thermique) de la phycocyanine. Ce transfert de chaleur néfaste s'opère à des températures trop élevées (au-delà des 40°C) : l'ombrage des bassins permet de réduire ce risque. Ensuite, lors de l'étape de séchage, il convient de maintenir une température sous les 35°C idéalement, pour préserver au maximum la stabilité du pigment. Le temps de séchage joue également un rôle : il est possible de réduire sa durée, optimisant le pressage pour éliminer autant que possible l'eau contenue dans la biomasse.
La phycocyanine est très dégradée à 70° par rapport à 40° et en deçà. Source : Laboratoire Biodelta
Le Ph
Le Ph est un élément à prendre en compte pour maintenir la stabilité de la phycocyanine : il doit être neutre ou légèrement alcalin [1].
La nature de la souche
La morphologie des filaments Arthrospira joue un rôle premier dans la rétention d'eau lors du pressage. Il est facile de comprendre que des filaments spiralés, non écrasés (pour éviter la rupture des filaments), retiennent de l'eau dans leur structure tubulaire. En revanche, les filaments de type Paracas, plus ondulés, peuvent se tasser plus facilement, car ils se collent les uns aux autres. En fin de compte, la Paracas a un avantage significatif en termes de réduction du temps de séchage par rapport à une variété comme Lonar.
Les autres cyanobactéries de la culture
Un dernier facteur doit être considéré : la présence dans la culture d'une quantité négligeable, voire nulle de cyanobactéries étrangères. Cela ne se limite pas seulement à des raisons de toxicité, mais aussi parce que d'autres cyanobactéries peuvent produire de la phycocyanine (d'où leur nom). Il est donc préférable que la phycocyanine que nous revendiquons provienne exclusivement d'Arthrospira.
Distinguer et quantifier les phycocyanines :
On parle de phycocyanines au pluriel car on distingue 2 molécules précises. Bien qu'elles soient toutes deux des pigments bleus (des phycobiliprotéines) servant à la photosynthèse, elles ont des rôles et des structures légèrement différents.
La C-Phycocyanine (C-PC)
C'est le pigment majoritaire de la spiruline ("C" signifie cyanobactérie) : elle capte les photons (lumière) du soleil, principalement dans le spectre orange-rouge, et transmet cette énergie à l'Allophycocyanine. D'un bleu intense caractéristique, elle représente la molécule la plus recherchée pour ses propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires et son soutien au système immunitaire.
L'Allophycocyanine (A-PC ou APC)
Le préfixe "Allo" vient du grec pour "autre" : c'est un pigment qui absorbe la lumière à une longueur d'onde légèrement différente (plus proche du rouge lointain). Elle reçoit l'énergie captée par la C-Phycocyanine et la transmet directement à la chlorophylle pour que la photosynthèse ait lieu. Elle est située au cœur de la structure collectrice de lumière (le phycobilisome). L'allophycocyanine est moins abondante que la C-Phycocyanine et chimiquement plus stable.
Évaluer le taux de phycocyanines par spectrométrie après extraction au NaC
Cette analyse utilise une méthode scientifique douce qui commence par plonger la spiruline dans une solution d'eau salée afin de libérer ses pigments bleus sans les détériorer chimiquement. Une fois extraits, ces pigments sont analysés par un spectrophotomètre, un appareil qui mesure l'absorption de la lumière à travers le liquide : plus celui-ci est foncé, plus la concentration est forte. L'appareil cible des longueurs d'onde très précises (620 nm pour la C-Phycocyanine et 650 nm pour l'Allophycocyanine, avec une correction à 675 nm) pour distinguer les différents types de molécules, avant d'utiliser une formule mathématique officielle pour transformer ces mesures lumineuses en une quantité exacte au gramme près.
Les rapports d'analyse standard se décomposent toujours en trois lignes (C-Phycocyanine, Allophycocyanine et Phycocyanines brutes). C'est exclusivement cette dernière ligne, « Phycocyanines brutes » (la somme des deux précédentes), que les marques utilisent commercialement pour afficher leur taux de phycocyanine, car elle représente la teneur totale en pigments bleus du produit.
Pages connexes :
Références :
- Yuan, B., Li, Z., Shan, H., Dashnyam, B., Xu, X., McClements, D. J., ... & Cao, C. (2022). A review of recent strategies to improve the physical stability of phycocyanin. Current Research in Food Science, 5, 2329-2337.
- Sarada, R. M. G. P., Pillai, M. G., & Ravishankar, G. A. (1999). Phycocyanin from Spirulina sp: influence of processing of biomass on phycocyanin yield, analysis of efficacy of extraction methods and stability studies on phycocyanin. Process biochemistry, 34(8), 795-801.
- Devi, A. C., Tavanandi, H. A., Govindaraju, K., & Raghavarao, K. S. M. S. (2020). An effective method for extraction of high purity phycocyanins (C-PC and A-PC) from dry biomass of Arthrospira maxima. Journal of Applied Phycology, 32(2), 1141-1151.
J'explore depuis près de 20 ans les publications de la littérature scientifique qui concernent la spiruline, ses composants et plus largement, les microalgues. Je m'efforce de fournir des articles sourcés et régulièrement vérifiés en fonction des nouvelles données de la recherche.
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